[发明专利]溶解浆预水解液自催化制备糠醛的方法及预水解液废水和糠醛废水中醋酸回收的方法

摘要

本发明公开了一种溶解浆预水解液自催化制备糠醛及预水解液废水和预水解液自催化制备糠醛后的糠醛废水中醋酸回收的方法。所述溶解浆预水解液自催化制备糠醛的方法中，制备糠醛用溶解浆预水解液包括溶解浆预水解液A，去木素的溶解浆预水解液B，蒸发浓缩的溶解浆预水解液C和膜过滤浓缩的溶解浆预水解液D；上述预水解液分别置于高压反应釜中，无需添加任何其他硫酸、盐酸或醋酸等催化剂进行自催化反应，反应过程中，聚戊糖水解成戊糖，戊糖脱水环化，制得糠醛。预水解液和预水解液自催化制备糠醛后的糠醛废水中的醋酸通过采用三辛胺/正辛醇的混合物或树脂进行回收。本发明方法具有实用性和可操作性，是一种变废为宝，保护环境的绿色制备方法。

主权项

一种溶解浆预水解液自催化制备糠醛的方法，其特征在于：所述制备方法包括：1）用于自催化制备糠醛的溶解浆预水解液及其处理后的预水解液；2）溶解浆预水解液自催化反应制备糠醛方法；其中：用于自催化制备糠醛的溶解浆预水解液及其处理后的预水解液包括溶解浆预水解液A，去木素的溶解浆预水解液B，蒸发浓缩的溶解浆预水解液C和膜过滤浓缩的溶解浆预水解液D， 上述预水解液的预处理工艺操作步骤如下:设备旋转蒸发器，由瑞士Buchi公司提供；膜过滤装置，由美国STERLITECH实验室提供；膜过滤装置的滤膜为超滤膜或醋酸纤维素纳米滤膜；锥形瓶，250mL，工业常用容器；材料活性炭，美国CARBON RESOURCES公司产品；②溶解浆预水解液A,去木素的溶解浆预水解液B, 蒸发浓缩的溶解浆预水解液C，膜过滤浓缩的溶解浆预水解液D；所述溶解浆预水解液A，取自阔叶木硫酸盐溶解浆工业生产过程中间歇法无酸热水抽提20‑40分钟阶段的预水解液，该预水解液中木素含量为8.7g/L, 总糖含量为4.9%，其中五碳糖含量为3.52%，醋酸含量1%；所述去木素的溶解浆预水解液B，采用活性炭吸附方式去除预水解液A中所含木素而制得去木素的溶解浆预水解液B，将活性炭与预水解液A以1:30的比例混合于锥形瓶中，置于摇床反应1小时之后过滤，得活性炭处理后木素去除率达90%的预水解液B，其中木素含量最终为1.88g/L,总糖含量4.46%，五碳糖含量3.15%；所述蒸发浓缩的溶解浆预水解液C，采用旋转蒸发器浓缩处理预水解液A，至糖浓度为初始浓度的3倍，制得蒸发浓缩的溶解浆预水解液C，其中木素含量23.77g/L，总糖含量15.08%， 五碳糖含量10.69%；所述膜过滤浓缩的溶解浆预水解液D，采用膜过滤装置浓缩处理预水解液A，至糖浓度为初始浓度的3倍，制得膜过滤浓缩的溶解浆预水解液D，其中木素含量26.39g/L，总糖含量15.08%，五碳糖含量10.62%；2）溶解浆预水解液自催化反应制备糠醛方法其工艺操作步骤如下:设备高压反应釜，型号4833，最大压力7 MPa，美国PARR公司提供；  材料 ①用于自催化制备糠醛的溶解浆预水解液及其处理后的预水解液,包括溶解浆预水解液A，去木素的溶解浆预水解液B，蒸发浓缩的溶解浆预水解液C和膜过滤浓缩的溶解浆预水解液D，任选其中一种；②甲基异丁基酮，外观呈无色，美国Fisher Scientific公司产品；制备方法溶解浆预水解液A自催化制备糠醛方法之一将溶解浆预水解液A置于高压反应釜中，无需添加任何其他硫酸、盐酸或醋酸催化剂进行间歇自催化反应,反应温度150℃‑220℃，压力0.23 MPa ‑ 2.32MPa，保留时间20 min‑160min，反应过程中，聚戊糖水解成戊糖，戊糖脱水环化，制得糠醛； 溶解浆预水解液A自催化制备糠醛方法之二将溶解浆预水解液A置于高压反应釜中进行半间歇自催化反应, 在80 r/min 左右搅拌速度下开始加热, 待反应体系温度达180℃, 开启气相采出阀开始采出醛汽,冷凝收集醛水混合物，反应结束后关闭气相采出阀, 断电降温，采用离子色谱测定接收液中总糖及五碳糖含量，计算总糖、五碳糖转化率，采用核磁共振测定醋酸、糠醛浓度；溶解浆预水解液A自催化制备糠醛方法之三将溶解浆预水解液A置于高压反应釜中, 加入等体积的甲基异丁基酮作为两相系统中的萃取剂，反应温度170℃,压力0.54‑0.57MPa,保温时间100min进行间歇反应,反应完成后,分离水相和有机相，并对两相分别进行测定，采用离子色谱测定接收液中总糖及五碳糖含量，计算总糖、五碳糖转化率，采用核磁共振测定醋酸、糠醛浓度；去木素的溶解浆预水解液B自催化制备糠醛方法将去木素的溶解浆预水解液加入高压反应釜中进行间歇自催化反应，反应温度150‑220℃，压力0.23‑2.32MPa,保留时间20‑160min, 反应过程中，聚戊糖水解成戊糖，戊糖脱水环化，制得糠醛；蒸发浓缩的溶解浆预水解液C自催化制备糠醛方法将蒸发浓缩的溶解浆预水解液C置于高压反应釜中进行间歇自催化反应, 反应温度150‑220℃，压力0.23‑2.32MPa,保温留时间20‑160min, 反应过程中，聚戊糖水解成戊糖，戊糖脱水环化，制得糠醛； 膜过滤浓缩的溶解浆预水解液D自催化制备糠醛方法    将膜过滤浓缩的溶解浆预水解液D置于高压反应釜中进行间歇自催化反应, 反应温度170℃,压力0.54‑0.57MPa,保温时间100min，反应过程中，聚戊糖水解成戊糖，戊糖脱水环化，制得糠醛。