[发明专利]一种催化乙醇溶剂热分解分离麦草组分的方法

说明书

本发明公开了一种催化乙醇溶剂热分解分离麦草组分的方法，包括以下步骤：首先将磷酸和过氧化氢混合物与乙醇溶液混合均匀制得反应溶液，然后按固液比为1:10～1:18将麦草与反应溶液混合、反应，得到固液混合物；然后对固液混合物进行固液分离，得到固相产物和液相产物；其次采用乙醇溶液对固相产物进行洗涤，得到粗纤维素组分；最后采用水对液相产物进行稀释沉淀、分离后，得到固相组分和液体部分；固相组分为乙醇木素，液体部分为半纤维素的降解产物；本发明通过在乙醇溶剂热分解分离麦草过程中加入磷酸/过氧化氢双组份催化体系，提高了麦草三大组分纤维素、半纤维素和木素的分离效率，实现更好的分离效果。

技术领域

本发明属于木素生物质精炼技术领域，特别涉及一种催化乙醇溶剂热分解分离麦草组分的方法。

背景技术

木素生物质组分的高效分离，是秸秆类生物质资源深度精炼和高值化利用的前提。目前，秸秆类生物质资源高值化利用尚缺乏有效的组分分离技术，现有的酸水解、碱水解、机械粉碎、蒸汽爆破、超临界水解、酶水解等技术，虽具有一定效果，仍难以实现高效、环保、低能耗的统一。乙醇溶剂法在分离木素生物质组分方面具有明显的优势，首先，乙醇溶剂能够有效分离木素生物质的三大组分，得到纯度较高和反应活性较强的乙醇木素、易于酶解的纤维素组分和用途广泛的半纤维素糖类产品；其次，乙醇溶剂易于回收，并回用于分离过程，实现清洁化分离；但是，目前乙醇溶剂法分离木素生物质时木素脱除率较低，分离效果较差；要达到同一分离效果的情况下，所需的温度，压力和反应时间都会增加，这不仅对设备的要求更高，而且也增加了运行成本。

发明内容

针对现有技术中存在的不足及缺陷，本发明的目的在于提出一种催化乙醇溶剂热分解分离麦草组分的方法，以提高麦草三大组分纤维素、半纤维素和木素的分离效率，实现较好的分离效果。

本发明提出以下的技术方案：

一种催化乙醇溶剂热分解分离麦草组分的方法，包括以下步骤：

步骤1、将磷酸和过氧化氢与乙醇溶液混合均匀，得到反应溶液；然后将麦草与反应溶液混合、反应，得到固液混合物；

步骤2、对步骤1中得到的固液混合物进行固液分离，得到固相产物和液相产物；

步骤3、采用乙醇溶液对固相产物进行洗涤，得到粗纤维素组分；采用水对液相产物进行稀释沉淀、分离，得到固相组分和液体部分；固相组分为乙醇木素，液体部分为半纤维素的降解产物。

进一步的，步骤1中反应溶液中的磷酸和过氧化氢的总浓度为0.01-0.03mol/L。

进一步的，磷酸和过氧化氢的质量比为3:7～7:3。

进一步的，步骤1中麦草与反应溶液按固液比为1:10～1:18混合。

进一步的，步骤1中的乙醇溶液中的乙醇的质量分数为40％～65％。

进一步的，步骤1中将麦草与反应溶液混合后置于反应釜中进行反应，反应条件为：温度为170～190℃、转速为200～600rpm，反应时间为60～100min。

进一步的，步骤3中乙醇溶液的浓度和步骤1中的乙醇溶液的浓度相同，步骤3中的乙醇溶液的质量分数为40％～65％。

进一步的，步骤3中对液相产物进行稀释沉淀时，水与液相产物的体积比为3:1-6:1。

进一步的，一种催化乙醇溶剂热分解分离麦草组分的方法，包括以下步骤：

步骤1、将磷酸和过氧化氢与质量浓度为50％的乙醇溶液混合，得到反应溶液；其中，反应溶液中磷酸和过氧化氢的总浓度为0.02mol/L，磷酸和过氧化氢的质量比为5:5；

步骤2、将麦草与步骤1中反应溶液混合后，置于反应釜中在温度190℃、转速为350rpm的条件下，反应时间为90min，反应后得到固液混合物；