專利名稱：一種纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于秸稈類物質(zhì)精深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纖維素秸稈類物質(zhì)組分 拆分及精深加工的方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著石化資源日益減少，人們開始尋求可再生的生物資源來代替石油化工 原料，利用可再生的農(nóng)林秸稈開發(fā)出多種化工產(chǎn)品。要想充分利用秸稈纖維素物質(zhì)，需要將 其組分拆分分離，半纖維素分解成五碳糖，把木質(zhì)素提取出來，纖維素分解成六碳糖。纖維 素分解成五碳糖已有非常成熟的技術(shù)，但木質(zhì)素的提取和纖維素的水解還有待開發(fā)。目前 纖維素分解比較溫和，比較環(huán)保的方法當屬纖維素酶水解，盡管我們可以利用稀酸或汽爆 的方法能以將半纖維素轉(zhuǎn)化成五碳糖分離出來，但剩下的纖維素和木質(zhì)素仍交織在一起， 阻礙了纖維素酶的可及性，酶利用低，分解成本相對較高，為了減少纖維素酶的用量，使纖 維素充分分解，最好的辦法就是先把和纖維素交織包裹在一起的木質(zhì)素分離掉，醇類溶劑 能以從纖維素秸稈類物質(zhì)中把木質(zhì)素萃取出來，達到纖維素和木質(zhì)素的分離目的，但是萃 取木質(zhì)素后和萃取劑分離目前是通過加入數(shù)倍冷水使木質(zhì)素沉淀分離出來，這種方法消耗 能量較大，分離的不夠徹底。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，該方法能使纖維 素類物質(zhì)得到最大化的利用。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，向脫除半纖維素或部分脫除半纖 維素的秸稈類物質(zhì)中按固液質(zhì)量比1 :2-8加入液態(tài)醇類物質(zhì)，在60-180°C下萃取1-4小 時，固液分離，液相物質(zhì)為含木質(zhì)素的醇溶液；向液相物質(zhì)中加入聚乙二醇或環(huán)氧化合物反 應(yīng)后精制得生物多元醇。向液相物質(zhì)中加入聚乙二醇前，液相物質(zhì)先蒸發(fā)除去20-95%的液態(tài)醇類物質(zhì)，然 后加入蒸發(fā)后液態(tài)醇類物質(zhì)質(zhì)量1-100倍的聚乙二醇，再按聚乙二醇質(zhì)量的0. 1-3%加入無 機酸，控制溫度100-170°C，反應(yīng)0. 2-4小時，最后加入堿性物質(zhì)調(diào)pH值6_8，精制得生物多元醇。向液相物質(zhì)中加入環(huán)氧化合物前，液相物質(zhì)先蒸發(fā)除去20-95%的液態(tài)醇類物質(zhì)， 然后加入蒸發(fā)后總液體質(zhì)量0. 1-10倍的環(huán)氧化合物，再加入環(huán)氧化合物質(zhì)量0. 1—5%的堿 性催化劑，在惰性氣體氛圍中、80-150°C反應(yīng)1-3小時，精制得聚醚多元醇。所述液態(tài)醇類物質(zhì)為多元醇；所述無機酸為硫酸、鹽酸或磷酸；所述堿性物質(zhì)為 氫氧化鉀或氫氧化鈉。所述多元醇為乙二醇。所述環(huán)氧化合物為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丁烷；所述堿性催化劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉；所述惰性氣體為氮氣或二氧化碳。所述脫除半纖維素或部分脫除半纖維素的秸稈類物質(zhì)指經(jīng)水解或汽爆后脫除或 部分脫除半纖維素的秸稈類物質(zhì)。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)素在一定溫度下能溶解于液體醇類溶劑中，而木質(zhì)素中分 子結(jié)構(gòu)中含有多個羥基，在一定條件下能和聚乙二醇或環(huán)氧化合物反應(yīng)生成多元醇，利用 多元醇和木質(zhì)素的這種特性，本發(fā)明將分離纖維素和利用木質(zhì)素生產(chǎn)生物多元醇和聚醚多 元醇融合在一起，既分離了纖維素的同時也利用木質(zhì)素生產(chǎn)了多元醇，減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降 低了木質(zhì)素和纖維素分離的成本，同時纖維素酶解時已將木質(zhì)素分離出去，因此大大降低 了纖維素水解的成本，采用簡單節(jié)能的方式獲得了價值非常高的聚酯生產(chǎn)原料-多元醇， 為企業(yè)和社會創(chuàng)造很大的財富。
具體實施例方式實施例1
取水解脫除半纖維素后的玉米秸稈碎渣1000克，放入反應(yīng)釜中，加入5000克乙二醇， 加溫蒸煮3小時，將蒸煮后混合物固液分離，固相物質(zhì)可用酶水解制取六碳糖，液相 部分蒸發(fā)除去4500克乙二醇，然后加入聚乙二醇600克，加入18克硫酸，加熱至150°C反應(yīng) 2. 5小時，加入氫氧化鈉調(diào)pH值至7，完成反應(yīng)后精制得生物多元醇。實施例2
取汽爆脫除半纖維素后的玉米秸稈碎渣1000克，放入反應(yīng)釜中，加入2000克乙二醇， 加溫60°C蒸煮4小時，將蒸煮后混合物固液分離，固相物質(zhì)可用酶水解制取六碳糖，液相部 分蒸發(fā)除去400乙二醇，然后加入聚乙二醇8000克，加入80克硫酸，加熱至100°C反應(yīng)4小 時，加入氫氧化鈉調(diào)PH值至6，完成反應(yīng)后精制得生物多元醇。實施例3
取水解脫除半纖維素后的玉米秸稈碎渣1000克，放入反應(yīng)釜中，加入8000克乙二醇， 加溫180°C蒸煮1小時，將蒸煮后混合物固液分離，固相物質(zhì)可用酶水解制取六碳糖，液相 部分蒸發(fā)除去4000克乙二醇，然后加入聚乙二醇10000克，加入10克硫酸，加熱至170°C反 應(yīng)0. 2小時，加入氫氧化鈉調(diào)pH值至8，完成反應(yīng)后精制得生物多元醇。實施例4
取汽爆脫除半纖維素后的玉米秸稈碎渣2000克，放入反應(yīng)釜中，加入8000克乙二醇， 加溫150°C蒸煮3小時，將蒸煮后混合物固液分離，固相物質(zhì)可用酶水解制取六碳糖，液相 部分蒸發(fā)除去乙二醇7000克，然后加入蒸發(fā)乙二醇后總液體質(zhì)量0. 1倍的環(huán)氧丙烷，加入 環(huán)氧丙烷質(zhì)量0. 1%的氫氧化鈉，通入氮氣，150°C反應(yīng)1小時，完成反應(yīng)后精制得到木質(zhì)素 基聚醚多元醇。實施例5
取水解脫除半纖維素后的玉米秸稈碎渣2000克，放入反應(yīng)釜中，加入8000克乙二醇， 加溫150°C蒸煮3小時，將蒸煮后混合物固液分離，固相物質(zhì)可用酶水解制取六碳糖，液相 部分蒸發(fā)除去乙二醇5000克，然后加入蒸發(fā)乙二醇后總液體質(zhì)量3倍的環(huán)氧丁烷，加入環(huán) 氧丁烷質(zhì)量3%的氫氧化鈉，通入二氧化碳，80°C反應(yīng)3小時，完成反應(yīng)后精制得到木質(zhì)素基 聚醚多元醇。
實施例6
取汽爆脫除半纖維素后的玉米秸稈碎渣2000克，放入反應(yīng)釜中，加入8000克乙二醇， 加溫150°C蒸煮3小時，將蒸煮后混合物固液分離，固相物質(zhì)可用酶水解制取六碳糖，液相 部分蒸發(fā)除去乙二醇2000克，然后加入蒸發(fā)乙二醇后總液體質(zhì)量10倍的環(huán)氧乙烷，加入環(huán) 氧乙烷質(zhì)量5%的氫氧化鈉，通入氮氣，110°C反應(yīng)2小時，完成反應(yīng)后精制得到木質(zhì)素基聚 醚多元醇。
權(quán)利要求
1.一種纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，其特征在于向脫除半纖維素 或部分脫除半纖維素的秸稈類物質(zhì)中按固液質(zhì)量比1 :2-8加入液態(tài)醇類物質(zhì)，在60-180°C 下萃取1-4小時，固液分離，液相物質(zhì)為含木質(zhì)素的醇溶液；向液相物質(zhì)中加入聚乙二醇或 環(huán)氧化合物反應(yīng)后精制得生物多元醇。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，其特征在于 向液相物質(zhì)中加入聚乙二醇前，液相物質(zhì)先蒸發(fā)除去20-95%的液態(tài)醇類物質(zhì)，然后加入蒸 發(fā)后液態(tài)醇類物質(zhì)質(zhì)量1-100倍的聚乙二醇，再按聚乙二醇質(zhì)量的0. 1-3%加入無機酸，控 制溫度100-170°C，反應(yīng)0. 2-4小時，最后加入堿性物質(zhì)調(diào)pH值6_8，精制得生物多元醇。
3.如權(quán)利要求1所述的纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，其特征在于 向液相物質(zhì)中加入環(huán)氧化合物前，液相物質(zhì)先蒸發(fā)除去20-95%的液態(tài)醇類物質(zhì)，然后加入 蒸發(fā)后總液體質(zhì)量0. 1-10倍的環(huán)氧化合物，再加入環(huán)氧化合物質(zhì)量0. 1-5%的堿性催化 劑，在惰性氣體氛圍中、80-150°C反應(yīng)1-3小時，精制得聚醚多元醇。
4.如權(quán)利要求2所述的纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，其特征在于 所述液態(tài)醇類物質(zhì)為多元醇；所述無機酸為硫酸、鹽酸或磷酸；所述堿性物質(zhì)為氫氧化鉀 或氫氧化鈉。
5.如權(quán)利要求4所述的纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，其特征在于 所述多元醇為乙二醇。
6.如權(quán)利要求3所述的纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，其特征在于 所述環(huán)氧化合物為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丁烷；所述堿性催化劑為氫氧化鉀或氫氧化 鈉；所述惰性氣體為氮氣或二氧化碳。
7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，其特 征在于所述脫除半纖維素或部分脫除半纖維素的秸稈類物質(zhì)指經(jīng)水解或汽爆后脫除或部 分脫除半纖維素的秸稈類物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明屬于秸稈類物質(zhì)精深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纖維素秸稈類物質(zhì)組分拆分及精深加工的方法，該方法為向脫除半纖維素或部分半纖維素的秸稈類物質(zhì)中按固液質(zhì)量比12-8加入液態(tài)醇類物質(zhì)，在60-180℃下萃取1-4小時，固液分離，液相物質(zhì)為含木質(zhì)素的醇溶液；向液相物質(zhì)中加入聚乙二醇或環(huán)氧化合物精制得生物多元醇。本發(fā)明將分離纖維素和利用木質(zhì)素生產(chǎn)生物多元醇和聚醚多元醇融合在一起，既分離了纖維素的同時也利用木質(zhì)素生產(chǎn)了多元醇，采用簡單節(jié)能的方式獲得了價值非常高的聚酯生產(chǎn)原料-多元醇，為企業(yè)和社會創(chuàng)造很大的財富。
文檔編號C08G65/28GK102060998SQ20111002807
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者王建設(shè), 王紹鵬 申請人:王建設(shè)