[发明专利]一种生物质催化热解制备4-乙基-2-甲氧基苯酚的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质能的利用领域，具体涉及一种利用钯系催化剂催化热解生物质制备4-乙基-2-甲氧基苯酚的方法。

背景技术

4-乙基-2-甲氧基苯酚，别名4-乙基愈创木酚、2-甲氧基-4-乙基苯酚，CAS号：2785-89-9，具有如下结构：

4-乙基-2-甲氧基苯酚具有酱油味、烟熏味及温和的烤肉味，是国标(GB2760-2011)规定可以使用的食用香料。天然产品主要存在于各种木材的蒸馏液中，或吐鲁香脂和秘鲁香脂、番茄、咖啡、白兰地、朗姆酒、威士忌中，是非常重要的天然致香成分。4-乙基-2-甲氧基苯酚主要用作配制各种酱香型、浓香型酒类香精，酱油、肉类、果制品的加香剂和增香剂。

目前，4-乙基-2-甲氧基苯酚的制备方法主要是以愈创木酚为原料，在催化剂存在的条件下使之发生傅克反应得到。这类方法一般都需要加热加压，反应条件苛刻，所用催化剂一般为酸或者氯化物，对设备腐蚀严重。此外，副反应不易控制，后处理工艺会产生大量废水污染环境。

作为唯一含有苯环的可再生资源，生物质有潜力替代化石资源作为原料制备酚类化合物。在生物质热解过程中，木质素分解会形成多种酚类产物，4-乙基-2-甲氧基苯酚一般仅是其中一种极少量的产物(甚至在一些热解液体产物中检测不到4-乙基-2-甲氧基苯酚)。中国专利申请号CN201210105766.7公开了一种直接从稻草生物油中提取4-乙基-2-甲氧基苯酚的方法。该方法是以稻草生物油为原料，经过生物油碱洗、过滤、在滤液中加酸酸化、有机溶剂萃取、油相产物碱液蒸馏除溶剂、粗产品减压蒸馏等步骤，在98～100℃范围内收集馏分得到4-乙基-2-甲氧基苯酚。该方法的提取过程步骤繁多极为复杂，且在提取过程中需要用到多种酸、碱和有机溶剂，废液较多不易处理。总的来说，将生物质首先热解获得常规生物油(组成极为复杂)，然后再从复杂生物油中提取4-乙基-2-甲氧基苯酚不仅技术复杂，没有很好的经济性，而且产生的废液易对环境造成污染。因此，如何优化生物质催化热解的过程从而直接获得富含4-乙基-2-甲氧基苯酚的液体产物是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用钯系催化剂催化热解生物质制备4-乙基-2-甲氧基苯酚的方法。

根据本发明提供的方法，是以生物质为原料，将生物质和钯系催化剂按照质量比为(10∶1)～(1∶3)进行机械混合，然后在无氧条件下于280～400℃进行快速热解，对热解气进行冷凝后即可得到富含4-乙基-2-甲氧基苯酚的液体产物。

优选的，所述生物质原料为松科、杉科、柏科或南洋杉科生物质。

更优选的，所述生物质原料包括金钱松、华山松、银杉、落叶松、雪松、云杉、柳杉、水杉、落羽杉、池杉、圆柏、金钟柏、杜松、龙柏、南洋杉、巴西松、考里松中的至少一种。

优选的，所述钯系催化剂包括载体以及负载在载体上的钯金属，具体的制备方法如下：

首先称取一定质量的硝酸钯溶于去离子水中，待完全溶解后，向溶液中加入一定量的催化剂载体，在搅拌的条件下缓慢滴入氨水，直至pH值达到9～10，继续在室温下搅拌12h后过滤，滤饼于100℃下干燥，最后将干燥后得到的固体在保持一定还原温度的氢气气氛下还原，即得负载钯的固体催化剂。

更优选的，所述催化剂载体为氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、硅藻土、高岭土、多孔分子筛、活性炭中的一种或者上述物质的任意组合。

更优选的，所述负载在载体上的钯金属的质量百分比为0.5％～10％。

更优选的，所述干燥为干燥箱干燥，干燥时间为4～24h。

更优选的，所述氢气气氛为纯氢气或者氢气和惰性气体的混合气。

更优选的，所述还原温度为260～300℃，保温时间为2～4h。

优选的，所述无氧条件是指反应体系维持在惰性无氧保护气体环境下。

优选的，所述热解反应的升温速率不低于100℃/s。

优选的，所述热解反应的时间不超过60s。

本发明的有益效果为：