專利名稱：一種生物質(zhì)原料的綜合利用工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種生物質(zhì)原料的綜合利用方法，具體地說是ー種利用生物質(zhì)原料制備紙漿、回收木質(zhì)素并聯(lián)產(chǎn)糠醛和生物碳的方法。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)原料以植物體的形式存在，主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其中，纖維素占40%左右，半纖維素占25%左右，木質(zhì)素占20%左右，地球上每年由光合作用生成的生物質(zhì)原料總量超過2000億噸，因此生物質(zhì)原料是地球上最豐富、最廉價(jià)的可再生資源。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分。全世界用于紡織造紙的纖維素，每年達(dá)800萬噸。纖維素是構(gòu)成紙漿的主要成分，另外還有不同程度的半纖維素、木素、樹脂、色素、果膠和灰分等物質(zhì)。其中纖維素和半纖維素是紙漿需要的基本成分，而其它成分均屬除掉之列。在自然界中，木質(zhì)素的儲(chǔ)量?jī)H次于纖維素，而且每年都以500億噸的速度再生。木質(zhì)素是一種很有價(jià)值的化工原料，高純度的無硫木素可用做酚類樹脂、聚氨酯泡沫、環(huán)氧樹脂等聚合物添加劑以及土壌改良劑、農(nóng)藥緩釋劑等，木素應(yīng)用在這些方面可使其附加值遠(yuǎn)高于作為燃料燃燒后回收熱量的附加值。制漿造紙エ業(yè)每年要從植物中分離出大約1. 4億噸纖維素，同時(shí)得到5000萬噸左右的木質(zhì)素副產(chǎn)品，但迄今為止,超過95%的木質(zhì)素仍以“黑液”直接排入江河或濃縮后燒掉，很少得到有效利用。中國(guó)專利CN101864683A公開了ー種木質(zhì)纖維原料的預(yù)處理方法，該專利將木質(zhì)素原料與有機(jī)酸溶液和催化劑的混合液混合后，進(jìn)行第一步處理，得到液固混合物并進(jìn)行固液分離，得到預(yù)處理液和纖維素固體；采用有機(jī)酸溶液洗滌得到纖維素固體；得到的預(yù)處理黑液與得到的洗滌黑液混合后循環(huán)用于第一歩處理過程；然后將循環(huán)使用至少3次的混合黑液進(jìn)行有機(jī)酸、木素產(chǎn)品和糖漿溶液回收。將收集的黑液進(jìn)行閃蒸或蒸發(fā)，得到有機(jī)酸和濃縮黑液，向黑液中添加2-10倍體積的水得到木素產(chǎn)品和糖漿溶液，而回收的有機(jī)酸則回流用于第一步處理，從而實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維原料的高值化利用。但該專利也存在以下缺點(diǎn)1、從說明書中的描述可以看出，該エ藝是采用有機(jī)酸與以硫酸為代表的催化劑混合進(jìn)行第一歩催化，反應(yīng)過程中需要添加硫酸進(jìn)行催化，不可避免的使后續(xù)得到的木質(zhì)素中含硫；2、該エ藝采用有機(jī)酸和以硫酸為代表的催化劑共同蒸煮生物質(zhì)，在蒸餾有機(jī)酸步驟中，若有機(jī)酸蒸餾不完全，則木質(zhì)素?zé)o法完全析出，若將有機(jī)酸完全蒸餾出后，則加入其中的硫酸濃度上升，會(huì)使得其中的木質(zhì)素炭化，影響木質(zhì)素的提取率；3、雖然整個(gè)エ藝中提取和洗滌纖維素均使用相同的有機(jī)酸，且將收集的預(yù)處理液和洗滌液直接用于循環(huán)至第一歩的反應(yīng)釜中，但整個(gè)混合液內(nèi)也大量積聚了溶解其中的木質(zhì)素和糖溶液，鑒于有機(jī)酸萃取的飽和度限制，其混合黑液提取木質(zhì)素的有效程度會(huì)大幅降低，因此，該步驟雖然是循環(huán)反應(yīng)，但對(duì)于整體的提取效率作用并不大；4、收集的預(yù)處理液和洗滌液中由于溶解有大量半纖維素蒸煮生成的戊糖，而戊糖隨著混合液多次循環(huán)過程中會(huì)不斷的與有機(jī)酸相接觸，發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯類，該專利是以生物質(zhì)原料的綜合利用為目的，因此對(duì)于整條エ藝是否可以單獨(dú)得到戊糖并不在意，但對(duì)于以分離得到戊糖為目的的エ藝而言，該エ藝并不適用；5、混合得到的黑液需要循環(huán)3次以上再進(jìn)行蒸發(fā)處理以分離出有機(jī)酸，并稀釋得到的濃縮液使得木質(zhì)素析出，會(huì)使得一次性處理的黑液和濃縮液的數(shù)量極大，不僅影響處理效率而且也難以實(shí)現(xiàn)エ藝的連續(xù)性；6、從說明書中可以看出，該エ藝中纖維素的提取率僅為38-55%、木質(zhì)素提取率為6-16%，整個(gè)エ藝的提取率相對(duì)比較低。中國(guó)專利CN101514349A公開了ー種由竹材纖維制備燃料こ醇的方法。該專利也是以甲酸和こ酸的混合酸液蒸煮水解半纖維素，并直接向脫出的濾液中加水析出木質(zhì)素沉淀以此分離出木質(zhì)素加以利用。該專利雖然在一條エ藝線路中將纖維素、半纖維素和木質(zhì)素相分離，該エ藝的設(shè)計(jì)是以提取纖維素作為最終目的的，整條エ藝的設(shè)計(jì)并沒有考慮木質(zhì)素和戊糖的損失，其在分離木質(zhì)素ー步中加水提取沉淀的步驟中，會(huì)因?yàn)槿芤褐写罅亢屑姿岷亭乘岫沟媚举|(zhì)素難以全部脫出，即便大量加水也會(huì)因?yàn)榧姿岷亭乘崛芙馄渲卸鵁o法保證木質(zhì)素完全析出，造成木質(zhì)素?fù)p失，顯然，該エ藝僅重點(diǎn)考慮了最大限度提取纖維素的エ藝，對(duì)于聞效提取木質(zhì)素和木糖并沒有指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題在于提供一種通過合理的參數(shù)設(shè)置由生物質(zhì)原料制備高性能紙漿，并進(jìn)一歩回收黑液中的木質(zhì)素的工藝；本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題在于提供ー種利用紙·漿生產(chǎn)過程中的殘余糖溶液聯(lián)產(chǎn)糠醛和生物碳的エ藝。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，包括如下步驟( I)將生物質(zhì)原料粉碎后，在過氧化氫的催化作用下，使用由甲酸、こ酸形成的有機(jī)酸液對(duì)所述原料進(jìn)行蒸煮，控制蒸煮溫度80-110°C，固液質(zhì)量比為1:5-1 :12，反應(yīng)時(shí)間10-90min,并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第一次固液分離；所述有機(jī)酸液中，總酸濃為60-95%,所述こ酸與甲酸的質(zhì)量比為25 :1-1 :1，余量為水，過氧化氫占生物質(zhì)原料的1-8%;(2)收集所述第一次固液分離得到的固體，在過氧化氫的催化作用下，采用甲酸、こ酸形成的混合酸液對(duì)所述固體進(jìn)行酸洗，控制酸洗溫度20-100°C，固液質(zhì)量比為1:4-1 15，并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第二次固液分離；過氧化氫占生物質(zhì)原料的3-6% ;所述混合酸液中，總酸濃為50-70%,所述こ酸與甲酸的質(zhì)量比為9 :1-1 :1，余量為水；(3)收集所述第二次固液分離得到的固體，并進(jìn)行水洗，控制水洗溫度為25-90°C，漿濃為1_10%，并將得到的水洗漿進(jìn)行第三次固液分離；(4)收集所述第三次固液分離得到的固體并篩選得到細(xì)漿纖維素，所述細(xì)漿纖維素經(jīng)漂白得到所需的紙漿；(5)收集步驟第一次和第二次固液分離得到的液體，在50-100°C，100-300kpa下進(jìn)行蒸發(fā)，得到甲酸和こ酸蒸汽和濃縮液，所述濃縮液的固體含量為70-95wt% ；(6)將步驟(5)中所得的濃縮液加水稀釋，攪拌，并進(jìn)行第四次固液分離，所得到的固體經(jīng)水洗得到所需的木質(zhì)素；(7)所述第四次固液分離后，得到的液體為糖溶液，所述糖溶液進(jìn)行脫水碳化反應(yīng)后，反應(yīng)液進(jìn)行第五次固液分離，得到的固體為生物碳，收集第五次固液分離后的液體，并精餾得到成品糠醛。
上述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝中，所述脫水碳化反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為120-220°C，反應(yīng)時(shí)間30-240min，并添加酸式鹽類催化劑，酸式鹽類催化劑的用量為糖溶液的 0.01-lwt%o優(yōu)選地，所述脫水碳化反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為200-220°C，反應(yīng)時(shí)間90-180min，并添加的酸式鹽類催化劑，酸式鹽類催化劑的用量為糖溶液的0. 05-0. 5wt%。優(yōu)選地，所述酸式鹽類催化劑為硫酸氫鹽、碳酸氫鹽、磷酸氫鹽或磷酸ニ氫鹽。優(yōu)選地，所述漂白包括如下步驟堿處理，所述堿用量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的0. 5-3%，溫度為50-100°C，抽提時(shí)間0.5-3h，漿濃6-15% ;堿性過氧化氫漂白，堿性過氧化氫的質(zhì)量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的1_5%，pH值控制在10-12之間，溫度50-100°C，漂白時(shí)間3-5h，漿濃5-15%;和酸處理，所述酸的質(zhì)量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的1-4%，pH值控制在2-4之間，溫度 30-550C，時(shí)間 l_4h，漿濃 3-6%。優(yōu)選地，所述堿處理的步驟中，所述堿用量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的1_3%，溫度為50-800C，抽提時(shí)間0. 5-2h，漿濃6-10% ;所述堿性過氧化氫漂白的步驟中，堿性過氧化氫的質(zhì)量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的1_3%，溫度60-90°C，漿濃5-10% ;和所述酸處理的步驟中，溫度35-45°C，時(shí)間1. 5-3h。優(yōu)選地，所述濃縮液的固體含量為80_90wt%。優(yōu)選地,所述水的加入質(zhì)量是所述濃縮液質(zhì)量的3-6倍。優(yōu)選地，所述步驟(5)中還包括將蒸發(fā)得到的甲酸和こ酸蒸汽冷凝，并回流至步驟(I)的反應(yīng)釜中，用于步驟(I)的蒸煮的步驟。優(yōu)選地，所述步驟(3)中還包括將第三次固液分離得到的液體進(jìn)行水酸精餾，得到的甲酸和こ酸的混合酸液回流至步驟(I)的反應(yīng)釜中，用于步驟(I)的蒸煮的步驟，并將得到的水回用于步驟(3)作為水洗水。優(yōu)選地，所述步驟(I)中，固液質(zhì)量比為1:6_1 :10，反應(yīng)時(shí)間30-80min;所述有機(jī)酸液的總酸濃為70-85%，こ酸與甲酸的質(zhì)量比為19 :1-1 :1，加入過氧化氫的質(zhì)量占生物質(zhì)原料質(zhì)量的1_4%。優(yōu)選地，所述步驟(2)的酸洗溫度為30_90°C，固液質(zhì)量比為1:6_1 :10。優(yōu)選地，所述步驟(3)的水洗溫度為60_90°C，漿濃為4_6% ；所述步驟(3)的水洗過程為逆流水洗過程。所述生物質(zhì)原料為蘆葦、豆秸桿、小麥秸桿、稻草、玉米秸桿、瓜子殼、竹片、瓜子桿等木類或草類原料中的ー種或幾種。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明通過設(shè)計(jì)合理的エ藝參數(shù)，使得整個(gè)エ藝路線簡(jiǎn)單，且整個(gè)エ藝不僅適用于木類原料，還適用于草類原料，本エ藝路線的后續(xù)漂白エ藝簡(jiǎn)單，得到的紙漿濾水性能好。2、本發(fā)明的蒸煮過程在密閉的反應(yīng)容器中進(jìn)行，由于甲酸、こ酸和過氧化氫的部分蒸發(fā)，使得容器中具有一定的壓力，從而縮短了原料的蒸煮時(shí)間，減少了對(duì)纖維素的破壞。3、本發(fā)明所述エ藝第一歩蒸煮后以及酸洗滌后收集到的糖溶液直接進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)出甲酸和こ酸，一方面可用于原料的循環(huán)，同時(shí)也盡量減少糖溶液中的酸含量，避免發(fā)生酯化反應(yīng)，最大限度保留蒸煮得到糖溶液。
4、本發(fā)明所述的工藝選用甲酸、乙酸共同蒸煮生物質(zhì)原料，甲酸作為一種強(qiáng)有機(jī)酸，催作降解原料中的木質(zhì)素，由于單獨(dú)使用甲酸會(huì)破壞纖維素中的α-纖維素，所以加入適量的乙酸不僅保護(hù)了 α-纖維素不被破壞，而且利用甲酸和乙酸形成的有機(jī)溶劑溶解木質(zhì)素分子，還利用其酸性蒸煮其中的半纖維素，過氧化氫的加入可形成過氧酸液的環(huán)境，加劇了木質(zhì)素的降解和溶解，并防止纖維高聚物的水解斷裂。
5、本發(fā)明的蒸煮液中加入過氧化氫為催化劑，使得生物質(zhì)原料中淺層的木質(zhì)素和半纖維素與HO+離子反應(yīng)，不斷被溶解，而HO+對(duì)纖維素的影響不大，一段時(shí)間后，HO+離子消耗完全，H+離子的活性大大增加，使得半纖維素和易溶于酸的木質(zhì)素迅速脫除。從而提聞了木質(zhì)素的提取率。
6、第一次蒸煮后，甲酸、乙酸和過氧化氫對(duì)固體進(jìn)行酸洗，一方面對(duì)前續(xù)蒸煮過程進(jìn)行調(diào)整，另一方面將其內(nèi)部殘余的少量木質(zhì)素分解及溶出，進(jìn)一步除去木質(zhì)素。
7、在加入助劑析出木質(zhì)素之前蒸發(fā)出甲酸和乙酸，一方面蒸出的甲酸和乙酸可用于蒸煮步驟的循環(huán)反應(yīng)以節(jié)約原料，同時(shí)除去甲酸、乙酸濃度后，保證以最小劑量的助劑使得木質(zhì)素全部析出，節(jié)約能耗。
8、所述脫水碳化反應(yīng)的的停留時(shí)間較長(zhǎng)，保證糠醛的轉(zhuǎn)化率，本發(fā)明生產(chǎn)糠醛的過程中，脫水碳化反應(yīng)在制備糠醛的同時(shí)，還得到了副產(chǎn)物生物碳，不僅減少對(duì)環(huán)境污染， 還可以為糠醛企業(yè)創(chuàng)造更多的收益。
9、糠醛是熱敏性物質(zhì)，易發(fā)生聚合而沉積在設(shè)備上，久而久之不但影響設(shè)備的效率，還影響糠醛的產(chǎn)率，本發(fā)明的酸式催化劑中磷酸二氫鈣、磷酸二氫鉀能起到阻聚的作用，能有效地防止糠醛的聚合。
10、本發(fā)明的酸式催化劑對(duì)設(shè)備的腐蝕性小，可以使用普通不銹鋼來制造設(shè)備，設(shè)備制造成本低，裝置投資小。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1為本發(fā)明所述工藝的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
在本申請(qǐng)中，除有特殊說明外，所用百分含量均表示質(zhì)量百分含量，即“％”表示 “wt%”;所述有機(jī)酸液或混合酸液中除了一定量的甲酸、乙酸外，余量為水，有機(jī)酸液的總酸濃指甲酸和乙酸的總質(zhì)量占所述有機(jī)酸液質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，混合酸液的總酸濃指酸洗步驟中加入的甲酸和乙酸的總質(zhì)量占所述混合酸液質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，
各步驟中所述的漿濃=本步驟中固體的質(zhì)量/本步驟中固體與液體的質(zhì)量和 X100%
各實(shí)施例中過氧化氫H2O2以質(zhì)量濃度為27%的過氧化氫水溶液的形式加入。例如經(jīng)計(jì)算需要加入2. 7g過氧化氫，則對(duì)應(yīng)的應(yīng)該是加入IOg (2 . 7 + 0. 27=10)所述過氧化氫水溶液。
生物碳中固定碳、灰分和水分的含量測(cè)定采用煤的工業(yè)分析方法GB/T212-2008 進(jìn)行測(cè)定，硫含量的測(cè)定采用煤中全硫的測(cè)定方法GB/T 214-2007進(jìn)行測(cè)定，生物碳的發(fā) 熱量測(cè)定方法采用煤的發(fā)熱量測(cè)定方法GB/T213-2008。
紙漿的白度測(cè)定方法參照FZ/T50010. 7-1998，灰分測(cè)定采用FZ/T 50010. 5-1998 方法，卡伯值和半纖維素的測(cè)定方法與中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1170031C相同。固體含量采用鹵素 快速水分測(cè)定儀(梅特勒-托利多，型號(hào)HB43-S)在115°C下進(jìn)行測(cè)定。戊糖或木糖溶液的 濃度采用高效液相色儀(型號(hào)U-3000，廠家=ThermoFisher戴安公司)進(jìn)行測(cè)定。
各實(shí)施例中，
紙漿的產(chǎn)率=紙漿的質(zhì)量/原料的質(zhì)量X 100%。
生物碳得率=生物碳的質(zhì)量/(參加反應(yīng)的液體的量X該液體的固體含 量)X100%
糠醛得率=糠醛原液質(zhì)量X液體中糠醛含量％/ (糖液質(zhì)量X糖液糠醛含 量 ％) X 100%O
木質(zhì)素提取率=木質(zhì)素質(zhì)量/ (原料質(zhì)量X原料中木質(zhì)素的含量)X 100%。
實(shí)施例1
在本實(shí)施例中，所述生物質(zhì)原料為蘆葦(質(zhì)量成分組成纖維素49. 5%、半纖維素 含量22. 7%、木質(zhì)素18. 9%)，首先將打碎，用水洗滌除塵并粉碎至粒徑為O. 5-20cm。
本實(shí)施例從所述生物質(zhì)原料的綜合利用工藝，包括如下步驟
(I)將蘆葦粉碎預(yù)處理后，使用總酸濃度為60%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液對(duì)處理 后的蘆葦進(jìn)行蒸煮，本實(shí)施例的有機(jī)酸液中乙酸與甲酸的質(zhì)量比為6 :1，并在加入蘆葦原 料前加入占蘆葦1%的過氧化氫(H2O2)作為催化劑，控制反應(yīng)溫度80V，反應(yīng)lOmin，固液質(zhì) 量比為1:8，并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第一次固液分離；
(2)將上述分離得到的固體加入總酸濃度為50%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液進(jìn)行酸 洗滌，其中上述總酸濃度為50%的有機(jī)酸液中加入了占蘆葦3%的過氧化氫(H2O2)作為催化 劑且乙酸與甲酸的質(zhì)量比為9 :1，溫度為60°C,洗漆時(shí)間Ih,固液質(zhì)量比為1:4,并將反應(yīng)液 進(jìn)行第二次固液分離；
(3)收集步驟(I)和步驟(2)中兩次固液分離得到的液體，在50°C，300kpa進(jìn)行減 壓蒸餾，得到甲酸和乙酸的蒸氣以及固體含量為70%濃縮液，并將甲酸和乙酸蒸氣冷凝回 流至步驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液；
(4)收集所述第二次固液分離得到的固體，并進(jìn)行水洗，控制水洗溫度為25°C，漿 濃為1%，并將得到的水洗漿進(jìn)行第三次固液分離
(5)收集第三次固液分離得到的液體，進(jìn)行水、酸精餾，得到的混合酸液回用于步 驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液用于步驟(I)的蒸煮，得到的水回用于步驟(4)作用水洗用 水；
(6)收集第三次固液分離得到的固體并篩選得到細(xì)漿纖維素，通過上述過程得到 的細(xì)漿纖維素，測(cè)定卡伯值為8，半纖維素含量為8%，白度36%IS0，灰分2%，產(chǎn)率40% ;將 得到的細(xì)漿纖維素進(jìn)行漂白得到紙漿；經(jīng)測(cè)定采用本實(shí)施例的方法得到的紙漿其產(chǎn)率為 38%。
(7)將步驟(3)中所得的濃縮液加入占濃縮液質(zhì)量2倍的水稀釋，60_70°C攪拌，并進(jìn)行第四次固液分離，得到的固體進(jìn)一步水洗去酯化得到所需的木質(zhì)素，其木質(zhì)素的提取率為80%。
(8)第四次固液分離后的液體為糖溶液，，將收集到的糖溶液在O. 01%的硫酸氫鈉的催化作用下，于120°C下進(jìn)行脫水碳化反應(yīng)30min，反應(yīng)完畢后，反應(yīng)液進(jìn)行第五次固液分離，得到的液體為糠醛原液。若需得到的較純的糠醛，只需采用現(xiàn)有技術(shù)中精制糠醛的常規(guī)方法，將糠醛原液通過蒸餾塔精制即可。反應(yīng)結(jié)束后糠醛的得率為53%。
所述第五次固液分離后得到的固體為生物碳，其得率為50%，經(jīng)測(cè)定所述生物碳的固定碳含量為51%，灰分含量O. 05%,硫含量O. 05%,水分48%，發(fā)熱量4000J/g。
本實(shí)施例中所述漂白工藝包括以下步驟
(I)將經(jīng)過篩選的細(xì)漿纖維素首先利用占其質(zhì)量O. 5%的氫氧化鈉進(jìn)行堿處理，控制溫度為500C，抽提時(shí)間O. 5h，漿濃8% ；
(2)再進(jìn)行堿性過氧化氫漂白，過氧化氫的用量為細(xì)漿纖維素質(zhì)量的2%，并用氫氧化鈉控制pH值在10-12之間，溫度700C，漂白時(shí)間3. 5h,漿濃8% ;和
(3)酸處理，本步驟中采用的酸為硫酸，其用量為細(xì)漿纖維素質(zhì)量的1%，ρΗ值控制在2-4之間，溫度300C，時(shí)間Ih,漿濃3%。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例中，首先將稻草(成分組成纖維素35. 8%、半纖維素28. 6%、木質(zhì)素 14. 3%)打碎，粉碎至粒徑為O. 5-20cm。
本實(shí)施例從所述稻草的綜合利用工藝，包括如下步驟
(1)將稻草粉碎預(yù)處理后，使用總酸濃度為65%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液對(duì)處理后的稻草進(jìn)行蒸煮，本實(shí)施例的有機(jī)酸液中乙酸與甲酸的質(zhì)量比為25:1，并在加入稻草原料前加入占稻草2%的過氧化氫(H2O2)作為催化劑，控制反應(yīng)溫度90°C，反應(yīng)20min，固液質(zhì)量比為1:5，并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第一次固液分離；
(2)將上述分離得到的固體加入總酸濃度為70%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液進(jìn)行酸洗滌，其中上述總酸濃度為70%的有機(jī)酸液中加入了占稻草原料4%的過氧化氫(H2O2)作為催化劑且乙酸與甲酸的質(zhì)量比為1:1，溫度為30°C，洗滌時(shí)間lh，固液質(zhì)量比為1:6，并將反應(yīng)液進(jìn)行第二次固液分離；
(3 )收集步驟(I)和步驟(2 )中兩次固液分離得到的液體，600C，245kpa進(jìn)行減壓蒸餾，得到甲酸和乙酸的蒸氣以及固體含量為80%濃縮液，并將甲酸和乙酸蒸氣冷凝回流至步驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液；
(4)收集第二次固液分離得到的固體，并進(jìn)行水洗，控制水洗溫度為45°C，漿濃為 2%，并將得到的水洗漿進(jìn)行第三次固液分離；
(5)收集第三次固液分離得到的液體，進(jìn)行水、酸精餾，得到的混合酸液回用于步驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液用于步驟(I)的蒸煮，得到的水回用于步驟(5)作用水洗用水；
(6)收集第三次固液分離得到的固體并篩選得到細(xì)漿纖維素，通過上述過程得到的細(xì)漿纖維素，測(cè)定卡伯值6，半纖維素含量為12%，白度35%IS0，灰分5%，產(chǎn)率33% ;將得到的細(xì)漿纖維素進(jìn)行漂白工藝得到紙漿；經(jīng)測(cè)定采用本實(shí)施例的方法得到的紙漿其產(chǎn)率為30%。
(7)將步驟(3)中所得的濃縮液加入占濃縮液質(zhì)量3倍的水稀釋，60_70°C攪拌，并 進(jìn)行第四次固液分離，得到的固體進(jìn)一步水洗去酯化得到所需的木質(zhì)素，其木質(zhì)素的提取 率為78%。
(8)第四次固液分離后的液體為糖溶液，，將收集到的糖溶液在O. 03%的硫酸氫鈉 的催化作用下，于160°C下進(jìn)行脫水碳化反應(yīng)90min，反應(yīng)完畢后，反應(yīng)液進(jìn)行第五次固液 分離，得到的液體為糠醛原液。若需得到的較純的糠醛，只需采用現(xiàn)有技術(shù)中精制糠醛的常 規(guī)方法，將糠醛原液通過蒸餾塔精制即可。反應(yīng)結(jié)束后糠醛的得率為54%。
所述第五次固液分離后得到的固體為生物碳，其得率為60%，經(jīng)測(cè)定所述生物碳的 固定碳含量為51. 5%，灰分含量O. 07%,硫含量O. 08%,水分48%，發(fā)熱量4200J/g。
本實(shí)施例中所述漂白工藝包括以下步驟
(I)將經(jīng)過篩選的細(xì)漿纖維素首先利用占其質(zhì)量3%的氫氧化鉀進(jìn)行堿處理，控制 溫度為60°C，抽提時(shí)間120min，漿濃6% ；
(2)再進(jìn)行堿性過氧化氫漂白，過氧化氫的用量為細(xì)漿纖維素的1%，并用氫氧化鉀 控制pH值在10-12之間，溫度500C，漂白時(shí)間3h,漿濃5% ;和
(3)酸處理，本步驟中采用的酸為硫酸，其用量為細(xì)漿纖維素的1. 5%，pH值控制在 2-4之間，溫度350C，時(shí)間1. 5h，漿濃6%。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，所述生物質(zhì)原料為竹片(成分組成纖維素47. 3%、半纖維素 24. 6%、木質(zhì)素25. 8%)，首先將打碎，用水洗滌除塵并粉碎至粒徑為O. 5-20cm。
本實(shí)施例所述竹片的綜合利用工藝，包括如下步驟
(I)將竹片碎預(yù)處理后，使用總酸濃度為70%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液對(duì)處理后 的稻草進(jìn)行蒸煮，本實(shí)施例的有機(jī)酸液中乙酸與甲酸的質(zhì)量比為19 :1，并在加入竹片原料 前加入占原料4%的過氧化氫(H2O2)作為催化劑，控制反應(yīng)溫度100°C，反應(yīng)30min，固液質(zhì) 量比為1:6，并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第一次固液分離；
(2)將上述分離得到的固體加入總酸濃度為60%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液進(jìn)行酸 洗滌，其中上述總酸濃度為60%的有機(jī)酸液中加入了占竹片原料5%的過氧化氫(H2O2)作為 催化劑且乙酸與甲酸的質(zhì)量比為7 :1，溫度為20°C，洗滌時(shí)間lh，固液質(zhì)量比為1:10，并將 反應(yīng)液進(jìn)行第二次固液分離；
(3)收集步驟(I)和步驟(2)中兩次固液分離得到的液體，700C，200kpa進(jìn)行減壓 蒸餾，得到甲酸和乙酸的蒸氣以及固體含量為90%濃縮液，并將甲酸和乙酸蒸氣冷凝回流 至步驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液；
(4)收集第二次固液分離得到的固體，并進(jìn)行水洗，控制水洗溫度為60°C，漿濃為 4%，并將得到的水洗漿進(jìn)行第三次固液分離；
(5)收集第三次固液分離得到的液體，進(jìn)行水、酸精餾，得到的混合酸液回用于步 驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液用于步驟(I)的蒸煮，得到的水回用于步驟(4)作用水洗用 水；
(6)收集第三次固液分離得到的固體并篩選得到細(xì)漿纖維素，通過上述過程得到 的細(xì)漿纖維素，測(cè)定卡伯值10，半纖維素含量為14%，白度34%IS0，灰分9%，產(chǎn)率37% ;將得到的細(xì)漿纖維素進(jìn)行漂白得到紙漿；經(jīng)測(cè)定采用本實(shí)施例的方法得到的紙漿，其產(chǎn)率為 34% ο
(7)將步驟(3)中所得的濃縮液加入占濃縮液質(zhì)量4倍的水稀釋，60_70°C攪拌，并 進(jìn)行第四次固液分離，得到的固體進(jìn)一步水洗去酯化得到所需的木質(zhì)素，其木質(zhì)素的提取 率為79%。
(8)第四次固液分離后的液體為糖溶液，將收集到的糖溶液在O. 05%的硫酸氫鈉 的催化作用下，于200°C下進(jìn)行脫水碳化反應(yīng)180min，反應(yīng)完畢后，反應(yīng)液進(jìn)行第五次固液 分離，得到的液體為糠醛原液。若需得到的較純的糠醛，只需采用現(xiàn)有技術(shù)中精制糠醛的常 規(guī)方法，將糠醛原液通過蒸餾塔精制即可。反應(yīng)結(jié)束后糠醛的得率為56%。
所述第五次固液分離后得到的固體為生物碳，其得率為53%，經(jīng)測(cè)定所述生物碳的 固定碳含量為53%，灰分含量O. 09%,硫含量O. 07%,水分45%，發(fā)熱量4500J/g。
本實(shí)施例中所述漂白包括以下步驟
( I)將經(jīng)過篩選的細(xì)漿纖維素首先利用占細(xì)漿纖維素1. 5%的氫氧化鈉進(jìn)行堿處 理，控制溫度為70°C，抽提時(shí)間3h，漿濃10% ；
(2)再進(jìn)行堿性過氧化氫漂白，過氧化氫的用量為細(xì)漿纖維素的3%，并采用氫氧化 鈉控制pH值在10-12之間，溫度600C，漂白時(shí)間4h,漿濃9% ;和
(3)酸處理，本步驟中采用的酸為鹽酸，其用量為細(xì)漿纖維素的2%，pH值控制在 2-4之間，溫度45 0C，時(shí)間3h，漿濃5%。
實(shí)施例4
在本實(shí)施例中，所述生物質(zhì)原料為小麥秸桿(成分組成纖維素40. 5、半纖維素 31. 9%、木質(zhì)素15. 4%)，首先將打碎，用水洗滌除塵并粉碎至粒徑為O. 5-20cm。
本實(shí)施例從所述小麥秸桿的綜合利用工藝，包括如下步驟
(I)將小麥秸桿碎預(yù)處理后，使用總酸濃度為75%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液對(duì)處 理后的小麥秸桿進(jìn)行蒸煮，本實(shí)施例的有機(jī)酸液中乙酸與甲酸的質(zhì)量比為15 :1，并在加入 小麥稻桿原料前加入占小麥稻桿6%的過氧化氫(H2O2)作為催化劑,控制反應(yīng)溫度110°C,反 應(yīng)60min,固液質(zhì)量比為1:10,并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第一次固液分離；
(2)將上述分離得到的固體加入總酸濃度為55%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液進(jìn)行酸 洗滌，其中上述總酸濃度為55%的有機(jī)酸液中加入了占小麥秸桿6%的過氧化氫(H2O2)作為 催化劑且乙酸與甲酸的質(zhì)量比為5 :1，溫度為90°C，洗滌時(shí)間lh，固液質(zhì)量比為1:12，并將 反應(yīng)液進(jìn)行第二次固液分離；
(3)收集步驟(I)和步驟(2)中兩次固液分離得到的液體，80°C，170kpa進(jìn)行減壓 蒸餾，得到甲酸和乙酸的蒸氣以及固體含量為95%濃縮液，并將甲酸和乙酸蒸氣冷凝回流 至步驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液；
(4)收集第二次固液分離得到的固體，并進(jìn)行水洗，控制水洗溫度為65°C，漿濃為 5%，并將得到的水洗漿進(jìn)行第三次固液分離；
(5)收集第三次固液分離得到的液體，進(jìn)行水、酸精餾，得到的混合酸液回用于步 驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液用于步驟(I)的蒸煮，得到的水回用于步驟(5)作用水洗用 水；
(6)收集第三次固液分離得到的固體并篩選得到細(xì)漿纖維素，通過上述過程得到的細(xì)漿纖維素，測(cè)定卡伯值12，半纖維素含量為15%，白度36%IS0，灰分7%，產(chǎn)率48% ;將 得到的細(xì)漿纖維素進(jìn)行漂白得到紙漿；經(jīng)測(cè)定采用本實(shí)施例的方法得到的紙漿，其產(chǎn)率為 45%。
(7)將步驟(3)中所得的濃縮液加入占濃縮液質(zhì)量5倍的水稀釋，60-70°C攪拌，并 進(jìn)行第四次固液分離，得到的固體進(jìn)一步水洗去酯化得到所需的木質(zhì)素，其木質(zhì)素的提取 率為77%。
(8)第四次固液分離后的液體為糖溶液，，將收集到的糖溶液在1%的硫酸氫鈉的 催化作用下，于220°C下進(jìn)行脫水碳化反應(yīng)240min，反應(yīng)完畢后，反應(yīng)液進(jìn)行第五次固液分 離，得到的液體為糠醛原液。若需得到的較純的糠醛，只需采用現(xiàn)有技術(shù)中精制糠醛的常規(guī) 方法，將糠醛原液通過蒸餾塔精制即可。反應(yīng)結(jié)束后糠醛的得率為53%。
所述第五次固液分離后得到的固體為生物碳，其得率為57%，經(jīng)測(cè)定所述生物碳的 固定碳含量為52%，灰分含量O. 06%,硫含量O. 06%,水分47. 5%,發(fā)熱量4300J/g。
本實(shí)施例中所述漂白工藝包括以下步驟
(I)將經(jīng)過篩選的細(xì)漿纖維素首先利用占細(xì)漿纖維素質(zhì)量2. 5%的氫氧化鈉進(jìn)行 堿處理，控制溫度為80°C，抽提時(shí)間lh，漿濃12% ；
(2)再進(jìn)行堿性過氧化氫漂白，過氧化氫的用量為細(xì)漿纖維素質(zhì)量的4%，并用氫氧 化鉀控制pH值在10-12之間，溫度80°C，漂白時(shí)間5h，漿濃10% ;和
(3)酸處理，本步驟中采用的酸為硫酸，其用量為細(xì)漿纖維素質(zhì)量的2. 5%，pH值控 制在2-4之間，溫度550C，時(shí)間4h，漿濃3%。
實(shí)施例5
在本實(shí)施例中，所述生物質(zhì)原料為瓜子桿(成分組成半纖維素31. 91%，木質(zhì)素 23. 94%、纖維素44. 15%)，首先將打碎，用水洗滌除塵并粉碎至粒徑為O. 5-20cm。
本實(shí)施例從所述瓜子桿的綜合利用工藝，包括如下步驟
(I)將瓜子桿碎預(yù)處理后，使用總酸濃度為85%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液對(duì)處理 后的瓜子桿進(jìn)行蒸煮，本實(shí)施例的有機(jī)酸液中乙酸與甲酸的質(zhì)量比為11:1，并在加入瓜子 桿前加入占瓜子桿8%的過氧化氫(H2O2)作為催化劑，控制反應(yīng)溫度105°C，反應(yīng)80min，固 液質(zhì)量比為1:11，并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第一次固液分離；
(2)將上述分離得到的固體加入總酸濃度為65%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液進(jìn)行酸 洗滌，其中上述總酸濃度為65%的有機(jī)酸液中加入了占瓜子桿3. 5%的過氧化氫(H2O2)作為 催化劑且乙酸與甲酸的質(zhì)量比為3:1，溫度為100°C，洗滌時(shí)間lh，固液質(zhì)量比為1:15，并將 反應(yīng)液進(jìn)行第二次固液分離；
(3)收集步驟(I)和步驟(2)中兩次固液分離得到的液體，900C，135kpa進(jìn)行減壓 蒸餾，得到甲酸和乙酸的蒸氣以及固體含量為75%濃縮液，并將甲酸和乙酸蒸氣冷凝回流 至步驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液；
(4)收集第二次固液分離得到的固體，并進(jìn)行水洗，控制水洗溫度為70°C，漿濃為 6%，并將得到的水洗漿進(jìn)行第三次固液分離；
(5)收集第三次固液分離得到的液體，進(jìn)行水、酸精餾，得到的混合酸液回用于步 驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液用于步驟(I)的蒸煮，得到的水回用于步驟(5)作用水洗用 水；
(6)收集第三次固液分離得到的固體并篩選得到細(xì)漿纖維素，通過上述過程得到 的細(xì)漿纖維素，測(cè)定卡伯值9，半纖維素含量為9%，白度38%IS0，灰分11%，產(chǎn)率50% ;將得到 的細(xì)漿纖維素進(jìn)行漂白得到紙漿，其產(chǎn)率為43%。
(7)將步驟(3)中所得的濃縮液加入占濃縮液質(zhì)量6倍的水稀釋，60_70°C攪拌，并 進(jìn)行第四次固液分離，得到的固體進(jìn)一步水洗去酯化得到所需的木質(zhì)素，其木質(zhì)素的提取 率為79%。
(8)第四次固液分離后的液體為糖溶液，將收集到的戊糖溶在O. 7%的硫酸氫鈉的 催化作用下，于180°C下進(jìn)行脫水碳化反應(yīng)210min，反應(yīng)完畢后，反應(yīng)液進(jìn)行第五次固液分 離，得到的液體為糠醛原液。若需得到的較純的糠醛，只需采用現(xiàn)有技術(shù)中精制糠醛的常規(guī) 方法，將糠醛原液通過蒸餾塔精制即可。反應(yīng)結(jié)束后糠醛的得率為58%。
所述第五次固液分離后得到的固體為生物碳，其得率為54%，經(jīng)測(cè)定所述生物碳的 固定碳含量為55%，灰分含量O. 08%,硫含量O. 05%,水分43. 6%,發(fā)熱量4100J/g。
本實(shí)施例中所述漂白工藝包括以下步驟
(I)將經(jīng)過篩選的細(xì)漿纖維素首先利用細(xì)漿纖維素2%的氫氧化鈉進(jìn)行堿抽提，控 制溫度為90°C，抽提時(shí)間150min，漿濃15% ；
(2)再進(jìn)行堿性過氧化氫漂白，過氧化氫的用量為細(xì)漿纖維素質(zhì)量的5%，用氫氧化 鈉控制pH值在10-12之間，溫度90°C，漂白時(shí)間4. 5h,漿濃12% ;和
(3)酸處理，本步驟中采用的酸為鹽酸，其用量為細(xì)漿纖維素質(zhì)量的3%的，控制pH 值在2-4之間，溫度400C，時(shí)間3. 5h，漿濃4%。
實(shí)施例6
在本實(shí)施例中，所述生物質(zhì)原料為棉花桿(成分組成半纖維素22. 1%，木質(zhì)素 23. 3%、纖維素54. 5%)，首先將打碎，用水洗滌除塵并粉碎至粒徑為O. 5-20cm。
本實(shí)施例所述棉花桿的綜合利用工藝，包括如下步驟
(I)將竹片碎預(yù)處理后，使用總酸濃度為95%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液對(duì)處理后 的棉花桿進(jìn)行蒸煮，本實(shí)施例的有機(jī)酸液中乙酸與甲酸的質(zhì)量比為9 :1，并在加入棉花桿 原料前加入占棉花桿3%的過氧化氫(H2O2)作為催化劑，控制反應(yīng)溫度95°C，反應(yīng)90min，固 液質(zhì)量比為1:12，并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第一次固液分離；
(2)將上述分離得到的固體加入總酸濃度為70%的甲酸和乙酸的有機(jī)酸液進(jìn)行酸 洗滌，其中上述總酸濃度為70%的有機(jī)酸液中加入了占棉花桿4. 5%的過氧化氫(H2O2)作為 催化劑且乙酸與甲酸的質(zhì)量比為6:1，溫度為40°C，洗滌時(shí)間lh，固液質(zhì)量比為1:8，并將反 應(yīng)液進(jìn)行第二次固液分離；
(3)收集步驟(I)和步驟(2)中兩次固液分離得到的液體，100°C，IOOkpa進(jìn)行減 壓蒸餾，得到甲酸和乙酸的蒸氣以及固體含量為85%濃縮液，并將甲酸和乙酸蒸氣冷凝回 流至步驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液；
(4)收集第二次固液分離得到的固體，并進(jìn)行水洗，控制水洗溫度為90°C，漿濃為 10%，并將得到的水洗漿進(jìn)行第三次固液分離；
(5)收集第三次固液分離得到的液體，進(jìn)行水、酸精餾，得到的混合酸液回用于步 驟(I)的反應(yīng)釜中作為蒸煮液用于步驟(I)的蒸煮，得到的水回用于步驟(5)作用水洗用 水；
(6)收集第三次固液分離得到的固體并篩選得到細(xì)漿纖維素，通過上述過程得到 的細(xì)漿纖維素，測(cè)定卡伯值為9，半纖維素含量10%，白度40%IS0，灰分15%，產(chǎn)率52% ;將 得到的細(xì)漿纖維素進(jìn)行漂白得到紙漿；經(jīng)測(cè)定采用本實(shí)施例的方法得到的紙漿，其產(chǎn)率為 41%。
(7)將步驟(3)中所得的濃縮液加入占濃縮液質(zhì)量6倍的水稀釋，60_70°C攪拌，并 進(jìn)行第四次固液分離，得到的固體進(jìn)一步水洗去酯化得到所需的木質(zhì)素，其木質(zhì)素的提取 率為78%。
(8)第四次固液分離后的液體為糖溶液，，將收集到的戊糖溶在O. 5%的硫酸氫鈉 的催化作用下，于140°C下進(jìn)行脫水碳化反應(yīng)120min，反應(yīng)完畢后，反應(yīng)液進(jìn)行第五次固液 分離，得到的液體為糠醛原液。若需得到的較純的糠醛，只需采用現(xiàn)有技術(shù)中精制糠醛的常 規(guī)方法，將糠醛原液通過蒸餾塔精制即可。反應(yīng)結(jié)束后糠醛的得率為52%。
所述第五次固液分離后得到的固體為生物碳，其得率為58%，經(jīng)測(cè)定所述生物碳的 固定碳含量為54. 5%，灰分含量O. 05%,硫含量O. 05%,水分45%，發(fā)熱量4400J/g。
本實(shí)施例中所述漂白工藝包括以下步驟
( I)將經(jīng)過篩選的細(xì)漿纖維素首先利用占細(xì)漿纖維素質(zhì)量1%的氫氧化鉀進(jìn)行堿 處理，控制溫度為100°c，抽提時(shí)間1. 5h，漿濃11% ；
(2)再進(jìn)行堿性過氧化氫漂白，過氧化氫的用量為細(xì)漿纖維素質(zhì)量的2%，并利用氫 氧化鉀控制pH值在10-12之間，溫度100°C，漂白時(shí)間3h，漿濃15% ;和
(3)酸處理，本步驟中采用的酸為鹽酸，其用量為細(xì)漿纖維素質(zhì)量的4%，控制pH值 在2-4之間，溫度50 0C，時(shí)間2h，漿濃6%。
顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì) 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或 變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.ー種生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于，包括如下步驟 (1)將生物質(zhì)原料粉碎后，在過氧化氫的催化作用下，使用由甲酸、こ酸形成的有機(jī)酸液對(duì)所述原料進(jìn)行蒸煮，控制蒸煮溫度80-110°C，固液質(zhì)量比為1:5-1 :12，反應(yīng)時(shí)間10-90min,并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第一次固液分離； 所述有機(jī)酸液中，總酸濃為60-95%，所述こ酸與甲酸的質(zhì)量比為25 :1-1 :1，余量為水， 過氧化氫占生物質(zhì)原料的1-8% ； (2)收集所述第一次固液分離得到的固體，在過氧化氫的催化作用下，采用甲酸、こ酸形成的混合酸液對(duì)所述固體進(jìn)行酸洗，控制酸洗溫度20-100°C，固液質(zhì)量比為1:4-1 15,并將得到的反應(yīng)液進(jìn)行第二次固液分離；過氧化氫占生物質(zhì)原料的3-6% ； 所述混合酸液中，總酸濃為50-70%，所述こ酸與甲酸的質(zhì)量比為9 :1-1 :1，余量為水； (3)收集所述第二次固液分離得到的固體，并進(jìn)行水洗，控制水洗溫度為25-90°C，漿濃為1_10%，并將得到的水洗漿進(jìn)行第三次固液分離； (4)收集所述第三次固液分離得到的固體并篩選得到細(xì)漿纖維素，所述細(xì)漿纖維素經(jīng)漂白得到所需的紙漿。
(5)收集步驟第一次和第二次固液分離得到的液體，在50-100°C，100-300kpa下進(jìn)行蒸發(fā)，得到甲酸和こ酸蒸汽和濃縮液，所述濃縮液的固體含量為70-95wt% ； (6)將步驟(5)中所得的濃縮液加水稀釋，攪拌，并進(jìn)行第四次固液分離，所得到的固體經(jīng)水洗得到所需的木質(zhì)素； (7)所述第四次固液分離后，得到的液體為糖溶液，所述糖溶液進(jìn)行脫水碳化反應(yīng)后，反應(yīng)液進(jìn)行第五次固液分離， 得到的固體為生物碳， 收集第五次固液分離后的液體，并精餾得到成品糠醛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述脫水碳化反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為120-220°C，反應(yīng)時(shí)間30-240min，并添加酸式鹽類催化劑，酸式鹽類催化劑的用量為糖溶液的0. 01-lwt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述脫水碳化反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為200-220°C，反應(yīng)時(shí)間90-180min，并添加的酸式鹽類催化劑，酸式鹽類催化劑的用量為糖溶液的0. 05-0. 5wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由生物質(zhì)原料生產(chǎn)糠醛的エ藝，其特征在于 所述酸式鹽類催化劑為硫酸氫鹽、碳酸氫鹽、磷酸氫鹽或磷酸ニ氫鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述漂白包括如下步驟 堿處理，所述堿用量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的0. 5-3%，溫度為50-100°C，抽提時(shí)間0. 5-3h，漿濃6-15% ； 堿性過氧化氫漂白，堿性過氧化氫的質(zhì)量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的1_5%，pH值控制在10-12之間，溫度50-100°C，漂白時(shí)間3-5h,漿濃5-15% ;和 酸處理，所述酸的質(zhì)量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的1-4%，pH值控制在2-4之間，溫度30-55°C，時(shí)間l_4h，漿濃3-6%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于所述堿處理的步驟中，所述堿用量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的1_3%，溫度為50-80°C，抽提時(shí)間 0. 5-2h，漿濃 6-10% ； 所述堿性過氧化氫漂白的步驟中，堿性過氧化氫的質(zhì)量占細(xì)漿纖維素質(zhì)量的1_3%，溫度 60-90°C，漿濃 5-10% ;和 所述酸處理的步驟中，溫度35-45°C，時(shí)間1. 5-3h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述濃縮液的固體含量為80-90wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述水的加入質(zhì)量是所述濃縮液質(zhì)量的3-6倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述步驟(5)中還包括將蒸發(fā)得到的甲酸和こ酸蒸汽冷凝，并回流至步驟(I)的反應(yīng)釜中，用于步驟(I)的蒸煮的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述步驟(3)中還包括將第三次固液分離得到的液體進(jìn)行水酸精餾，得到的甲酸和こ酸的混合酸液回流至步驟(I)的反應(yīng)釜中，用于步驟(I)的蒸煮的步驟，并將得到的水回用于步驟(3)作為水洗水。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述步驟(I)中，固液質(zhì)量比為1:6_1 :10，反應(yīng)時(shí)間30-80min; 所述有機(jī)酸液的總酸濃為70-85%，こ酸與甲酸的質(zhì)量比為19 :1-1 :1，加入過氧化氫的質(zhì)量占生物質(zhì)原料質(zhì)量的1_4%。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述步驟(2)的酸洗溫度為30-90°C，固液質(zhì)量比為1:6-1 :10。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12任一所述的生物質(zhì)原料的綜合利用エ藝，其特征在于 所述步驟(3)的水洗溫度為60-90°C，漿濃為4-6% ； 所述步驟(3)的水洗過程為逆流水洗過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)原料的綜合利用方法，具體地說是一種利用生物質(zhì)原料制備紙漿、回收木質(zhì)素并聯(lián)產(chǎn)糠醛和生物碳的方法。本發(fā)明所述的方法是在過氧化氫的催化作用下，通過甲酸和乙酸的混合有機(jī)酸蒸煮生物質(zhì)原料，在制備紙漿的過程中，回收黑液中的木質(zhì)素并利用殘余的糖溶液聯(lián)產(chǎn)糠醛和生物碳。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)合理的工藝參數(shù)，使得整個(gè)工藝路線簡(jiǎn)單，且整個(gè)工藝不僅適用于木類原料，還適用于草類原料，本工藝路線的后續(xù)漂白工藝簡(jiǎn)單，得到的紙漿濾水性能好。
文檔編號(hào)C07D307/48GK103031763SQ20121057485
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者唐一林, 江成真, 劉潔, 高紹豐, 孫智華, 劉云鵬, 白福玉 申請(qǐng)人:濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司