乙二醇、1,2-丙二醇等低碳二元醇作為重要的化工原料,在聚酯樹脂、涂料、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,其工業(yè)生產(chǎn)主要基于石油路線。隨著化石能源過度消耗,原油價格逐漸攀升,以資源豐富、價格低廉的可再生生物質(zhì)代替化石能源生產(chǎn)低碳二元醇受到了廣泛關(guān)注。目前,雖然葡萄糖、山梨醇等糖醇催化氫解制備低碳二元醇能夠獲得較高收率,但由于成本問題,尚未達到工業(yè)化,本課題將生物工程與催化反應(yīng)工程相結(jié)合,以更廉價的秸稈水解液為原料催化氫解制備低碳二元醇,以期進一步降低生產(chǎn)成本,早日實現(xiàn)生物質(zhì)制備低碳二元醇的工業(yè)應(yīng)用。本文采用Ru/AC催化主要成分為葡萄糖、木糖的秸稈水解液兩步氫解,建立了葡萄糖、木糖氫解產(chǎn)物的分析方法,探究了水解液中各雜質(zhì)對葡萄糖、木糖加氫的影響,并通過表征對雜質(zhì)造成催化劑失活的原因進行分析,最后進行了水解液中雜質(zhì)去除研究。主要研究結(jié)果如下:1.水解液中存在抑制葡萄糖、木糖加氫的雜質(zhì),通過將其添加到葡萄糖、木糖混合液中進行加氫實驗,發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素、纖維素酶對加氫的抑制作用很大;5-HMF、芳香類雜質(zhì)分別在含量較高時（添加量>0.6wt%）表現(xiàn)出較強的抑制作用,含量較低時無影響;糠醛、無機鹽即使... 

【文章來源】：華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．４木質(zhì)纖維素的預(yù)處理??

使部分木糖和葡萄糖進一步降解為糠醛、５－羥甲基糠醛（５－ＨＭＦ）等，二者進一步降解??則可生成甲酸、乙酰丙酸等；同理，木質(zhì)素也會被部分降解為香草醛、香草酸、羥基苯??甲酸等芳香類化合物，如圖２．５所示［６７］。因此，經(jīng)過預(yù)處理的工序后木質(zhì)纖維素漿液中??主要含有結(jié)構(gòu)遭到初步破壞的固體纖維素、木質(zhì)素和溶于液體中的木糖（主要物質(zhì)）和??少量的葡萄糖、糠醛、５－ＨＭＦ、甲酸以及芳香類化合物等。??１?Ｆｕｒａｎｓ??＾?Ｖ＂??１?Ｊ，?ｌ＾ｒｒｒａｃ?ａｃ．ｄ??ｍｕ?？?獻糖?Ｍ纖Ｄｓｅ?Ｒｔｗ咖咖??．圓、——－??ｈ＇ｊＸ－＾０？Ｆ？ｉｒｔ？ｒａｌ?＾??Ｘｙｌｏｓｅ＇?ＡｍｂｉｎｏＷ??ｈ，Ｃ—＾??＾ｎ．ｎ?Ｔ＂＂＂＾?—二??料園???Ｅ＼（ｍｃ（ｉｖ？ｉ＞?Ｐｈｔｉｗｌｋｓ?????…爹?Ｗｏｏｄ?ｒｅｓｉｎ??圖２．５木質(zhì)纖維素預(yù)處理產(chǎn)物及產(chǎn)生的副產(chǎn)物１６７１??Ｆｉｇ．?２．５?Ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ?ａｎｄ?ｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓ?ｏｆ?ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅｓ?１６７１??２３．２．２脫毒??為了使纖維素與纖維素酶充分接觸，達到盡可能高的纖維素酶利用率，對木質(zhì)纖維??素原料進行預(yù)處理是先決步驟，但在預(yù)處理過程中生成的副產(chǎn)物如糠醛、５－ＨＭＦ等呋喃??類衍生物，甲酸、乙酰丙酸等有機弱酸和香草醛、香草酸、羥基苯甲酸等芳香類化合物??等，不僅會抑制纖維素酶活性，降低酶解糖化效率［６８］，還會影響發(fā)酵過程中微生物的代??謝［６９］，因此，為確保預(yù)處理后的木質(zhì)纖維素能進行正常的酶水解糖化過程和后續(xù)的發(fā)酵、??化學轉(zhuǎn)化等過程

３．３葡萄糖氫解反應(yīng)工藝??３．３．１反應(yīng)儀器及操作??氫解反應(yīng)在高壓撹拌反應(yīng)釜（Ｐａｒｒ?４５９０）中進行，工藝流程如圖３．２所示。具體操??作步驟如下：第一段加氫反應(yīng)：向高壓釜內(nèi)加入一定質(zhì)量濃度的反應(yīng)液４０?ｇ，并加入０．２５??ｇ催化劑，攪拌均勻后，安裝并密封好高壓釜；向反應(yīng)釜中充入一定壓力的Ｎ２檢查氣密??性，確定不漏氣后依次使用Ｎ２和Ｈ２在２?ＭＰａ壓力下各吹掃２次，以置換釜內(nèi)空氣，吹??掃過程中調(diào)節(jié)高壓釜的攪拌槳轉(zhuǎn)速為２００?ｒｐｍ；吹掃完畢后關(guān)閉出氣閥，向釜內(nèi)充入Ｈ２??至４?ＭＰａ并升溫至１２０?°Ｃ，同時調(diào)節(jié)高壓爸攪拌槳轉(zhuǎn)速至５００?ｒｐｍ，達到設(shè)定溫度后向??高壓釜內(nèi)補充壓力至６?ＭＰａ并開始計時，反應(yīng)３?ｈ。反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，打開排氣??閥泄壓，氣體排完后，將高壓釜拆卸下來，�。担绺獌�(nèi)溶液離心過濾以濾去催化劑，濾??液過０．２２?ｐｍ微孔濾膜后進行高效液相色譜分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]秸稈高值化綜合利用研究現(xiàn)狀[J]. 陳雪芳,郭海軍,熊蓮,張海榮,黃超,陳新德.  新能源進展. 2018(05)
[2]應(yīng)用熱輔助甲基化—熱裂解氣相色譜技術(shù)（THM-Py-GC/MS）對壁畫中蛋白質(zhì)類膠結(jié)材料的分析鑒定[J]. 肖博,魏書亞,宋燕.  中國文物科學研究. 2018(01)
[3]馬尾松木質(zhì)素快速熱解及產(chǎn)物分析[J]. 郭忠,蔣新元,廖媛媛,張敏,黃一磊.  中南林業(yè)科技大學學報. 2017(06)
[4]酶解木質(zhì)素堿提純對酚醛泡沫制備的影響[J]. 劉翠云,賈紅玉,夏悅,王冠華,司傳領(lǐng).  天津造紙. 2016(04)
[5]纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)進展[J]. 林鑫,武國慶.  當代化工. 2015(08)
[6]生物質(zhì)能作為新能源的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 楊艷華,湯慶飛,張立,鄭仕鴻.  重慶科技學院學報(自然科學版). 2015(01)
[7]國內(nèi)乙二醇生產(chǎn)工藝技術(shù)情況與市場分析[J]. 豐存禮.  化工進展. 2013(05)
[8]葡萄糖加氫制山梨醇催化劑的研究進展[J]. 李俊濤,周艷,張紅軍,李保軍.  河南化工. 2008(10)
[9]生物質(zhì)能利用技術(shù)比較與分析[J]. 孫利源.  能源研究與信息. 2004(02)

博士論文
[1]功能化離子液體催化生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化研究[D]. 蔡鎮(zhèn)平.華南理工大學 2016
[2]生物質(zhì)快速熱解制備化學品研究[D]. 鄭燕.中國科學技術(shù)大學 2016

碩士論文
[1]Ni-W2C/AC催化葡萄糖氫解制備低碳二元醇過程分析及產(chǎn)物調(diào)控[D]. 喬鴻昌.華東理工大學 2016
[2]催化轉(zhuǎn)化纖維素、半纖維素及其衍生物制備液態(tài)烷烴的研究[D]. 吳昊.中國科學技術(shù)大學 2016
[3]Ni-W2C催化葡萄糖氫解制備低碳二元醇反應(yīng)機理研究[D]. 袁兆平.華東理工大學 2014
[4]釕催化山梨醇氫解制備低碳二元醇的研究[D]. 劉國才.華東理工大學 2012
[5]山梨醇氫解制備C4～C6多元醇CuO-ZnO催化劑的研究[D]. 李仲良.浙江工業(yè)大學 2006



本文編號：3548205