[发明专利]一种木质纤维原料的预处理方法

权利要求书

1.一种木质纤维原料的预处理方法，包括采用有机酸和稀酸或碱的两步法对木质纤维原料进行预处理，具体工艺包括以下步骤：

(1)将木质纤维原料与含有催化剂的有机酸溶液按3∶1-20∶1(L/kg)的液固比混合后进行第一步处理，得到液固混合物；

(2)分离步骤(1)中得到的液固混合物，得到预处理黑液和纤维素固体；

(3)采用有机酸溶液洗涤步骤(2)中得到纤维素固体，得到洗涤黑液和纤维素固体；

(4)采用稀酸或碱进行第二步处理步骤(3)中得到的纤维素固体；

(5)将步骤(2)中得到的预处理黑液与步骤(3)中得到的洗涤黑液混合后，得到混合黑液并循环用于步骤(1)中的第一步处理过程；

(6)将步骤(5)中循环使用至少3次的黑液进行有机酸、木素产品和糖浆溶液回收。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所使用的有机酸为脂肪族有机酸，选自甲酸、乙酸或丙酸；所使用的催化剂为无机酸，选自硫酸、盐酸、硝酸或磷酸；

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一步处理的条件为：有机酸的质量浓度为30-100％，催化剂的质量浓度为0-2％，液固比(L/kg)为基于原料重量的3∶1-20∶1，温度为50℃-200℃，处理时间为0.25-5.0h。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中洗涤步骤(2)中得到的纤维素固体的有机酸溶液与步骤(1)中的相同，其质量浓度为30-100％，有机酸溶液的用量为基于初始原料重量的3∶1-20∶1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中所使用的稀酸为稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸、稀硝酸中的一种或几种混合；或者所使用的碱为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、氧化钙、氨水中的一种或几种混合。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中采用稀酸进行第二步处理的条件为：稀酸质量浓度为0-2％，液固比(L/kg)为基于初始原料重量的0.5∶1-20∶1，温度为80-200℃，处理时间为0.1-5.0h；或者采用碱进行第二步处理的条件为：碱用量为基于初始原料重量的0-10％，液固比(L/kg)为基于初始原料重量的0.5∶1-20∶1，温度为80-200℃，处理时间为0.1-5.0h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中循环使用的混合黑液用于第一步处理前补加基于黑液重量0％-1％的催化剂，所述催化剂为无机酸，选自硫酸、盐酸、硝酸或磷酸。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)中黑液进行有机酸、木素产品和糖浆溶液回收是通过以下方法实现的：先将黑液进行闪蒸或蒸发，得到有机酸和浓缩黑液；往浓缩黑液中添加2-10倍体积的水得到木素产品和糖浆溶液。

9.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法还包括将步骤4)中得到的纤维素固体用于同步糖化发酵生产乙醇；将步骤(6)中所得木素产品用于聚合物添加剂和/或木素衍生物合成；将步骤(6)中所得糖浆溶液用于糠醛生产和/或脱毒后用于乙醇发酵。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述的木质纤维原料选自木本类生物质和禾本类生物质；所述木本类生物质选自硬木、软木或灌木；所述禾本类生物质选自甘蔗渣、稻草、麦秸或玉米杆。