[发明专利]一种以玉米秸秆和/或高粱秸秆为原料制备乙二醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备乙二醇的方法，具体地说是由玉米秸秆和/或高粱秸秆为原料制备乙二醇的方法。

背景技术

乙二醇是重要的大宗基础化学品，2010年全世界的乙二醇产量达到2000万吨以上，其中，80％用于PET树脂合成，12％用于防冻液合成，大约8％用于其他化学中间体。乙二醇的现有工业生产路线主要是依赖于石油乙烯资源。利用可再生的生物质资源合成乙二醇技术是实现化石能源资源替代的重要途径之一【文献1：Process for the preparation of lower polyhydric alcohols，patent，No.US5107018.文献2：Preparation of lower polyhydric alcohols，patent，No.US5210335.文献3：一种生产乙二醇的新工艺，CN200610068869.5.文献4：一种由山梨醇裂解生产二元醇和多元醇的方法，CN200510008652.0】。

2008年，大连化物所的科研人员首次研究发现，纤维素可以直接被催化转化高选择性地获得乙二醇【文献5：Direct catalytic conversion of cellulose into ethylene glycol using nickel-promoted tungsten carbide catalysts，Angew.Chem.Int.Ed.2008，47，8510-8513。文献6：transition metal-tungsten bimetallic catalysts for the conversion of cellulose into ethylene glycol，ChemSusChem 2010，3，63-66。文献7：A new 3Dmesoporous carbon replicated from commercial silica as acatalyst support for direct conversion of cellulose into ethylene glycol，Chem.Commun.，2010，46，862-864.】。研究中采用了纯净的微晶纤维素，乙二醇的收率达到60-75％。然而，自然界中的纤维素总是存在于植物体中，与半纤维素、木质素等复杂组成交织缠绕在一起。因此，利用全生物质纤维素直接转化制乙二醇，会在不同程度上受到这些组分的影响。研究发现，以玉米秸秆为原料进行催化转化时，乙二醇的收率与原料的预处理过程有很大的关系【文献8：Catalytic Hydrogenation of Corn Stalk to Ethylene Glycol and 1，2-Propylene Glycol，Ind.Eng.Chem.Res.2011，50，6601-6608】。由于不同的植物原料所具有的组织结构和成分构成各有不同，因此，需要针对性地发展全生物质纤维素原料预处理方法和催化反应过程，以获得最佳的乙二醇收率。

玉米秸秆和/或高粱秸秆中含有丰富的半纤维素、纤维素和一定量的木质素。所含有的半纤维素可以经过一定的方法提取出来用于生物发酵、催化转化等过程生产丁醇、糠醛、低聚木糖、木糖醇等化学品和保健品。而剩余的富含纤维素的原料，则可以用来催化转化生产乙二醇。因而，发展简便高效的玉米秸秆和/或高粱秸秆基纤维素制备乙二醇具有重要的应用价值。

发明内容

本发明提供了一种由玉米秸秆和/或高粱秸秆催化转化制乙二醇的方法。

玉米秸秆和/或高粱秸秆原料经过水蒸汽爆破处理后，用强碱性水溶液浸泡处理，再经双氧水浸泡处理，然后经过清水漂洗至中性，置于催化加氢反应条件下制备乙二醇。

玉米秸秆和/或高粱秸秆水蒸汽爆破处理过程为将玉米秸秆和/或高粱秸秆置于高压釜中，向高压釜中通入高温高压水蒸汽，压力为0.5-2.0MPa，压力保持时间为0.5-20min，温度为160-220℃，然后骤然释放高压釜的压力至常压。

玉米秸秆和/或高粱秸秆的含水量在25-60％，于蒸汽爆破反应釜的装料量为5-60％v/v，骤然释放高压釜的压力是指0.001秒至5秒钟之内使高压釜内压力降至常压。

强碱性水溶液为质量浓度0.1-15wt％的碱金属氢氧化物水溶液；玉米秸秆和/或高粱秸秆与碱溶液的质量比为1∶1-1∶50；常温(0-30℃)-80℃下浸泡30min-48h。