[发明专利]一种生物质基多元醇加氢提质的方法

说明书

本发明公开了一种生物质基多元醇加氢提质的方法，包括如下步骤：将木质纤维素类生物质液化所得生物质基多元醇、负载型非晶态合金催化剂和溶剂混合均匀，使用氮气将反应容器内的空气置换，充入氢气至压力为0.5～5.0MPa，升温至80～180℃，反应0.5～10h，得到加氢提质后的生物质基多元醇。本发明针对木质纤维素类生物质经液化所得生物质基多元醇进行加氢提质，可有效调节生物质基多元醇的羟值，使生物质基多元醇的颜色变浅，加氢过程中的羟基化合物稳定，羰基化合物脱除率较高，有助于提高下游聚氨酯泡沫产品的品质。

技术领域：

本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种生物质基多元醇加氢提质的方法。

背景技术：

多元醇包括甘油、乙二醇、山梨醇、木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇等。长久以来，多元醇在化学化工行业有着非常重要的意义。如乙二醇不仅是生产涤纶和炸药的原料，在食品和医药行业也应用广泛；甘油不仅是制备炸药的原料，在塑料、化妆品等行业也应用颇多。传统的多元醇制备原料多源于石油和天然气等资源，但随着石油、天然气等资源的日渐短缺和人们环保意识的增强，资源和环境的双重问题大大推动了人们研究可再生的生物质资源，比如油脂、淀粉、木质纤维素等。

我国拥有丰富的木质纤维素类生物质资源，如农作物秸秆。秸秆通过热化学液化可得到液化产物(生物质基多元醇)，利用该生物质基多元醇可以制备聚氨酯等多种化工产品，发展和利用生物质基多元醇对缓解石油供需紧张和环境污染问题具有重要意义。液化是实现生物质高值化转化的主要方式之一。常用的液化溶剂主要有苯酚、多元醇和环状碳酸盐。苯酚作为液化溶剂得到的液化产物中含有大量的酚羟基，可用于制备酚醛树脂和环氧树脂等材料。然而，由于苯酚具有较强的腐蚀性，操作具有一定的危险，对环境不利。环状碳酸盐则由于成本较高难以实现产业化应用。因此，无毒环保的醇类溶剂是生物质液化的理想溶剂。目前，用于生物质液化的醇类溶剂主要有乙二醇、二甘醇、甘油等小分子醇和聚乙二醇等大分子醇，或者它们的混合物，得到的液化产物为富含活性羟基的生物质基多元醇。然而，所得到的生物质基多元醇中除了醇类和酚类等羟基化合物之外，还含有醛、酮、羧酸及其衍生物等羰基化合物。这些羰基化合物约占生物质降解产物的10％左右，主要有2-(2-羟乙氧基)乙酸乙酯、5-羟甲基呋喃乙酯、乙酰丙酸丁酯、糠醛、乙酸等，导致生物质基多元醇的颜色较深。并且，这些羰基化合物可与异氰酸酯进行“封闭”反应，生成一些较为稳定的副产物，同时由于这些羰基化合物的含量较高，从而影响下游聚氨酯材料的性能。为此，有必要通过合适的方法将生物质基多元醇中的羰基化合物转变为羟基化合物，以提高生物质基多元醇的品质，从而获得性能更佳的聚氨酯材料。

发明内容：

本发明的目的是提供一种生物质基多元醇加氢提质的方法，以便有效降低生物质基多元醇中羰基化合物的含量，并且保持其中的羟基化合物含量不变或增大，同时使生物质基多元醇的颜色明显变浅。

本发明提供一种生物质基多元醇加氢提质的方法，包括如下步骤：将木质纤维素类生物质液化所得生物质基多元醇、负载型非晶态合金催化剂和溶剂混合均匀，密闭反应容器，使用氮气将反应容器内的空气置换4次，再使用氢气置换3次，保证反应容器内的空气得以完全置换，然后充入氢气至压力为0.5～5.0MPa，升温至80℃～180℃，搅拌条件下反应0.5～10h，得到加氢提质后的生物质基多元醇。

本发明提供的生物质基多元醇加氢提质的方法以木质纤维素类生物质液化所得生物质基多元醇为底物，水为溶剂，在负载型非晶态合金催化剂作用下，有效降低生物质基多元醇中羰基化合物的含量，并且保持其中的羟基化合物含量不变或增大，有助于提高下游聚氨酯泡沫产品的品质。