本發(fā)明涉及農(nóng)作物秸稈利用，具體涉及一種以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法。

背景技術(shù)：

1、農(nóng)作物秸稈的全量化、資源化利用是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)之一。木質(zhì)素作為農(nóng)作物秸稈的主要成分之一，是由甲氧基化的苯基丙烷類結(jié)構(gòu)單元通過碳碳鍵和醚鍵連接而成的三維高分子聚合物，它是僅有的具有芳香基結(jié)構(gòu)的可再生資源。伴隨著化石燃料的持續(xù)消耗，能源問題引起了世界各國的高度重視，具有可再生能力木質(zhì)素的資源化利用已經(jīng)成為了全球科研工作者的關(guān)注焦點。

2、醋酸是一種重要的大宗化工產(chǎn)品，其下游產(chǎn)品眾多。以醋酸為原料可以合成醋酐、醋酸酯、對苯二甲酸等。同時，醋酸還被廣泛用作化工生產(chǎn)的溶劑，如青霉素g鈉、磺胺甲基異嗯唑、環(huán)丙沙星等合成過程中均需使用醋酸。醋酸工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，全球目前已形成了乙醛氧化法、輕烴氧化法以及甲醇羰基化法等多種工業(yè)化技術(shù)，其中甲醇羰基化法已占據(jù)全球醋酸市場的80％以上。目前，我國醋酸產(chǎn)能超過1000萬噸，生產(chǎn)成本受到國際能源危機的持續(xù)影響，如何通過技術(shù)升級不斷降低醋酸生產(chǎn)成本，對于促進醋酸工業(yè)的發(fā)展以及提高相關(guān)企業(yè)市場競爭力具有重大意義。

3、公布號為cn116159488a的中國專利申請文獻，公開了一種甲醇低壓羰基化制備醋酸的系統(tǒng)及方法，該包括沿物料流動方向依次連接的反應釜、閃蒸器、催化劑回收器、脫輕塔、雙效熱耦合脫重塔，以及設于脫輕塔塔頂返料口與反應釜進料口之間的原料及返回料脫金屬離子罐。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該專利通過在反應釜前增設內(nèi)置離子交換樹脂的脫金屬離子罐，實現(xiàn)從源頭脫除雜質(zhì)金屬離子，使得反應液中非催化劑金屬離子的富集變慢，減少了催化劑的損失；通過熱耦合脫重塔的設置，實現(xiàn)雙效精餾，有效降低能耗。但該專利以甲醇為原料，不僅成本高、反應條件苛刻，且無法實現(xiàn)農(nóng)作物秸稈的資源化利用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何如何實現(xiàn)農(nóng)作物秸稈資源化利用與醋酸高效合成工藝的耦合，利用農(nóng)作物秸稈來制取醋酸的問題。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的：

3、一種以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，包括以下步驟：

4、將農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素、主催化劑和助催化劑置于高壓反應釜中，再向高壓反應釜中加入反應溶劑和水，通入co，攪拌，反應得到醋酸；合成的反應式如下：

5、

6、所述主催化劑為銥基或者銠基金屬配合物；所述助催化劑為氫碘酸。

7、說明：反應溶劑不參與反應，只是提供一個反應環(huán)境。

8、有益效果：本發(fā)明提出一種新的制備醋酸的方法，以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料，通過添加特殊配比的主催化劑、助催化劑，通過羰基化直接制備醋酸，農(nóng)作物秸稈資源豐富，故制備成本低，環(huán)境友好，收率高，具有廣闊的應用前景。

9、優(yōu)選的，所述主催化劑為氯化銥、氯化銠、雙(1,5-環(huán)辛二烯)氯化銥二聚體、雙(1,5-環(huán)辛二烯)氯化銠二聚體中的一種或多種。

10、優(yōu)選的，所述主催化劑添加量為每克農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素添加20-100mg。

11、優(yōu)選的，所述助催化劑添加量為每克農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素添加0.2-0.5ml。

12、優(yōu)選的，所述反應溶劑為甲苯、苯、1,4-二氧六環(huán)、dmf、dmso中的一種或多種。

13、優(yōu)選的，所述攪拌的速度為500-1000rpm。

14、優(yōu)選的，所述反應條件為溫度110-200℃，時間12-24h。

15、優(yōu)選的，所述反應條件為溫度150℃，時間20h。

16、優(yōu)選的，所述通入co的壓力為1-2.5mpa。

17、優(yōu)選的，所述農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素從小麥、玉米秸稈中提取。

18、本發(fā)明的優(yōu)點在于：

19、1、本發(fā)明提出一種新的制備醋酸的方法，以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料，以銥基金屬或者銠基金屬為主催化劑，氫碘酸作為助催化劑，能夠高效斷裂木質(zhì)素中的甲氧基，可通過羰基化反應直接制備醋酸，制備成本低，環(huán)境友好，收率高，具有廣闊的應用前景。

20、2、以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素作為甲基來源，避免使用甲醇等化學品原料，還可以有效利用農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素資源，對環(huán)境更加友好。

21、3、本發(fā)明通過對反應過程中各個參數(shù)的精確控制，使得主催化劑、助催化劑的催化活性達到最佳，醋酸的收率最大值達到95％。

技術(shù)特征：

1.一種以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，所述主催化劑為氯化銥、氯化銠、雙(1,5-環(huán)辛二烯)氯化銥二聚體、雙(1,5-環(huán)辛二烯)氯化銠二聚體中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，所述主催化劑添加量為每克農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素添加20-100mg。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，所述助催化劑添加量為每克農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素添加0.2-0.5ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，所述反應溶劑為甲苯、苯、1,4-二氧六環(huán)、dmf、dmso中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，所述反應條件為溫度110-200℃，時間12-24h。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，所述反應條件為溫度150℃，時間20h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，所述通入co的壓力為1-2.5mpa。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，所述攪拌的速度為500-1000rpm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，其特征在于，所述農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素從小麥、玉米秸稈中提取。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素為原料制備醋酸的方法，屬于農(nóng)作物秸稈利用技術(shù)領域。方法包括以下步驟：在反應溶劑中，以農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素作為為原料，以銠基金屬或銥基金屬為主催化劑，氫碘酸為助催化劑，通入一定壓力的CO，在一定的反應溫度下制備醋酸。有益效果：本發(fā)明以銠基金屬或銥基金屬為主催化劑，氫碘酸作為助催化劑，農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素作為原料，能夠在一定的反應溫度下高效催化制備醋酸，反應原子經(jīng)濟性高，還有效的利用了農(nóng)作物秸稈木質(zhì)素資源，具有廣闊的應用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：張德謹,孫淑,劉程成,郭攀,王紅艷,卓馨
受保護的技術(shù)使用者：宿州學院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10