一种以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法

本发明涉及农作物秸秆利用，具体涉及一种以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法。

背景技术：

1、农作物秸秆的全量化、资源化利用是我国农业可持续发展面临的重要挑战之一。木质素作为农作物秸秆的主要成分之一，是由甲氧基化的苯基丙烷类结构单元通过碳碳键和醚键连接而成的三维高分子聚合物，它是仅有的具有芳香基结构的可再生资源。伴随着化石燃料的持续消耗，能源问题引起了世界各国的高度重视，具有可再生能力木质素的资源化利用已经成为了全球科研工作者的关注焦点。

2、醋酸是一种重要的大宗化工产品，其下游产品众多。以醋酸为原料可以合成醋酐、醋酸酯、对苯二甲酸等。同时，醋酸还被广泛用作化工生产的溶剂，如青霉素g钠、磺胺甲基异嗯唑、环丙沙星等合成过程中均需使用醋酸。醋酸工业经过几十年的发展，全球目前已形成了乙醛氧化法、轻烃氧化法以及甲醇羰基化法等多种工业化技术，其中甲醇羰基化法已占据全球醋酸市场的80％以上。目前，我国醋酸产能超过1000万吨，生产成本受到国际能源危机的持续影响，如何通过技术升级不断降低醋酸生产成本，对于促进醋酸工业的发展以及提高相关企业市场竞争力具有重大意义。

3、公布号为cn116159488a的中国专利申请文献，公开了一种甲醇低压羰基化制备醋酸的系统及方法，该包括沿物料流动方向依次连接的反应釜、闪蒸器、催化剂回收器、脱轻塔、双效热耦合脱重塔，以及设于脱轻塔塔顶返料口与反应釜进料口之间的原料及返回料脱金属离子罐。与现有技术相比，该专利通过在反应釜前增设内置离子交换树脂的脱金属离子罐，实现从源头脱除杂质金属离子，使得反应液中非催化剂金属离子的富集变慢，减少了催化剂的损失；通过热耦合脱重塔的设置，实现双效精馏，有效降低能耗。但该专利以甲醇为原料，不仅成本高、反应条件苛刻，且无法实现农作物秸秆的资源化利用。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于如何如何实现农作物秸秆资源化利用与醋酸高效合成工艺的耦合，利用农作物秸秆来制取醋酸的问题。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

3、一种以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，包括以下步骤：

4、将农作物秸秆木质素、主催化剂和助催化剂置于高压反应釜中，再向高压反应釜中加入反应溶剂和水，通入co，搅拌，反应得到醋酸；合成的反应式如下：

5、

6、所述主催化剂为铱基或者铑基金属配合物；所述助催化剂为氢碘酸。

7、说明：反应溶剂不参与反应，只是提供一个反应环境。

8、有益效果：本发明提出一种新的制备醋酸的方法，以农作物秸秆木质素为原料，通过添加特殊配比的主催化剂、助催化剂，通过羰基化直接制备醋酸，农作物秸秆资源丰富，故制备成本低，环境友好，收率高，具有广阔的应用前景。

9、优选的，所述主催化剂为氯化铱、氯化铑、双(1,5-环辛二烯)氯化铱二聚体、双(1,5-环辛二烯)氯化铑二聚体中的一种或多种。

10、优选的，所述主催化剂添加量为每克农作物秸秆木质素添加20-100mg。

11、优选的，所述助催化剂添加量为每克农作物秸秆木质素添加0.2-0.5ml。

12、优选的，所述反应溶剂为甲苯、苯、1,4-二氧六环、dmf、dmso中的一种或多种。

13、优选的，所述搅拌的速度为500-1000rpm。

14、优选的，所述反应条件为温度110-200℃，时间12-24h。

15、优选的，所述反应条件为温度150℃，时间20h。

16、优选的，所述通入co的压力为1-2.5mpa。

17、优选的，所述农作物秸秆木质素从小麦、玉米秸秆中提取。

18、本发明的优点在于：

19、1、本发明提出一种新的制备醋酸的方法，以农作物秸秆木质素为原料，以铱基金属或者铑基金属为主催化剂，氢碘酸作为助催化剂，能够高效断裂木质素中的甲氧基，可通过羰基化反应直接制备醋酸，制备成本低，环境友好，收率高，具有广阔的应用前景。

20、2、以农作物秸秆木质素作为甲基来源，避免使用甲醇等化学品原料，还可以有效利用农作物秸秆木质素资源，对环境更加友好。

21、3、本发明通过对反应过程中各个参数的精确控制，使得主催化剂、助催化剂的催化活性达到最佳，醋酸的收率最大值达到95％。

1.一种以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，所述主催化剂为氯化铱、氯化铑、双(1,5-环辛二烯)氯化铱二聚体、双(1,5-环辛二烯)氯化铑二聚体中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，所述主催化剂添加量为每克农作物秸秆木质素添加20-100mg。

4.根据权利要求1所述的以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，所述助催化剂添加量为每克农作物秸秆木质素添加0.2-0.5ml。

5.根据权利要求1所述的以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，所述反应溶剂为甲苯、苯、1,4-二氧六环、dmf、dmso中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，所述反应条件为温度110-200℃，时间12-24h。

7.根据权利要求6所述的以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，所述反应条件为温度150℃，时间20h。

8.根据权利要求1所述的以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，所述通入co的压力为1-2.5mpa。

9.根据权利要求1所述的以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，所述搅拌的速度为500-1000rpm。

10.根据权利要求1所述的以农作物秸秆木质素为原料制备醋酸的方法，其特征在于，所述农作物秸秆木质素从小麦、玉米秸秆中提取。