一种荔枝渣催化醇解制备生物油的方法技术

本发明专利技术属于废弃生物质资源利用领域，具体涉及一种荔枝渣催化醇解制备生物油的方法，以超低用量质子酸(H+)为催化剂与醇试剂进行搭配组合，构建超低浓度酸催化醇解体系，将荔枝渣高效催化醇解转化为生物油。本发明专利技术方法所使用的质子酸催化剂，用量低，设备腐蚀性少，不需回收；工艺可安全平稳连续化生产，减少物料及催化剂浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种荔枝渣催化醇解制备生物油的方法
本专利技术属于废弃生物质资源利用领域，具体涉及一种荔枝渣催化醇解制备生物油的方法。
技术介绍
广东是荔枝主产区，荔枝种植面积达到400万亩，年产量在100万吨以上。由于荔枝果期短，保鲜困难，在深加工过程中极易产生和堆积大量的荔枝残渣废弃物。荔枝残渣中含有大量的糖分和蛋白质等营养成分，在堆积过程中易腐烂，产生酸臭味，严重影响环境卫生和人们的健康。如果能将荔枝渣废弃物加以利用，生产有用的化工产品，无疑会增加荔枝产业的附加值并解决荔枝渣堆积过程中产生的环境污染问题。目前，荔枝渣制备化工产品的方式主要集中在生物发酵方面，产品主要有生物乙醇、油酯等。例如，何珺珺等设计了纤维素酶糖化水解荔枝渣的酶解体系，并系统研究了荔枝渣糖化产物进一步发酵生产生物乙醇的工艺(江苏科技大学硕士论文,2011)；盛晓晓等则进一步系统研究了荔枝渣糖化产物发酵生产琥珀酸的过程(食品科技,2012,(8):101-103)；邱松山等构建了粘红酵母菌发酵荔枝渣糖化产物制备微生物油脂的体系(食品与发酵工业,2015,41(8):117-122)。然而，在上述酶解及后续发酵体系中，只有可溶性糖及纤维素得到资源化利用，而半纤维素和木质素则不能够充分利用，且酶解法和后续发酵工艺周期较长，不利于荔枝渣的有效利用，因此，构建对荔枝渣组分具有高效催化性能的催化体系将是荔枝渣资源化利用的有效途径。专利技术人前期构建了复合离子液体催化剂体系用于荔枝渣的催化转化制备平台化学品(中国专利技术专利，申请号：201910530808.3)，然而离子液体成本较高，制备方法复杂，对后期的工业应用具有不利影响。因此，开发低成本，简单高效的催化体系是荔枝渣综合利用的必然选择。基于此，本专利技术方法将超低用量质子酸(H+)催化剂与醇试剂进行组合，构建超低浓度酸催化醇解体系，然后将荔枝渣在150～260℃条件下进行催化醇解制备生物油。本专利技术方法具有设备腐蚀性低，操作简单，成本低，醇解效率高，环境友好等优点，在优化的“质子酸-醇试剂”组合下，荔枝渣原料接近完全转化，具有潜在的工业化应用前景。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种超低浓度酸催化荔枝渣醇解制备生物油的方法，本专利技术其一，以超低用量质子酸(H+)为催化剂与醇试剂进行搭配组合，构建超低浓度酸催化醇解体系；其二，将荔枝渣高效催化醇解转化为生物油。本专利技术所提供的方案如下：一种超低浓度酸催化荔枝渣醇解制备生物油的方法，以超低用量质子酸为催化剂，以不同结构的醇为反应试剂和溶剂，构建“超低浓度酸—醇”催化醇解体系，将荔枝渣高效催化醇解制备生物油，包括以下步骤：(1)按计算要求将一定量的质子酸与醇试剂组合，构建“超低浓度酸—醇”催化醇解体系；(2)将一定量的荔枝渣加入到上述醇解催化体系中，N2氛围内，在150～260℃条件下进行催化醇解反应；(3)反应结束后，过滤未反应的荔枝残渣，收集滤液；(4)通过旋转蒸发等减压蒸馏方式，将过量的醇试剂回收，即可获得生物油，回收的醇试剂可进行重复使用。其中，所述的质子酸催化剂为能解离出质子(H+)的无机酸、有机酸以及酸性离子液体，质子酸的浓度≤0.01mol/L或者≤0.1％(w/w)；其中，所述的醇试剂为一元醇或者多元醇，质子酸催化剂与醇的质量比为1-50:100；其中，所述的荔枝渣包括荔枝皮、荔枝核以及其果肉榨汁后的残渣，荔枝渣粉碎后的粒径为20～100目。与现有技术相比，本专利技术优点是：1、本专利技术方法所使用的质子酸催化剂，用量低，设备腐蚀性少，不需回收；2、通过循环水进行冷却，有效解决反应热移出问题；3、工艺可安全平稳连续化生产，减少物料及催化剂浪费。具体实施方式下面是结合实施例对本专利技术进一步说明。实施例1步骤如下：1)将0.001mol的H2SO4与100mL正丁醇(n-BuOH)混溶合，配制0.01mol/L的“H2SO4—n-BuOH”溶液；2)取0.01mol/L的“H2SO4—n-BuOH”溶液20g加入到50mL高压反应釜中，随后加入2.0g荔枝渣(50目)，N2吹扫后，封闭反应釜，在200℃的条件下反应3.0h；3)反应结束，温度降至室温后，打开反应釜，过滤未反应的荔枝残渣，收集滤液。残渣干燥后称重，计算荔枝渣醇解转化率为88.3％；4)收集的滤液经过旋转蒸发仪减压蒸馏后，回收未反应的n-BuOH，蒸馏残余油状物即为目标产物生物油，称重，计算生物油产量1.89g；5)回收的n-BuOH可重复使用。实施例2步骤如下：1)将0.5mmol的H3PW12O40与100mL乙醇(EtOH)混溶合，配制0.005mol/L的“H3PW12O40—EtOH”溶液；2)取0.005mol/L的“H3PW12O40—EtOH”溶液20g加入到50mL高压反应釜中，随后加入1.0g荔枝渣(80目)，N2吹扫后，封闭反应釜，在250℃的条件下反应2.0h；3)反应结束，温度降至室温后，打开反应釜，过滤未反应的荔枝残渣，收集滤液。残渣干燥后称重，计算荔枝渣醇解转化率为80.6％；4)收集的滤液经过旋转蒸发仪减压蒸馏后，回收未反应的EtOH，蒸馏残余油状物即为目标产物生物油，称重，计算生物油产量0.93g；5)回收的EtOH可重复使用。实施例3步骤如下：1)将0.001mol的H2SO4与100mL正己醇混溶合，配制0.01mol/L的“H2SO4—正己醇”溶液；2)取0.01mol/L的“H2SO4—正己醇”溶液20g加入到50mL高压反应釜中，随后加入2.0g荔枝渣(100目)，N2吹扫后，封闭反应釜，在220℃的条件下反应1.5h；3)反应结束，温度降至室温后，打开反应釜，过滤未反应的荔枝残渣，收集滤液。残渣干燥后称重，计算荔枝渣醇解转化率为96.4％；4)收集的滤液经过旋转蒸发仪减压蒸馏后，回收未反应的正己醇，蒸馏残余油状物即为目标产物生物油，称重，计算生物油产量2.06g；5)回收的正己醇可重复使用。实施例4步骤如下：1)将0.001mol的1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([C4H8SO3Hmim]HSO4)与100mL正丙醇(n-PrOH)混溶合，配制0.01mol/L的“([C4H8SO3Hmim]HSO4—n-PrOH”溶液；2)取0.01mol/L的“[C4H8SO3Hmim]HSO4—n-PrOH”溶液20g加入到50mL高压反应釜中，随后加入2.0g荔枝渣(50目)，N2吹扫后，封闭反应釜，在180℃的条件下反应2.0h；3)反应结束，温度降至室温后，打开反应釜，过滤未反应的荔枝残渣，收集滤液。残渣干燥后称重，计算荔枝渣醇解转化率为97.6％；4)收集的滤液经过旋转蒸发仪减压蒸馏后，回收未本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化荔枝渣制备生物油的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将一定比例的质子酸催化剂与醇混溶，构建催化醇解体系；/nS2：将反应量的荔枝渣加入S1中催化醇解体系中，在N

【技术特征摘要】
1.一种催化荔枝渣制备生物油的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将一定比例的质子酸催化剂与醇混溶，构建催化醇解体系；
S2：将反应量的荔枝渣加入S1中催化醇解体系中，在N2内，进行催化醇解反应；
S3：反应结束后，过滤未反应的荔枝残渣，收集滤液；
S4：回收过量的醇，得到生物油。


2.根据权利要求1所述一种催化荔枝渣制备生物油的方法，其特征在于，所述质子酸催化剂为能解离出质子的无机酸、有机酸或酸性离子液体中的一种或几种。


3.根据权利要求1或2所述一种催化荔枝渣制备生物油的方法，其特征在于，所述质子酸催化剂的浓度≤0.01mol/L。


4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马浩，黄正宇，邝栋铃，陈利利，滕俊江，李凝，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44