植物材料制备糠醛并联产木质素和纤维乙醇的方法

摘要

本发明公开了一种以植物材料为原料制备糠醛并联产木质素和纤维乙醇的方法，包括以下步骤：（1）半纤维素水解制备戊糖；（2）戊糖液预热；（3）喷射升温；（4）脱水环化；（5）醛汽闪蒸释压；（6）蒸馏；（7）精馏：在真空下精馏，控制温度在98℃～120℃，得到主馏分糠醛；（8）步骤（1）中得到的糖渣，用碱液洗脱木质素，得到脱木质素渣和木质素溶液，中和木质素溶液，得到木质素，脱木质素渣通过纤维素酶酶解制备纤维素乙醇。本发明的方法，实现了植物材料的循环利用与综合利用，提高了原料的利用率，减少辅料消耗的同时减少了废弃物的排放，减轻了环保压力，是一种清洁型生产制备工艺。

主权项

一种以植物材料为原料制备糠醛的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)半纤维素水解制备戊糖：植物材料与酸水按质量比1:5～30的比例在戊糖水解罐中进行配料，升温至90℃～130℃并保温0.5～3小时，使半纤维水解，水解后进行渣液分离，得到糖渣和戊糖液，糖渣用于制备木质素和纤维素乙醇，戊糖液用于制备糠醛；所述酸水中酸的质量浓度为0.2％～6.0％；(2)戊糖液预热：将上述得到的戊糖液升温至98℃～110℃，称为预热液，备用，准备喷射升温；(3)喷射升温：上述预热液与饱和蒸汽或过热蒸汽混合，经高压喷射器喷射加热至150℃～190℃，得高温戊糖液，进入承压柱；(4)脱水环化：承压柱内的高温戊糖液在酸催化下脱水环化生成糠醛，承压柱内温度控制在155℃～185℃，承压时间0.1～1小时，压力小于1兆帕，得到醛汽；(5)醛汽闪蒸释压：上述得到的醛汽释压进入原液罐，或：作为步骤(6)蒸馏塔或步骤(1)戊糖水解罐或步骤(2)戊糖液升温的热源进行热交换，热交换后释压进入原液罐，醛汽释压后成为醛液，然后进入蒸馏塔；(6)蒸馏：在蒸馏塔内，控制塔顶温度为95℃～110℃，在此条件下，醛水形成共沸物，从塔顶馏出的醛水混合气体进入釜顶分醛冷凝器冷凝成醛液，废酸水从蒸馏塔底排出；醛液进入分醛罐静置分层，得上层液和下层液，下层液为毛醛，放入毛醛罐中，上层液回流到蒸馏塔中再进行分离，或用于中和木质素，或作为步骤(1)中的原料；(7)精馏：上述得到的毛醛在真空下精馏，控制温度在98℃～120℃，得到主馏分糠醛；(8)步骤(1)中得到的糖渣，用质量浓度为0.5％～5％，温度在80℃～120℃的碱液洗脱木质素，得到脱木质素渣和木质素溶液，然后木质素溶液用步骤(6)中的废酸水或/和步骤(6)中的上层液或/和步骤(7)中的乙酸中和，中和后在沉淀池内木质素自然沉淀，即得到木质素；脱木质素渣通过纤维素酶酶解制备纤维素乙醇。