[发明专利]一种农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的一体化反应器与方法

权利要求书

1.一种农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的一体化反应器，其特征在于，包括反应器筒体，所述的反应器筒体下部设置有蒸汽入口喷管，顶部设置有蒸汽出口调节阀，所述的反应器筒体上设置有机械搅拌系统，所述的机械搅拌系统包括设置于反应器筒体内部的搅拌器和驱动搅拌器转动的电机，所述的反应器筒体顶部设置有生物质原料入口和酸液补加入口，所述的反应器筒体外部设置有夹套辅热系统，所述的夹套辅热系统包括设置于反应器筒体外部的夹套和设置于夹套上的夹套蒸汽入口，所述的夹套底部还设置有夹套蒸汽出口，所述的反应器筒体的高度与反应器筒体的直径比为3～5:1。

2.根据权利要求1所述的农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的一体化反应器，其特征在于，所述的反应器筒体下部设置有若干个蒸汽入口喷管，蒸汽入口喷管沿筒体四周均匀分布。

3.根据权利要求1所述的农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的一体化反应器，其特征在于，所述的反应器筒体底部设置有出料快开阀和取样口，顶部设置有测温口和压力测量口。

4.根据权利要求1所述的农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的一体化反应器，其特征在于，所述的反应器筒体和搅拌器的材料为耐酸腐蚀材料，所述的耐酸腐蚀材料为哈氏合金材料、内衬哈氏合金的复合板材料、内衬搪瓷的钢、内衬PFA塑料的耐压材料或内衬聚四氟乙烯的耐压材料。

5.一种农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的方法，其特征在于，通过权利要求1所述的农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的一体化反应器来实现，具体步骤为：生物质原料利用稀酸溶液均匀拌酸后经生物质物料原料入口进入反应器筒体，密闭进料口后开启电机驱动搅拌器转动，通过蒸汽入口喷管通入饱和水蒸汽，通过调节蒸汽出口调节阀，140℃-160℃进行蒸汽提取，制备糠醛；糠醛汽提完成后，从酸液补加入口添加酸液，通过蒸汽入口喷管通入饱和水蒸汽的同时，在夹套辅热系统的夹套蒸汽入口通入蒸汽进行辅热，通过蒸汽出口调节阀调节反应器的温度至160℃-180℃进行水解，制备乙酰丙酸。

6.根据权利要求5所述的农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的方法，其特征在于，所述的稀酸溶液为硫酸稀溶液，所述的硫酸稀溶液的质量分数为5％～15％，硫酸的用量为生物质原料质量的0.5％～5％；所述的从酸液补加入口添加的酸为硫酸，所述的硫酸的质量分数为5～15％，硫酸用量为生物质原料质量的0.5％～1％。

7.根据权利要求5所述的农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的方法，其特征在于，所述的搅拌器的搅拌速率为5-20转/分钟。

8.根据权利要求5所述的农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的方法，其特征在于，所述的蒸汽提取时间为30～120分钟；所述的水解时间为30～180分钟。

9.根据权利要求5所述的农林废弃生物质分级制备糠醛与乙酰丙酸的方法，其特征在于，所述的饱和水蒸汽的压力为1.2～1.5MPa。