一种直接氧化生物质制备有机酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种直接氧化生物质制备有机酸的方法，利用水在亚临界具有酸碱催化剂的特性，对生物质原料先进行水热预处理，再将其直接氧化生成有机酸。主要包括以下步骤：将自然存放下的生物质原料粉碎，加水配制成混合液；再将混合液加入反应器中隔绝氧气进行加热，完成水热预处理过程；然后向反应器中通入氧气，加热一段时间，进行氧化反应；反应结束后将所得混合液过滤，即可得到含有机酸的液体。

【技术实现步骤摘要】
一种直接氧化生物质制备有机酸的方法
本专利技术涉及生物质领域，具体涉及一种直接氧化生物质制备有机酸的方法。
技术介绍
随着经济的飞速发展，农业、林业也得到快速发展。与此同时，农林废弃物数量也逐渐增加。传统处理农业、林业废弃物的焚烧方式给环境带来污染，因此，提供一种科学合理的处理方式显得尤为重要。目前，将农业、林业废弃生物质转化为可再利用的物质，这种处理方式受到了人们的广泛关注。国内外都对废弃生物质进行了大量的研究，现有技术包括对生物质进行气化、液化和热解等方式将其转化为清洁的能源。通过生物质热解方式得到的液体中含有有机酸等多种高价值的化学品。有机酸具有杀菌、抑菌的作用。利用有机酸制作成的非腐蚀性除冰剂无毒且对环境温和，可生物降解；有机酸添加在饲料中，不仅可以改善饲料的适口性，还能促进矿物质和维生素等养分被消化吸收，提高抗应激能力。但目前生物质热解方式存在不足：生产技术和生产工艺都比较复杂，有价值产物的产量偏低，不适用大规模的生产。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种直接氧化生物质制备有机酸的方法。本专利技术提供了一种直接氧化生物质制备有机酸的方法，具有这样的特征，包括：步骤一，将自然存放下的生物质原料粉碎成粒径为0.01～6mm的颗粒；步骤二，将步骤一所得的颗粒与去离子水按质量比为1:30～1:8配制成混合液；步骤三，将步骤二所得的混合液加入反应器中，再将反应器的两端的阀门打开，通入惰性气体使反应器内的空气排尽，再关闭阀门；步骤四，将反应器放入温度为280～350℃的盐浴槽内加热0.5～6h，再将反应器取出放入水中冷却至室温；步骤五，取出反应器，将反应器的两端的阀门打开，通入氧气，在0.5～20min后关闭阀门；步骤六，再次将反应器垂直放入温度为280～350℃的盐浴槽内加热0.5～2h，再将反应器取出放入冰水中冷却0.5～6h；步骤七，再次取出反应器，将反应器内的混合液过滤，获得含有有机酸的液体。在本专利技术提供的直接氧化生物质制备有机酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，自然存放下的生物质原料为农林废弃物。在本专利技术提供的直接氧化生物质制备有机酸的方法中，还可以具有这样的特征：在步骤二中的颗粒与去离子水的质量比为1:20。在本专利技术提供的直接氧化生物质制备有机酸的方法中，还可以具有这样的特征：在步骤三中的惰性气体的流量为80～1600mL/min。在本专利技术提供的直接氧化生物质制备有机酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤五中的氧气流量为100～2000mL/min。在本专利技术提供的直接氧化生物质制备有机酸的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤四和步骤六中的盐浴槽的温度为300℃。专利技术的作用与效果本专利技术所涉及的一种直接氧化生物质制备有机酸的方法，利用水在亚临界具有酸碱催化剂的特性，对生物质原料先进行水热预处理，再将其直接氧化可生成有机酸。本专利技术的直接氧化生物质制备有机酸的方法较好地解决农林废弃物传统处理方式污染环境的问题。本专利技术的直接氧化生物质制备有机酸的方法工艺流程简单，处理周期短，回收利用的有机酸产量显著提高，而且适合工业使用。本专利技术的直接氧化生物质制备有机酸的方法提高了农林废弃物的循环利用率，创造更大的经济价值，对可持续发展具有重大的现实意义。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本专利技术的接氧化生物质制备有机酸的方法作具体阐述。自然存放下的生物质原料为农林废弃物，如棉杆、秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠、花生壳、玉米芯和油茶壳等，本实施例中采用自然存放下的棉杆生物质原料进行实验。<传统热解法>采用传统热解法处理自然存放下的棉杆生物质原料，将棉杆生物质原料粉碎处理，然后隔绝氧气加热热解，收集挥发出的气体，待气体冷凝后得到液体。测量得到的液体中有机酸的相对含量为13.81％。<实施例一>步骤一，将自然存放下的棉杆生物质原料粉碎成粒径为0.01～6mm的颗粒。步骤二，将步骤一所得的颗粒与去离子水按质量比为1:20配制成混合液。步骤三，将步骤二所得的混合液加入耐高温高压和耐腐蚀的不锈钢反应器中，再将反应器的两端的阀门打开，通入惰性气体使反应器内的空气排尽，再关闭阀门，惰性气体的流量为800mL/min。步骤四，将反应器垂直放入温度为300℃的盐浴槽内加热0.5h，再将反应器取出放入水中冷却至室温，至此水热预处理过程完成。步骤五，取出反应器，将反应器的两端的阀门打开，通入氧气，在2min后关闭阀门，氧气流量为1000mL/min。步骤六，再次将反应器垂直放入温度为300℃的盐浴槽内加热0.5h，然后将反应器取出放入冰水中冷却2h。步骤七，再次取出反应器，将反应器内的混合液过滤，获得含有有机酸的液体。本实施例的方法处理棉杆得到的液体中有机酸的相对含量为26.84％，传统热解法处理棉杆得到的液体中有机酸的相对含量为13.81％，由此可见，有机酸产率显著提高了。<实施例二>步骤一，将自然存放下的棉杆生物质原料粉碎成粒径为0.01～6mm的颗粒。步骤二，将步骤一所得的颗粒与去离子水按质量比为1:20配制成混合液。步骤三，将步骤二所得的混合液加入耐高温高压和耐腐蚀的不锈钢反应器中，再将反应器的两端的阀门打开，通入惰性气体使反应器内的空气排尽，再关闭阀门，惰性气体的流量为800mL/min。步骤四，将反应器垂直放入温度为300℃的盐浴槽内加热1h，再将反应器取出放入水中冷却至室温，至此水热预处理过程完成。步骤五，取出反应器，将反应器的两端的阀门打开，通入氧气，在2min后关闭阀门，氧气流量为1000mL/min。步骤六，再次将反应器垂直放入温度为300℃的盐浴槽内加热0.5h，然后将反应器取出放入冰水中冷却2h。步骤七，再次取出反应器，将反应器内的混合液过滤，获得含有有机酸的液体。本实施例的方法处理棉杆得到的液体中有机酸的相对含量为32.58％，传统热解法处理棉杆得到的液体中有机酸的相对含量为13.81％，由此可见，有机酸产率显著提高了。<实施例三>步骤一，将自然存放下的棉杆生物质原料粉碎成粒径为0.01～6mm的颗粒。步骤二，将步骤一所得的颗粒与去离子水按质量比为1:20配制成混合液。步骤三，将步骤二所得的混合液加入耐高温高压和耐腐蚀的不锈钢反应器中，再将反应器的两端的阀门打开，通入惰性气体使反应器内的空气排尽，再关闭阀门，惰性气体的流量为800mL/min。步骤四，将反应器垂直放入温度为300℃的盐浴槽内加热1.5h，再将反应器取出放入水中冷却至室温，至此水热预处理过程完成。步骤五，取出反应器，将反应器的两端的阀门打开，通入氧气，在2min后关闭阀门，氧气流量为1000mL/min。步骤六，再次将反应器垂直放入温度为300℃的盐浴槽内加热0.5h，然后将反应器取出放入冰水中冷却2h。步骤七，再次取出反应器，将反应器内的混合液过滤，获得含有有机酸的液体。本实施例的方法处理棉杆得到的液体中有机酸的相对含量为30.66％，传统热解法处理棉杆得到的液体中有机酸的相对含量为13.81％，由此可见，有机酸产率显著提高了。<实施例四>步骤一，将自然存放下的棉杆生物质原料粉碎成粒径为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接氧化生物质制备有机酸的方法，其特征在于，包括：步骤一，将自然存放下的生物质原料粉碎成粒径为0.01～6mm的颗粒；步骤二，将步骤一所得的所述颗粒与去离子水按质量比为1:30～1:8配制成混合液；步骤三，将步骤二所得的所述混合液加入反应器中，再将所述反应器的两端的阀门打开，通入惰性气体使所述反应器内的空气排尽，再关闭所述阀门；步骤四，将所述反应器放入温度为280～350℃的盐浴槽内加热0.5～6h，再将所述反应器取出，放入水中冷却至室温；步骤五，取出所述反应器，将所述反应器的两端的所述阀门打开，通入氧气，在0.5～20min后关闭所述阀门；步骤六，再次将所述反应器垂直放入温度为280～350℃的盐浴槽内加热0.5～2h，再将所述反应器取出，放入冰水中冷却0.5～6h；步骤七，再次取出所述反应器，将所述反应器内的所述混合液过滤，获得含有有机酸的液体。

【技术特征摘要】
1.一种直接氧化生物质制备有机酸的方法，其特征在于，包括：步骤一，将自然存放下的生物质原料粉碎成粒径为0.01～6mm的颗粒；步骤二，将步骤一所得的所述颗粒与去离子水按质量比为1:30～1:8配制成混合液；步骤三，将步骤二所得的所述混合液加入反应器中，再将所述反应器的两端的阀门打开，通入惰性气体使所述反应器内的空气排尽，再关闭所述阀门；步骤四，将所述反应器放入温度为280～350℃的盐浴槽内加热0.5～6h，再将所述反应器取出，放入水中冷却至室温；步骤五，取出所述反应器，将所述反应器的两端的所述阀门打开，通入氧气，在0.5～20min后关闭所述阀门；步骤六，再次将所述反应器垂直放入温度为280～350℃的盐浴槽内加热0.5～2h，再将所述反应器取出，放入冰水中冷却0.5～6h；步骤七，再次...

【专利技术属性】
技术研发人员：张守玉，王才威，张一帆，李昊，江锋浩，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31