[发明专利]一种生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法

权利要求书

1.一种生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法，其特征在于先将生物质分级预处理，得到木质素、半纤维素和纤维素分离，半纤维转化成的低聚木糖、纤维素转化成的无定形纤维素；然后将低聚木糖水解成糠醛回收利用；最后将无定形纤维素通过调变酸溶液加入流量和时间的方式在反应釜中酸水解，使得无定形纤维素在酸性体系中先转化成5-羟甲基糠醛，再由5-羟甲基糠醛在酸性体系中进一步生成产物乙酰丙酸。

2.如权利要求1所述的生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、生物质的预处理：以生物质为制备原料，在酸/有机溶剂体系中进行浸渍或机械搅拌处理，使生物质中的半纤维素、纤维素和木质素分离，然后分离液相和残渣；

步骤二、糠醛的制备：用水清洗步骤一得到的残渣，将水洗液加热进行水解，使水洗液中含有的低聚木糖转化成为糠醛，通过蒸馏水解液回收糠醛；

步骤三、乙酰丙酸的制备：将步骤二的水洗残渣与20-30mL步骤二蒸馏后水解液混合，控制pH≤1.5，置于耐压反应器中，调节反应器的温度为180℃-200℃，将pH≤1.5的剩余酸性水溶液预热到与反应器一致的温度，首先按照步骤1原料重量计以每克底物流量0.4-2mL/min将蒸馏后水洗液加入反应器，通入时间为每克底物1.4-7min，使得残渣中的无定形纤维素在酸性体系中转化成5-羟甲基糠醛；然后将剩余水洗液的流量提高到每克底物0.6-3mL/min，同时设置水洗液的通入时间为每克底物0.8-4min，使得5-羟甲基糠醛在酸性体系中进一步生成产物乙酰丙酸。

3.如权利要求2所述的生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法，其特征是，步骤一中所述的酸/有机溶剂为：其中，所述的酸选自磷酸、硫酸、盐酸、硝酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、甲酸、乙酸、乙二酸中的一种或几种；所述的有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、1,4-丁二醇、异戊醇、丙酮、乙酸乙酯、二氧六环中的一种或几种；酸和有机溶剂比例为v:v1:2-1:70；酸处理温度：预冷-70℃；酸处理时间：45min-2h；有机溶剂浸泡时间：30min-60min。

4.如权利要求2所述的生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法，其特征是，步骤二中水和原料比例：30:1(mL：g)；水洗液加热水解温度为110-150℃。

5.如权利要求2所述的生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法，其特征是，步骤三中所述的酸性水溶液中还可以添加固体酸，固体酸在步骤三的添加量为总加入水洗液量质量百分比0-1.5wt％。

6.如权利要求5所述的生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法，其特征是，所述固体酸选自Amberlyst树脂、沸石分子筛、Nafion树脂中的一种或几种。

7.如权利要求2所述的生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法，其特征是，所述步骤三的反应体系在反应结束，体系冷却后添加有机溶剂萃取乙酰丙酸。

8.如权利要求2所述的生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法，其特征是，步骤三所述将水洗残渣与蒸馏后水解液混合后，可先在150-160℃预水解20-60min。