[发明专利]一种微波辅助木质素定向转化苯酚的方法

说明书

技术领域

本发明属于木质素绿色定向催化转化技术领域，通过该方法可显著提高工业木质素定向转化为酚类化合物的收率，从而有利于木质素催化转化制备高附加值产品。

背景技术

木质素是一种无定型的、三维的高分枝多分散性天然酚类聚合物，广泛存在于植物细胞壁中，多认为由苯丙烷基单元（愈创木基丙烷、紫丁香基丙烷和对羟苯基丙烷）经碳碳键和碳氧键相互连接耦合而成，将其解聚转化为小分子物质进而生产高价值精细化学品是对木质素最有效的应用途径。

苯酚作为一种应用广泛的有机化工原料，主要应用在塑料工业、医药工业以及有机合成工业等。近年来随着全球电子通讯产业、汽车工业和建筑行业等的迅猛发展，酚醛树脂和双酚A的需求量大幅提高，带动了苯酚需求的强劲增长，但国内苯酚的产量远远不能满足市场的需求，市场缺口日益增大。

Hanna Pińkowska（Pińkowska,H.,P.Wolak,and A.Zlocinska,Hydrothermal decomposition of alkali lignin in sub-and supercritical water[J].Chemical Engineering Journal,2012.187:410-414.）以碱木质素为原料在半/临界水中热解，产物中的苯酚的收率最高分别为4.21%。Kang等（Kang,S.M.,et al.,Characterization of Hydrochars Produced by Hydrothermal Carbonization of Lignin,Cellulose,D-Xylose,and Wood Meal[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2012.51(26):9023-9031.）将碱木质素水热解聚，液体产物分成四类：苯二酚类、单酚类、弱极性物质和水溶油不溶物质。木质素解聚产物中酚类化合物大约占到50%，包含几十种酚类化合物，所得液体产物包含100多种化合物。匹兹堡能源研究中心的Appell（Appell H R，Fu Y C，Friedman S.Conversion of cellulosic waste to oil[J].Bureau of mines report of investigation,1971,7:560），用氧化铝负载的钴钼合金为催化剂将木材进行催化转化，相对于热解，此反应条件更加温和且产物得率明显提高。这就是有名的PERC法。但该工艺依然存在条件苛刻，单一酚类的收率很低等问题。Meier D.（Meier D.Bems J.,Faix O.High liquid yields from lignin via catalytic hydropyrolysis[M].Ed.Rev.Pap.Int.Conf,1992,2:1016-1031）研究了有机溶剂木质素，在间歇和半连续反应中进行催化转化，单酚含量从4.3%增加到8.1%。Matthew Tymchyshyn等（Tymchyshyn,M.and C.Xu,Liquefaction of bio-mass in hot-compressed water for the production of phenolic compounds[J].Bioresource Technology,2010.101(7):p.2483-2490.），以木质纤维素废弃物为原料，H₂为还原介质，Ba(OH)₂和Rb₂CO₃为催化剂，在水热反应釜中进行催化转化，其中总酚得率可达53%，单一酚类得率在10%左右。武书彬（隋鑫金,武书彬.工业碱木质素热化学转化制备苯酚类化学品.化工学报,2011.62(6):p.1763-1769.）通过比较几种无机酸、有机酸的催化液化效果，采用了硅酸铝催化转化木质素，产物中苯酚收率为13.65%。以上研究反应条件较为苛刻，所得产物均为多种酚类混合物，没有对分离纯化工艺进行充分研究。由此可见，开发木质素定向转化制备苯酚的新工艺路线势在必行。

发明内容

【发明目的】本发明目的在于克服现有木质素转化为苯酚过程中产物难以分离、反应条件不温和等缺点，开发一种新型木质素绿色转化苯酚工艺。