[发明专利]一种由酶解木质素制取烷基酚为主的芳香化学品的方法

说明书

本发明公开一种由酶解木质素制取烷基酚为主的芳香化学品的方法，将酶解木质素、催化剂和反应溶剂混合后，加入密闭反应釜中，通入气体，升温至220‑350℃，搅拌反应后，过滤出固体催化剂，得到液体产物，使用的催化剂为钼基催化剂。本发明使用酶解木质素为主要原料，催化过程具有很高的产品收率，芳香化合物产品总质量收率最高达到38％，具有很好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及生物质向液体燃料和有机化学品转化的方法，更具体地说，涉及将酶解木质素(从微生物酶解技术制乙醇工艺残渣中提取的木质素)一步催化解聚为以烷基酚为主要产品，含氧酚和其他含氧芳香类化合物为次要产品的生物炼制过程。

背景技术

不可再生化石资源的日益消耗及其储量的不断减少使可再生资源的开发利用成为当今世界能源、燃料生产的必然途径。生物质，尤其是木质素纤维素生物质，是自然界中重要的可持续有机碳源，它在众多能源战略中充当着不可替代的角色。木质纤维素主要包括纤维素、半纤维素和木质素三大类。其中，木质素由多种甲氧基取代的苯丙烷单体构成，提供了木质纤维素15-30％的重量和40％的能量。因此，对木质素的高效利用能有效的促进芳香化学品的生产和提高生物炼制工艺的经济价值。

近年来，对木质素的解聚研究大多局限于碱木质素和有机可溶木质素，高效催化解聚酶解木质素的报道并不常见。随着微生物酶解制平台化学品新技术的兴起，酶解木质素有望成为近现代木质素应用的主要原料。在此过程中，纤维素和半纤维素被水解为糖并进一步升级为燃料乙醇或其衍生物，剩余的固体残渣经提取可得到酶解木质素。平均每生产1吨燃料乙醇，便可副产约1吨酶解木质素，我国每年从酶解残渣中提取的酶解木质素可达80-100万吨。随着蒸发浓缩、喷雾干燥技术的成熟，工业酶解木质素的年产量还会逐年递增。到目前为止，酶解木质素只被用于聚氨酯薄膜、泡沫等高分子材料改性领域，其需求量小、受益低、产品质量具有局限性，因此，开发一种高效、绿色的酶解木质素转化制高附加值化学品的方法成为当前木质素领域的研究热点，也是解决当前能源危机的关键。

芳香类化合物，尤其是烷基酚，在化学工业中占有极为重要的地位，它们不仅是应用广泛的大宗化学品，也是生产树脂、医药中间体及其他精细化学品的重要原料，将酶解木质素解聚并升级为以烷基酚为主的芳香化学品是一条新颖且有价值的路线。要实现这一目标，需从酶解木质素的结构出发，找到断开木质素各单体间相互连接的碳碳键和碳氧键的方法，将木质素整个大分子有效切割成目标小分子，同时还要抑制解聚出的各种小分子可能存在的再聚合反应，以实现酶解木质素的高效催化转化。目前尚未有任何以钼基催化剂高效催化解聚酶解木质素制烷基酚为主的芳香化学品工艺被报道。总之，对酶解木质素解聚的研究是未来新能源发展的新方向，是未来能源战略的重要储备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用反应溶剂与催化剂的耦合作用来催化解聚酶解木质素的工艺，一步反应将其转化为烷基酚为主、含氧酚和其他含氧芳香化合物为辅的高附加值产品，以期实现酶解木质素的资源化利用。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种由酶解木质素制取烷基酚为主的芳香化学品的方法，按照下述步骤进行：将酶解木质素、催化剂和反应溶剂混合后，加入密闭反应釜中，通入气体，升温至220-350℃，搅拌反应1h-12h，反应结束后，过滤出固体催化剂，得到液体产物。