[发明专利]木质素催化降解制备生物质油的方法

说明书

本发明公开了一种木质素催化降解制备生物质油的方法，以木质素为原料，经过酸处理后，异丙醇为溶剂，Ru/C为催化剂，氢气为载气，带加热搅拌装置的高压反应釜为反应器，经降解制备生物质油，所述木质素先经酸液浸泡预处理。由于秸秆类木质素碱金属含量比较高，会降低催化剂活性，本发明对木质素进行酸洗预处理，可大幅降低木质素中的碱金属含量，提高催化剂活性。而且本发明方法采用异丙醇作为溶剂，价格低廉，对环境的影响也比较小。本工艺方法大大增加了生物质油的产率，制油的产率达到72%；而且制得的生物质油品质也很高，生物质油含C量达到69%；还能提高油内酚类化合物的选择性，油内酚类化合物的选择性达到53%。

技术领域

本发明涉及到木质素催化降解制备生物质油的方法，属于生物质资源利用领域。

背景技术

木质素是构成生物质的三大组分之一，是自然界中唯一能够提供可再生芳香基化合物的非石油资源。当前木质素产业化应用的主要是通过化学改性的方法生产酷醛树脂、环氧树脂等高分子材料，然而由于市场等条件的制约，木质素的利用也受到了限制，开辟木质素利用新的应用领域己迫在眉睫。近年来木质素降解制备酚类成为了研究的热点，酚类化合物广泛应用于医药、烟草、香精香料等行业，具备更高的附加值和经济效益。国内外学者对木质素降解变成酚进行了大量研究，NingYan等人研究了木粉木质素在二氧六环/水（磷酸）溶剂中的降解，获得40%左右的油产率。虽然二氧六环/水溶剂的使用能更多的溶解木质素，但是对于环保是不受欢迎的。许多人也研究了碱木质素在水中的降解，获得48%左右的油产率，但是这样会消耗大量的碱。因此，需要寻找一种能保证催化剂活性，增加生物质油产率，保证油的品质以及环保的方法。

专利CN102372607A公开了一种由碱木质素制备生物油的方法，其没有对木质素进行预处理，秸秆木质素碱金属影响催化活性，生物质油的得率低，采用碱类化合物做溶剂不环保，反应条件较高，比如反应压力需要4-10Mpa；中国专利CN20141053976.8公布了一种木质素加氢降解制备生物油方法，该方法没有对木质素进行预处理，其所含碱金属影响催化活性，生物质油的得率不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高催化剂活性，产油率高的木质素催化降解制备生物质油的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种木质素催化降解制备生物质油的方法，以木质素为原料，异丙醇为溶剂，Ru/C为催化剂，氢气为载气，带加热搅拌装置的高压反应釜为反应器，经降解制备生物质油，其特征在于：所述木质素先经酸液浸泡预处理。

优选的，其步骤包括：

1）将木质素加入盐酸溶液中，升温搅拌，然后过滤得到固体并用去离子水洗涤至中性，最后，将样品干燥，得到预处理过的木质素；

2）将预处理后的木质素和Ru/C催化剂按重量比为50:1-40:1进行机械混合，然后将其溶解于异丙醇中，置于高压反应釜中；

3）采用氮气吹扫去除空气，氢气吹扫去除氮气后，通入氢气；

4）升温反应，反应结束冷却，过滤得到液体；

5）液体经过旋蒸去除异丙醇，经过乙酸乙酯萃取，取萃取物，再次旋蒸，干燥制得生物质油。

优选的，所述催化剂为金属含量为5-10wt%的Ru/C催化剂。

优选的，步骤1）中盐酸溶液pH=3-4，50℃恒温搅拌2小时。

优选的，步骤4）中反应压力为2.5Mpa，反应温度280℃，反应时间6-8h。

优选的，所述木质素为秸秆木质素。

本发明的有益效果：

1.由于秸秆类木质素碱金属含量比较高，会降低催化剂活性，本发明对木质素进行酸洗预处理，可大幅降低木质素中的碱金属含量，提高催化剂活性。