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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810965323.2 (22)申请日 2018.08.23 (71)申请人 天津科技大学 地址 300457 天津市滨海新区第十三大街9 号 (72)发明人 李晓云司传领徐蕊杨佳鑫 刘慰邱钰梁敏姚丽菲 (51)Int.Cl. C07D 307/48(2006.01) C07D 307/33(2006.01) B01J 29/85(2006.01) (54)发明名称 一种SAPO-34催化木聚糖制备糠醛及溶剂回 收的方法 (57)摘要 本发明属于生物质化工领域， 特别涉及一。
2、种 SAPO-34催化木聚糖制备糠醛及溶剂回收的方 法。 该方法主要包括以下步骤： 木聚糖与SAPO-34 按一定比例加入反应釜中， 再加入-戊内酯/水 溶液， 在150230温度范围内， 反应0.510h， 然后将反应后混合物进行过滤分离， 液体部分通 过减压蒸馏的方法， 得到目标产物糠醛。 加入 MgCl2萃取蒸馏后的剩余液部分， 回收溶剂-戊 内酯。 采用-戊内酯为反应介质， 能够改变木聚 糖转化为糠醛反应过程中的活化能， 利于糠醛的 生成， 提高糠醛得率， 该方法采用SAPO-34为催化 剂， 具有性质稳定、 催化水解和脱水反应性能高 和可再生的优点， 具有良好的工业化应用前景。 权利。
3、要求书1页 说明书2页 CN 109020931 A 2018.12.18 CN 109020931 A 1.一种SAPO-34催化木聚糖制备糠醛及溶剂回收的方法， 其特征是包括如下特征步骤： (1)木聚糖与SAPO-34按照质量比为1 1010 1加入反应釜中； (2)向反应釜加入木聚糖质量5100倍的-戊内酯/水溶液， 用高纯氮气吹扫反应釜4 6次后， 调节反应釜内压力到58MPa， 在150230并搅拌下， 反应0.510h； (3)反应结束后将反应釜内的混合物冷却到5560， 然后进行固液分离， 液体部分在 0.1MPa下95120范围内进行减压蒸馏， 得到糠醛； (4)蒸馏后的剩余液。
4、部分加入MgCl2， 超声震荡2h， 然后在6000rpm条件下离心15min， 采 用一次性塑料滴管去除混合液中的水， 即得到回收溶剂-戊内酯。 2.根据权利要求1所述的SAPO-34催化木聚糖制备糠醛及溶剂回收的方法， 其特征在 于， 所述的SAPO-34分子筛采用水热法合成。 3.根据权利要求1所述的SAPO-34催化木聚糖制备糠醛及溶剂回收的方法， 其特征在 于， 所述的反应溶剂为-戊内酯/水溶液， -戊内酯与水的体积比为1 2020 1。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109020931 A 2 一种SAPO-34催化木聚糖制备糠醛及溶剂回收的方法 技术领域 0001 本发明属于。
5、生物质化工领域， 特别涉及一种SAPO-34催化木聚糖制备糠醛及溶剂 回收的方法， 该方法采用SAPO-34为催化剂， -戊内酯为反应溶剂， 在较温和的反应条件下 得到较高的糠醛得率， 此反应体系具有高效绿色的特点。 背景技术 0002 糠醛是一种由木质纤维素生物质为原料制备的平台化合物。 制备的反应路径为木 质纤维素生物质中的半纤维组分， 在催化剂作用下经过水解生成戊糖(木糖阿拉伯糖)， 木 糖发生异构化反应， 而后木糖脱去三分子水生成糠醛。 0003 在工业上糠醛的应用十分广泛， 以糠醛和糠醛衍生物为原料通过糠醇缩合反应合 成烷烃。 糠醛通过加氢反应合成糠醇， 糠醇即能够用作溶剂又能应用于。
6、树脂的制备。 2-甲基 四氢呋喃是通过糠醛和羟基糠醛反应制备获得。 2-甲基四氢呋喃能量密度大约是乙醇的两 倍， 热值比乙醇高。 因此， 2-甲基四氢呋喃是一种生物燃料， 是四氢呋喃的替代品。 0004 -戊内酯(GVL)应用在生物质转化为平台化合物的反应过程中， 是理想的可持续 的石油衍生溶剂的替代品。 GVL具有以下优势： (1)GVL常温下呈液态， GVL具有较低的熔点， 为-31， 较高的沸点， 为207， 闪点较高， 为96； (2)常温下在有水或者氧气存在的条件 下， GVL具有较高的稳定性。 (3)相对于水为反应介质， GVL提高了木糖的脱水反应速率， 降低 了糠醛的降解速率， 。
7、GVL使半纤维素转化过程中的反应活化能发生改变， 促使反应向利于糠 醛的生成的方向发生； (4)由于GVL的沸点远高于糠醛的沸点， 可以在高温(137)下通过旋 转蒸发的方法分离糠醛和GVL， 减少了糠醛的损失。 0005 目前国内的糠醛生产工艺， 采用 “一步法” ， 以玉米芯为原料的糠醛得率大约为 45， 每制备1吨糠醛耗费约20吨的蒸汽、 形成约24吨的含大量无机酸的高污染废水。 此外， 木质纤维素原料中的纤维素和木质素利用率低， 制备过程中产生的废渣、 废水、 废气引起严 重的环境污染。 因此， 为解决这些问题， 需要开发一种绿色高效的糠醛制备方法。 发明内容 0006 本发明的目的是。
8、克服现有糠醛生产工艺的不足， 开发一种绿色高效的转化木聚糖 为糠醛的反应系统。 0007 本发明技术方案概述如下： 0008 (1)木聚糖与SAPO-34按照质量比为1 1010 1加入反应釜中； 0009 (2)向反应釜加入木聚糖质量5100倍的-戊内酯/水溶液， 用高纯氮气吹扫反 应釜46次后， 调节反应釜内压力到58MPa， 在150230并搅拌下， 反应0.510h； 0010 (3)反应结束后将反应釜内的混合物冷却到5560， 然后进行固液分离， 液体部 分在0.1MPa下95120范围内进行减压蒸馏， 得到糠醛； 0011 (4)蒸馏后的剩余液部分加入MgCl2， 超声震荡2h， 。
9、然后在6000rpm条件下离心 15min， 采用一次性塑料滴管去除混合液中的水， 即得到回收溶剂-戊内酯。 说明书 1/2 页 3 CN 109020931 A 3 0012 上述糠醛制备步骤中所用的催化剂SAPO-34采用水热法合成。 0013 上述糠醛制备步骤中所用的反应溶剂为-戊内酯/水溶液， -戊内酯与水的体 积比为1 2020 1。 0014 本发明的显著优点是： 0015 采用此方法生产糠醛， 反应条件温和、 糠醛的得率高。 催化剂SAPO-34能够再生和 循环使用， 溶剂-戊内酯是一种绿色溶剂， 并且能够回收， 大幅降低糠醛生产过程中产生 的废水， 具有较好的应用前景。 具体实。
10、施方式 0016 下面将以具体的实施例来对本发明作进一步详细的描述， 但本发明的保护范围不 局限于这些具体实例。 0017 实施例1： 0018 (1)木聚糖与SAPO-34按照质量比为1 5加入反应釜中； 0019 (2)向反应釜加入木聚糖质量10倍的-戊内酯/水溶液， 用高纯氮气吹扫反应釜5 次后， 调节反应釜内压力到6MPa， 在160并搅拌下， 反应1h； 0020 (3)反应结束后将反应釜内的混合物冷却到56， 然后进行固液分离， 液体部分在 0.1MPa和100条件下进行减压蒸馏， 得到糠醛； 0021 (4)蒸馏后的剩余液部分加入MgCl2， 超声震荡2h， 然后在6000rpm。
11、条件下离心 15min， 采用一次性塑料滴管去除混合液中的水， 即得到回收溶剂-戊内酯。 0022 实施例2： 0023 (1)木聚糖与SAPO-34按照质量比为1 1加入反应釜中； 0024 (2)向反应釜加入木聚糖质量20倍的-戊内酯/水溶液， 用高纯氮气吹扫反应釜5 次后， 调节反应釜内压力到6MPa， 在180并搅拌下， 反应2h； 0025 (3)反应结束后将反应釜内的混合物冷却到58， 然后进行固液分离， 液体部分在 0.1MPa和115条件下进行减压蒸馏， 得到糠醛； 0026 (4)蒸馏后的剩余液部分加入MgCl2， 超声震荡2h， 然后在6000rpm条件下离心 15min，。
12、 采用一次性塑料滴管去除混合液中的水， 即得到回收溶剂-戊内酯。 0027 实施例3： 0028 (1)木聚糖与SAPO-34按照质量比为5 1加入反应釜中； 0029 (2)向反应釜加入木聚糖质量30倍的-戊内酯/水溶液， 用高纯氮气吹扫反应釜5 次后， 调节反应釜内压力到6MPa， 在200并搅拌下， 反应5h； 0030 (3)反应结束后将反应釜内的混合物冷却到59， 然后进行固液分离， 液体部分在 0.1MPa及118条件进行减压蒸馏， 得到糠醛； 0031 (4)蒸馏后的剩余液部分加入MgCl2， 超声震荡2h， 然后在6000rpm条件下离心 15min， 采用一次性塑料滴管去除混合液中的水， 即得到回收溶剂-戊内酯。 说明书 2/2 页 4 CN 109020931 A 4 。