[发明专利]糠醛生产中联产高附加值产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及糠醛生产领域，特别涉及一种糠醛生产中联产高附加值产品的方法。

背景技术

糠醛本身在工业上有重要用途。另外，糠醛还可以通过氢化、氧化、氯化、硝化和缩合等制备大量衍生产品。目前以糠醛为原料制得的衍生物有1600多种，在工业生产中应用相当广泛。其下游产品覆盖石油化工、合成树脂、食品、医药、农药、合成纤维等行业。

迄今为止，糠醛只能由农林废料、玉米芯、甘蔗渣等植物纤维原料通过水解制得。玉米芯硫酸催化水解工艺为我国糠醛生产的主流工艺，主要是半纤维素中含有的戊聚糖在酸催化下首先水解生成戊糖，戊糖再经过酸催化脱水生产糠醛。但是玉米芯水解时伴有多种副反应发生，糠醛收率低、难分离提纯；大约11吨玉米芯生产1吨糠醛，企业利润低；同时，生产中用到大量硫酸，给环境带来很大压力。

公开号为“CN 101302206 A”的发明专利公开了一种玉米制糠醛方法，该制作工艺包括抖料（玉米固体料与酸（6~8%的稀酸）固液比为1:0.4）、酸水解（温度为145~230℃，时间为6小时）、蒸汽处理剂冷凝、蒸馏、中和、精制。

木糖生产与糠醛生产类似，也采用玉米芯为原料，稀硫酸水解，得率也与糠醛相近。二者不同之处主要在后期的纯化工艺。

事实上，糠醛、木糖生产过程中仅用了玉米芯中的半纤维素组分，而附加值更高的纤维素、木质素等组分则成了废渣（糠醛渣、木糖渣），污染了环境，成为企业的负担。而且经酸水解后，糠醛渣、木糖渣中的纤维素、木质素已部分碳化，且分子结构被严重破坏。因而，糠醛、木糖生产工艺必须改变。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种工艺简单，环境友好，成本低且纤维素、木质素可从玉米芯中分离出来，进而对纤维素和木质素加工利用生产多种高附加值产品的糠醛生产中联产高附加值产品的方法。

本发明的技术方案为：

一种糠醛生产中联产高附加值产品的方法，包括以下步骤：

1）玉米芯中半纤维素的提取及糠醛制备

将玉米芯粉碎并置于汽爆分离机中，向所述汽爆分离机中加入质量分数为0.5~10%的碱液，封闭所述分离机并通入蒸汽，对玉米芯进行第一次汽爆分离；所述第一次汽爆分离的条件为：温度20~200℃、压力0.1~2MPa、时间3~60min；所述第一次汽爆分离完毕后，对喷放出的物料进行压滤，压滤后所得第一清液即为半纤维素粗液，收集第一固渣；向所述半纤维素粗液中加入质量分数为6%~12%的稀硫酸，并在140~240℃下，水解2~7 h，提纯得糠醛；

2）玉米芯中纤维素与木质素的提取

将步骤1）所得第一固渣置于所述汽爆分离机中，加入质量分数为3~25%的碱液，封闭汽爆分离机并通入蒸汽，对步骤1）所得第一固渣进行第二次汽爆分离；所述第二次汽爆分离的条件为：温度80~200℃、压力0.2~2.5MPa、时间5~200min；所述第二次汽爆分离完毕后，对喷放出的物料进行压滤，压滤后所得第二清液即为木质素粗液，压滤后所得第二固渣为粗纤维素。

所述的汽爆分离机即为用于蒸汽爆破玉米芯的设备，又称为汽爆罐。

作为优选方案，步骤1）中所述半纤维素粗液与所述稀硫酸的体积比为200:1~500:1。

优选的，还包括纤维素和木质素的纯化过程：

a纤维素的纯化

采用pH7.5~12的碱液清洗步骤2）所述粗纤维素，清洗至少两次，得纯化的纤维素；

b木质素的纯化

向步骤2）所得的木质素粗液中加入絮凝剂，过滤所得固体即为纯化的木质素。

优选的，所述第一次汽爆分离和第二次汽爆分离前向所述汽爆分离机中加入的碱液为NaOH或KOH的水溶液。

作为优选，纤维素的纯化过程中所述的碱液为NaOH或KOH的水溶液。

作为优选，木质素的纯化过程中所述絮凝剂为盐酸、硫酸、有机酸或聚合硫酸铁、聚合氯化铝等。

优选的，所述木质素被进一步加工成树脂、建材、活性炭、脱硫剂、植物生长调节剂等。

优选的，所述纤维素被进一步加工成纸浆、膳食纤维、纤维素衍生品、乙二醇、丁二酸、燃油等。

本发明的有益效果为：