一种利用植物秸秆制备乙二醇的方法技术

本发明专利技术公开一种利用植物秸秆制备乙二醇的方法，该方法包括如下顺序进行的步骤：１）将植物秸秆酸水解制成水解液；２）将水解液进行氧化反应制成草酸；３）草酸与甲醇进行酯化反应，制成草酸二甲酯；４）草酸二甲酯在催化剂作用下进行氢化裂解反应制成乙二醇。本发明专利技术方法制备的乙二醇纯度高，产品得率高，达到９０％以上，同时为制备乙二醇开辟了新的原料资源和方法，为工业化生产乙二醇和植物秸秆的综合利用提供了现实途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非环碳原子上连接羟基的包合化合物及其制备方法，特别涉及一 种二元醇及其制备方法。
技术介绍
乙二醇(别名甘醇，MEG)，相对分子量62. 069。熔点-11. 5°C，沸点198. 0°C，密度 1. 1128g/cm3，无色高沸点、吸湿、粘稠性液体，略有甜味，能与水、乙醇、丙酮等多种有机溶 剂以任何比例混合，但不溶于乙醚、四氯化碳，在烃及其氯或硝基衍生物中不溶或微溶。乙 二醇的分子结构式如下 乙二醇化学性质活泼，能与多种物质反应制备众多的化工产品，乙二醇的羟基通 常可进行醇类反应，它能被卤素取代，与酸反应生成酯，与醇缩合脱水生成醛和酸，氧化逐 步进行，因此可获得相应的醇醛、醇酸、二元醛、二元酸，乙二醇与二元酸形成的酯获得了广 泛应用。乙二醇能参与的化学反应有酯化反应、脱水反应、氧化反应及与环氧乙烷缩合反 应。乙二醇用途广泛，可用来合成“涤纶”(的确良)等高分子化合物，还可用作薄膜、 橡胶、增塑剂、干燥剂、刹车油等原料，又是常用的高沸点溶剂，其60%的水溶液的凝固点 为-40°C，所以可用作冬季汽车散热器的防冻剂和飞机发动机的致冷剂。乙二醇也可用于玻 璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。乙二醇经加热后产生的蒸气可用作舞台烟幕，乙二醇的 硝酸酯是一种炸药。乙二醇的主要用途是制造聚酯树脂和防冻剂。近年来中国、东南亚等地区的涤纶 纤维和瓶用聚酯的需求量快速增长，乙二醇的需求量也随之大幅度上升。据预测，我国2005 年乙二醇生产能力为160万吨/年左右，产量150万吨，需求预计为220万吨，缺口至少70 万吨，在相当长的一个时期内我国乙二醇将供不应求。预计福建省在2005年乙二醇的需求 将达到30万吨，具有较大的市场潜力。工业上，现在唯一的大规模生产乙二醇的方法是环氧乙烷水解法。现在采用直接 氧化法制备乙二醇，在空气或氧气存在条件下，通过氧化银催化剂对乙烯进行氧化，然后环 氧乙烷水解，分馏制得乙二醇。这一工艺的乙二醇选择性低，产物得率低，通常需要20倍于 环氧乙烷摩尔数的水才能达到90%的乙二醇收率；反应条件苛刻。目前还开发出环氧乙烷 催化水合制乙二醇的工艺，在两种阴离子水合催化剂主要是钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐；另 一种是三苯基膦络合催化剂作用下，制备乙二醇。该工艺方法步骤复杂，催化剂制备困难别且污染环境，影响产品质量，稳定性差，能源耗费巨大，生产成本高。另外正在开发研究的煤 化工原料路线生产乙二醇的工艺有甲酸甲酯一甲醛法、合成气一步法、甲醇与甲醛缩合法 等，尚处于开发过程中，离工业化距离较远。虽各国研究人员一直从事多种努力，但仍未寻 找到工业上可替代的新工艺。植物可再生质的利用有多种方法，有的科研工作者先将木质素用碱溶解，提高了 纤维素对酶的敏感性，再用纤维素酶水解制备葡萄糖；也有人在> 160°C的条件下(Enzyme and Microbial Technology 24 (1999) 667-674)，用硫酸、盐酸、碱等处理秸秆后再用纤维 素酶降解纤维素为葡萄糖。但是目前尚无从植物秸秆制备富马酸酯的相关研究。植物秸秆中主要化学成分是木质素、半纤维素、纤维素(植物纤维化学第三版第6 页；中国经工业出版社)，将半纤维素、纤维素降解成以木糖、葡萄糖为主的糖类物质(可制 备液体燃料乙醇)、木质素转化为化工原料和能源是高值化利用秸秆植物的理想途径之一。现在对植物秸秆 的利用方法多种多样，采用的秸秆种类、方法和工艺过程各不相 同，主要是采用将植物秸秆水解后再进行发酵制得相应产物。例如公开号为CN1283701的 中国专利技术专利申请，公开了一种农作物秸秆生产乙醇工艺，该工艺方法是由将农作物秸秆 粉碎经硫酸处理及石灰乳中和水解得糖液，所得糖液按常规乙醇发酵工艺加酵母发酵、蒸 馏制得乙醇。公开号为CN101148630的中国专利技术专利申请，公开了一种汽爆秸秆半纤维素 水解液发酵制备微生物油脂的方法，该方法包括将汽爆后秸秆用水浸泡过滤得到汽爆秸 秆的半纤维素水解液；再将得到的半纤维素水解液灭菌后，接入1 5% (ν/ν)油脂微生物 种子液，在25 32°C下发酵5 8d，将得到的菌丝体过滤烘干，再用有机溶剂萃取，得到微 生物油脂。公开号为CN101215582的中国专利技术专利申请，公开了一种利用秸秆原料发酵生 产琥珀酸的方法，属于生物工程
本专利技术以秸秆为原料，经水解处理得到六碳糖和 五碳糖的水解秸秆糖浆，再用琥珀酸放线杆菌CGMCC 1593在含有还原糖的水解秸秆糖浆 的培养基中发酵生产琥珀酸。公开号为CN1515578的中国专利技术专利申请，公开了一种从农 作物秸秆中提取木糖及木糖醇的方法，该方法以农作物秸秆为原料；将原料粉碎，加入原料 重量4-6倍的水，在125-135°C温度下蒸煮1. 5-2. 5小时；用75_85°C的热水洗涤3_5次； 加入原料重量2-4倍的浓度为0. 65-0. 75%的酸溶液，在105-115°C温度进行水解处理，至 木糖浓度达到8-10% ；过滤；采用树脂进行脱色；采用离子交换树脂进行离子交换处理；在 0. 09Mpa、小于等于75°C的条件下进行蒸发浓缩处理；冷却至60°C，喷雾干燥得到产品。公 开号为CN1629321的中国专利技术专利申请，公开了一种秸秆植物提取制乙醇用葡萄糖和/或 木糖的方法，在室温下，按照秸秆植物稀酸溶液的重量比为1 4.5 8.5的比例将秸秆 与稀酸溶液混合，然后升温到90 100°C恒温，快速水解秸秆中的半纤维素，提取糖溶液， 糖溶液发酵制备乙醇。公开号为CN1629300的中国专利技术专利申请，公开了一种利用秸秆植 物制备苯酚和甲苯等芳香化合物的中间体木质素的方法，在室温下，按照秸秆植物稀酸 溶液的重量比为1 4. 5 8. 5的比例将秸秆与稀酸溶液混合，然后升温到90 100°C恒 温，快速水解秸秆中的半纤维素，提取糖溶液；加入纤维素酶水解糖溶液中未溶的纤维素得 到含葡萄糖和木糖的水溶液；过滤分离，得到未溶的制备苯酚和甲苯中间体木质素。又例如公开号为CN1858043的中国专利技术专利申请，公开了一种利用植物秸秆挤 压制取糠醛的方法，该方法包括1)将植物秸秆切割成2 4cm的颗粒段，然后打捆、储存； 2)将植物秸秆颗粒段混酸后再用螺旋挤压给料器连续的将植物秸秆挤压后装入水解釜中，挤压出来的稀酸重新返回到混酸机中进行混酸；在水解釜内通入水蒸气；3)将水解过程中 得到的糠醛原液引入后续工序，经初馏塔提取毛醛后在糠醛连续精制设备内精制最终得商 品糠醛。公开号为CN1858044的中国专利技术专利申请，公开了一种利用植物秸秆挤压制取糠 醛的方法，将植物秸秆切割成2 4cm的颗粒段，控制颗粒段的水分，粉碎成粉末；再将其 造粒；造粒后的植物秸秆颗粒拌酸、水解，将水解过程中得到的糠醛原液引入后续工序，经 初馏塔提取毛醛后在糠醛连续精制设备内精制最终得商品糠醛。公开号为CN1884304的中 国专利技术专利申请，公开了一种以汽爆秸秆为原料发酵生产黄原胶的方法，其制备步骤包括 将粉碎后的汽爆秸秆料按比例加入自来水中，用酸调pH至4. 5 5. 5后，按每克汽爆秸秆 加酶10-40单位的比例加纤维素酶，搅拌均勻，在45 55°C下酶解40 80小时；对水解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用植物秸秆制备乙二醇的方法，包括如下顺序进行的步骤：　　１）将植物秸秆进行酸水解反应，制成水解液；　　２）将水解液进行氧化反应，制成草酸；　　３）草酸与甲醇进行酯化反应，制成草酸二甲酯；　　４）草酸二甲酯在催化剂作用下进行氢化反应制成乙二醇。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王建钢，
申请(专利权)人：北京金骄生物质化工有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]