[发明专利]以玉米皮为原料生产二元醇及低分子多元醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以玉米皮为原料生产二元醇及低分子多元醇的方法，特别是一种将玉米皮进行水解、脱酸、离子交换、浓缩、氢化、裂解、分离后制得二元醇及低分子多元醇的方法，属于玉米淀粉副产品的深加工技术领域。

背景技术

乙二醇是重要的化工原料，用途非常广泛，主要用于聚酯纤维、不饱和树脂、防冻液、润滑剂、增塑剂、涂料等行业，仅在聚酯纤维行业，每年的需求量达到800多万吨，并且70％以上依靠进口。丙二醇也是重要的化工原料，是生产不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、聚酯增塑剂的原料。同时也是优良、无毒的有机溶剂，在香精香料、化妆品、医药、卷烟等行业大量应用。此外，丙三醇、丁二醇也都有广泛的用途。

目前市场上的二元醇及低级多元醇基本上都是以石油为原料生产，如乙二醇、丙二醇分别以环氧乙烷、环氧丙烷为原料生产，丙三醇通过乙烯催化生产。随着石油资源的日益减少及价格的不断攀升，以石油为原料的路线受到较大的威胁，以可再生的生物质原料替代化石原料是发展的趋势。

玉米皮是玉米淀粉生产的副产物，其产量一般达到玉米总量的12.5％，产品的附加值低。玉米皮含有丰富的纤维素和半纤维素，酸水解后可以得到各种糖类，包括六碳糖和五碳糖，其中木糖30-35％，阿拉伯糖约20-23％，葡萄糖20-26％，硫酸盐20-24％，是生产乙二醇、丙二醇等化工醇的良好原料，和淀粉质原料相比，具有明显的优势。但是，由于技术水平的原因，玉米皮的利用率一直很低，利用玉米皮生产低分子多元醇的文献未见有报道。如公开号为：CN101029061A(申请号：200710014209.3)的中国专利，公开了一种玉米皮水解制备结晶木糖的工艺，包括以下步骤：将玉米皮用浓度1.5-3.0％的硫酸或盐酸105-125℃沸腾水解；所得水解液经模拟移动床分离回收硫酸或盐酸、脱色、离子交换精制，再浓缩至浓度75-80％时进行结晶，结晶分为4个阶段。中国专利200510008652.0公开了“一种由山梨醇裂解生产二元醇和多元醇的方法”，其以山梨醇为原料生产C2-4二元醇及低分子多元醇的方法和路线，是以六碳糖醇制备低分子多元醇。上述专利均未公开利用玉米皮制备二元醇及低分子多元醇的方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种以玉米皮为原料生产二元醇及低分子多元醇的方法。

发明概述

本发明提供了以玉米皮为原料生产二元醇及低分子多元醇的方法，寻求以可再生资源替代石油资源的途径，特别是采用玉米淀粉的副产物-玉米皮为原料，在酸的催化作用下水解成以木糖、阿拉伯糖为主并含有部分葡萄糖的混合糖液，精制后加氢还原得到相应的糖醇，然后裂解为以乙二醇、丙二醇为主的低分子多元醇，精制分离后得到乙二醇、丙二醇、丙三醇和丁二醇。本发明为缓解石油资源短缺的局面提供了一条有效途径，解决现有以玉米淀粉为原料生产低分子多元醇成本高，并且影响粮食安全的问题。

发明详述

一种以玉米皮为原料生产二元醇及低分子多元醇的方法，步骤如下：

(1)将干基玉米皮与1.0～2.0wt％的酸液按液比1∶8～10(kg/L)的比例混匀，在115～125℃的条件下水解2.0～3.5h，过滤除渣后，得水解液；该水解液以木糖、阿拉伯糖和葡萄糖为主的混合糖液；

(2)将步骤(1)制得的水解液经活性炭脱色后，经大孔弱碱阴离子交换树脂进行除酸，流速2～6BV(BV表示每小时流量为树脂体积的倍数)，得pH3.5～5.0的离交后料液；

(3)将步骤(2)制得的离交后料液依次通过阳离子树脂交换柱和阴离子树脂交换柱，进料流速2～6BV，得电导率低于20μs/cm、透光率达到95wt％以上的精制料液；该步骤除去了料液中的盐分、氨基酸及其他微量杂质，使水解液得到精制，木糖、阿拉伯糖与葡萄糖的含量之和达到96wt％及以上。

(4)将步骤(3)制得的精制料液浓缩后，加入1～5wt％的催化剂，在120～160℃、pH7.0～8.0、加氢压力4.0～8.0Mpa的条件下反应40～180min，得到混合糖醇；