System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种木质素催化加氢解聚制备单环和多环芳烃的方法技术_技高网

一种木质素催化加氢解聚制备单环和多环芳烃的方法技术

技术编号:44740295 阅读:1 留言:0更新日期:2025-03-21 18:07
本发明专利技术涉及一种木质素催化加氢解聚制备单环和多环芳烃的方法。该方法包括将木质素和含Mo、Pd、Ru、Pt、CuZnAl、Raney Ni为活性组分的催化剂加入高压反应釜中,再加入高压氢气,在无溶剂、搅拌条件下,加热到给定温度进行木质素催化加氢解聚反应,反应结束后,对反应釜中产物进行分离得到单环芳烃和多环芳烃。本方法以可再生的木质素为原料,具有可持续性;所选用的催化剂催化效果好,木质素转化率达100%、油产率达62wt%,油中单环芳烃和多环芳烃总产率可达57wt%。与其它木质素转化方法相比,本方法不仅可以产生单环芳烃,还产生了大量多环芳烃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备单环和多环芳烃的方法,具体而言,涉及一种在无溶剂条件下木质素催化加氢解聚制备单环和多环芳烃的方法


技术介绍

0、技术背景

1、近年来,随着煤和石油等化石燃料的大量使用,能源和环境问题逐渐加剧。为缓解人类日益增长的能源和物质需求与能源短缺和环境保护的矛盾,寻找和利用一种含量丰富的可再生资源十分重要。木质素作为第二大生物质可再生资源,自然界每年产生约195~455亿吨木质素,其中约5000万吨来自造纸废料。由于木质素资源丰富且含有芳烃结构日益受到关注。

2、作为重要的有机化工原料,单环芳烃(mahs)和多环芳烃(pahs)从可再生原料中制备具有重要意义。已有大量文献表明木质素含有大量的单环芳烃结构和多环芳烃结构。wang等(wang y,hou y,wu w,li h,ren s,li j.polycyclic aromatics observed inenzymatic lignin by spectral characterization and ruthenium ion-catalyzedoxidation.journal of agricultural and food chemistry,2021,69:12148–12155.)通过光谱分析和钌离子催化氧化发现了酶解木质素中存在多环芳香结构。他们(wang y,houy,li h,wu w,ren s,li j.new insights into the coalification of lignite fromlignin:a comparison of their chemical structures.fuel,2022,326:125017.)还发现木质素和褐煤(含有单环和多环芳香结构)在结构上相似。接着,他们(wang y,hou y,li h,wu w,ren s,li j.anew structural model of enzymatic lignin with multiringaromatic clusters.acs omega,2022;7:18861–18869.)基于苯羧酸(bcas)的收率、13c nmr表征等,构建了一个具有1环、2环和3环芳香结构组成的木质素结构模型。wei等(wei j,sunj,hou y,et al.hydroliquefaction of lignin:can it generate recycle solvents byitself?fuel,2024,366:131412.)通过直接液化的方法完全液化木质素,并获得了28.5wt%的多环芳烃。虽然以上报道表明在木质素中存在单环和多环芳香结构,但它们仍不能直接从木质素中获得高产率的单环和多环芳烃。目前,已有一些木质素制备单环芳烃的专利报道。例如,中国专利(申请号201710052842.5)公开了一种用电催化技术氢化解聚玉米秸秆木质素制备芳烃化合物的方法,该方法通过在氢氧化钠溶液中电催化氧化降解木质素的降解中间体,即利用pb/pbo2电极和ni电极组成电解反应池以及木质素碱溶液作为电解质溶液,电解碱水在阳极(pb/pbo2)表面产生的活性物种(氢氧自由基或过氧负离子自由基)氧化断裂木质素中部分化学键,使木质素分子量有效降低,解聚出的化合物中间体被电解碱水在阴极(ni电极)表面产生的吸附氢原子氢化还原,最终得到甲苯、邻二甲苯、间二甲苯等单环芳烃产物。中国专利(申请号201711304244.9)公开了一种高选择催化转移氢化木质素衍生物制芳烃的方法,该方法以木质素结构中最丰富的芳香醚类化合物为原料催化脱氧将其转化为不饱和的芳香烃液体燃料,原料转化率、饱和烷烃选择性可达到94%以上。中国专利(申请号202310587335.7)公开了一种木质素解聚制芳香化合物耦合发电的方法,该方法以三元低共熔溶剂和木质素作阳极、以五价钒盐和酸作阴极在温和的反应条件下进行电化学反应,在产生清洁电能同时降解木质素为芳香化合物。中国专利(申请号202410280387.4)公开了一种木质素催化加氢直接液化制油的方法,该方法以mos2、moo3、mo2c或fes2作催化剂、氢气作还原剂、使用供氢溶剂对木质素进行加氢液化制油,具有木质素转化率高、油收率高的特点,含有的单环芳烃和多环芳烃的油可进一步作为木质素基循环溶剂用于木质素直接加氢液化。该专利使用溶剂进行木质素加氢液化,在后处理液化油时存在溶剂的回收和能耗增加的问题。相比于使用溶剂,在无溶剂条件下催化木质素加氢解聚得到的液化油可以通过简单蒸馏的方法将产物分离。总之,以上论文或专利要么不能获得的高产率的单环和多环芳烃,要么使用溶剂。基于此,本专利开发一种无溶剂木质素催化加氢液化转化的方法,该方法能够直接从木质素中产生大量单环芳烃和多环芳烃。


技术实现思路

1、本专利技术提出一种在无溶剂条件下实现木质素直接加氢解聚转化的方法,该方法直接以木质素为原料,氢气为还原剂,mos2、5%pd负载的pd/c、5%ru负载的ru/c、5%pt负载的pt/c、cuznal(10:1:9)、raney ni、raney ni+hβ25(10:1)、raney ni+hβ40(10:1)、raneyni+hβ100(10:1)、raney ni+hy40(10:1)、raney ni+hzsm-5(10:1)、raney ni+zsm-35(10:1)为催化剂,通过控制催化剂/木质素原料的质量比、反应温度、初始氢气压力和反应时间等条件催化木质素直接加氢解聚制备单环和多环芳烃。该方法是一种廉价、绿色、高效、可再生的木质素直接加氢解聚转化的生产方法。

2、为实现以上目的,本专利技术采用以下具体技术方案:

3、一种无溶剂木质素催化加氢解聚制备单环和多环芳烃的方法,该方法包括的具体步骤如下:

4、s1:将木质素原料和催化剂加入高压反应釜中,密封反应釜;

5、s2:去除步骤s1反应釜中空气,然后充入h2,在给定温度下搅拌进行反应,达到时间后,快速冷却反应釜结束反应;

6、s3:取出步骤s2反应釜中产物,使用二氯甲烷处理固液混合物,得到油(二氯甲烷可溶部分)、沥青烯和前沥青烯(二氯甲烷不溶四氢呋喃可溶的部分)和残渣(四氢呋喃不溶部分,包括催化剂)。

7、上述方法步骤s1中,所述的催化剂选自mos2、5%pd负载的pd/c、5%ru负载的ru/c、5%pt负载的pt/c、cuznal(10:1:9)、raney ni、raney ni+hβ25(10:1)、raney ni+hβ40(10:1)、raney ni+hβ100(10:1)、raney ni+hy40(10:1)、raney ni+hzsm-5(10:1)、raney ni+zsm-35(10:1)。

8、上述方法步骤s1中,所述的催化剂与木质素原料的质量比为0.25~1。

9、上述方法步骤s2中,所述的充入氢气压力为1mpa~10mpa。

10、上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种木质素催化加氢解聚制备单环和多环芳烃的方法,该方法包括的具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中催化剂与木质素原料的质量比为0.25~1。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S2中充入氢气压力为1MPa~10MPa。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S2中反应温度为250℃~450℃。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S2中反应时间为1min~360min。

【技术特征摘要】

1.一种木质素催化加氢解聚制备单环和多环芳烃的方法,该方法包括的具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中催化剂与木质素原料的质量比为0.25~1。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴卫泽魏剑戴亚森任树行
申请(专利权)人:北京化工大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1