[发明专利]分离木屑和秸秆原料得到高质量纤维素和木质素的方法

说明书

本发明公开了一种分离木屑和秸秆原料得到高质量纤维素和木质素的方法。在反应釜中，加入生物质原料、高沸点有机溶剂和水，在一定温度和压力下，进行反应，过滤分离，得到纤维素产品，溶液部分经过加水沉淀，分离得到木质素产品。本发明实现了生物质中的纤维素、半纤维素和木质素的分离，并且得到了高质量的纤维素和木质素。此外，不添加酸或碱的高沸点溶剂体系的使用，降低了对设备抗腐蚀性和耐压能力的要求，具有较强的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及生物质资源利用技术领域，尤其是涉及一种分离木屑和秸秆原料得到高质量纤维素和木质素的方法。

背景技术

能源和化学品是当今社会发展的重要动力和保障，它们主要来源于煤、石油和天然气等不可再生的资源。并且，随着社会的快速发展，对化石资源的需求和使用大幅度增加。而化石资源作为一种不可再生资源，同时，它的利用会带来严重的环境问题。因此，研究和开发可再生能源的新路线，成为当今社会发展的必然趋势。

木质纤维素作为地球上最丰富的可再生生物质能源，主要由纤维素、半纤维素和木质素这三部分组成，它们的含量分别为30-50％、15-25％和15-30％。在木质纤维素类生物质中，纤维素和半纤维素之间存在大量氢键，同时，纤维素和木质素之间通过共价键交联在一起，复杂的结构给生物质的转化和利用带来极大的挑战。因此，生物质中纤维素、半纤维素和木质素的分离，是实现生物质充分开发综合利用的关键。当前，木质纤维素类生物质的处理方法很多，可大致分为物理法、化学法、生物法和溶剂分离法。其中，物理法中的机械粉碎能耗大，蒸汽爆破则需要在高温高压条件下进行，操作难度大。化学法通常需要添加酸或碱，造成了反应设备的腐蚀和严重的环境污染。而生物法中的酶对反应条件要求苛刻，反应时间长。溶剂分离法是在有机溶剂体系中实现生物质的分离，是一种环境友好型的分离方法，可以广泛地应用于各类木质纤维素类生物质原料组分的分离。

溶剂分离法可以高效地实现生物质中纤维素、半纤维素和木质素的分离，有利于其进一步转化利用。同时，高沸点有机溶剂的使用，降低了对反应设备耐压限度的要求，具有较强的工业化应用前景。本发明则是使用高沸点有机溶剂分离木质纤维素类生物质，制备了较高纯度和结晶度的纤维素，以及纯的木质素，并且木质素中保留着大量的C-O键。因此，本发明在实现木质纤维素全组分的有效分离基础上，得到了高质量纤维素和木质素。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种分离木屑和秸秆原料得到高质量纤维素和木质素的方法，该分离方法操作简单、设备投资少，有利于进一步实现生物质资源的高效利用。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：在反应釜中加入生物质原料、高沸点有机溶剂和水，经过搅拌和加热后，对反应液进行分离，得到纤维素部分，滤液部分加水沉淀出木质素固体，即可进一步实现半纤维素和木质素的分离。