[发明专利]糠醛的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及糠醛(furfural)的制造方法，以及糠醇(furfurylalcohol)的制造方法。

背景技术

由糠醇合成的呋喃树脂在铸器的制造中使用的沙模的粘结剂或粘着剂、塑料材料等中广泛使用。上述糠醇可以由石化原料中制造得到，但是，从抑制二氧化碳气体的排出量的观点以及石油枯竭问题的观点等出发，提出有使用生物质能原料来制造糠醛之后对糠醛加氢从而制造糠醇的方法。

例如，在专利文献1(国际公开第2012/041990号)中公开了一种糠醛的制造方法，该方法是对于生物质原料，将盐酸或醋酸等挥发性酸催化剂以及过热水蒸气一边循环再利用一边接触的方法。另外，在专利文献2(特表2012-531477号公报)中公开了一种挥发性有机化合物以及炭(木炭)的制造方法，其中，将纤维素漂白木材纸浆与环丁砜等极性液体以及酸混合，并进行加热。

发明内容

本发明涉及一种糠醛的制造方法，其中，使接触过酸催化剂和润湿剂的包含半纤维素的生物质原料接触过热水蒸气，所述润湿剂为选自表面活性剂、脂肪族醇、多元醇以及芳香族醇中的1种以上。

具体实施方式

专利文献1中记载的糠醛的制造方法在循环再利用过热水蒸气这一点上是高效的，但是由于使用挥发性的酸，因而在设备的材质或排气的处理等方面负担大。专利文献2中记载的方法使用了比较大量的极性液体，并使它们与水一起挥发、冷凝，因此原材料成本以及能量负担大。

本发明涉及一种能够以高收率从含有半纤维素的生物质原料制造糠醛的糠醛的制造方法、以及糠醇的制造方法。

本发明涉及以下的[1]和[2]。

[1]一种糠醛的制造方法，其中，使接触过酸催化剂和润湿剂的包含半纤维素的生物质原料接触过热水蒸气，所述润湿剂为选自表面活性剂、脂肪族醇、多元醇以及芳香族醇中的1种以上。

[2]一种糠醇的制造方法，其中，通过上述制造方法制造糠醛，并将该糠醛氢化。

通过本发明可以提供一种能够以高收率从含有半纤维素的生物质原料制造糠醛的制造方法、以及糠醇的制造方法。

[糠醛的制造方法]

本发明的糠醛的制造方法是，使接触过酸催化剂和润湿剂的包含半纤维素的生物质原料接触过热水蒸气(SHS：SuperheatedSteam)，其中，所述润湿剂为选自表面活性剂、脂肪族醇、多元醇以及芳香族醇中的1种以上。

本发明者们对在酸催化剂的存在下使上述生物质原料接触过热水蒸气来高效地制造糠醛的制造方法进行了探讨，结果发现由于在现有的方法中酸催化剂没有浸透至生物质原料的深部，因此，在生物质原料的深部反应不能充分进行，收率降低。因此，本发明者们对使酸催化剂浸透到生物质原料的深部的方法进行了重复探讨，结果发现用特定的润湿剂使生物质原料的表面变成容易润湿，从而在无需大量使用溶剂或水的情况下也能够使酸催化剂充分浸透至生物质原料的深部，并且通过使该生物质原料和过热水蒸气接触，从而提高糠醛的收率。以下，针对本发明进行详细说明。

<生物质原料>

本发明的糠醛的制造方法中使用的生物质原料只要含有半纤维素就不特别限定，例如，可以列举草本系生物质或木质系生物质等。

作为草本系生物质的例子，可以列举农业残渣的甘蔗渣、麦秸、稻杆、玉米芯、玉米的穗轴等。在此，甘蔗渣是指甘蔗榨汁后的残渣(渣滓)。另外，草本系生物质中，作为资源作物可以列举竹子、芒草、洋麻、柳枝稷(Switchgrass)等。

作为木质系生物质的例，可以列举废建材、森林剩余木材、木质碎片、木屑、锯屑、废纸等。在木材的种类中，从木糖的含量多的观点出发，广叶树系的木材适合糠醛的制造。这些生物质原料可以单独使用，也可以组合多种使用。

在本发明中，从原料的价格的观点、以及糠醛的制造效率的观点出发，上述生物质原料中优选草本系生物质，进一步优选甘蔗渣、玉米芯。

另外，从更加效率地制造糠醛的观点出发，本发明中所使用的生物质原料中所含的半纤维素的含量优选为5质量％以上，进一步优选为10质量％以上，更进一步优选为15质量％以上，更加进一步优选为20质量％以上。

在本发明中，从更加效率地制造糠醛的观点出发，优选用适当的粉碎机将尺寸大的生物质原料粉碎之后使用。通过将生物质原料粉碎，从而使生物质原料的表面积增加，酸催化剂容易浸透到生物质原料的深部。