一种油茶壳原料全组分利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种油茶壳原料全组分利用的方法，其包括，将油茶壳加入酸性溶液反应体系，待反应结束后，将固液进行过滤分离，将液体产物分别进行中和、脱色、离子交换预处理后作为反应底物，加入所制备的Ni基催化剂，形成反应体系，制备高产率的木糖醇。将固体残渣水洗至滤液呈中性，加入Mo基催化剂、供氢试剂、两相溶剂体系进行反应，反应完后，过滤，得到含有2，5‑二甲基呋喃的燃料以及二次固体残渣。二次固体残渣再经过催化快速热解，得到富含酚类物质的液体产物。本发明专利技术实用性强，工艺合理，生产周期短，能够实现油茶壳原料的全组分高值化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种油茶壳原料全组分利用的方法
本专利技术属于农业废弃物处理
，具体涉及一种油茶壳原料全组分利用的方法。
技术介绍
油茶是一种广泛分布于南方的食用油木本植物，主要分布在浙江、江西、湖南、广西四省；油茶种子可以用来生产高品质的食用油，其富含维生素和不饱和脂肪酸，可用于预防常见心血管疾病和治疗高血压。然而，油茶壳却没有得到有效充分利用。每吨油茶中可产生0.54吨油茶壳，每年都有300万吨油茶壳被当作农林废弃物所丢弃或者直接燃烧，这造成了极大的经济损失和环境污染。油茶壳中半纤维素含量丰富，可作为生物质原料生产制备一系列具有高附加值的化学品，如木糖醇、木糖、糠醛、乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇等。木糖醇是一种五碳糖醇，在工业生产中，由于其低热量和抗癌特性而被当作糖的替代物，是最昂贵的多元醇甜味剂之一。木糖醇还由于其高甜度和可以抑制微生物生长的特性被广泛应用于食品工业中，可以作为糖尿病人的甜味剂。由木糖醇可以制备一系列高附加值的化学品，被美国能源协会选为12种平台分子之一。木糖醇目前工业生产主要是以玉米芯为原料，首先经水解制备出木糖，然后再进行加氢反应，生成木糖醇。其中，雷尼镍由于其廉价和易回收的特点被广泛用于木糖加氢反应。2，5-二甲基呋喃(DMF)是一种优良的生物质液体燃料。DMF具有高于乙醇约40％的能量密度，与汽油热值接近；具有比乙醇更高的沸点、较高的辛烷值，防爆性能较好；最重要的一点，DMF蒸发分离过程中所消耗的能量只是乙醇蒸发分离过程中所消耗能量的三分之一，这些优点使DMF正逐渐成为汽油和燃料乙醇的一种强有力的替代品。因此，DMF的高效合成越来越受到人们的广泛关注。目前，国内外主要采用糖类化合物为起始原料(如果糖、葡萄糖等)，原料成本高，DMF的收率低(<60％)，产物选择性差。目前，国内对于油茶壳的利用还处于起步阶段，大部分技术主要针对某一单一组分的利用，如制备木糖、糠醛、活性炭。然而，如何高效全组分利用其三种组分生产高附加值的产品，这还是个难题。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述的技术缺陷，提出了本专利技术。因此，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供一种油茶壳原料全组分利用的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种油茶壳原料全组分利用的方法，其包括，将粉碎后的油茶壳、酸性溶液加入反应器中，形成反应体系，所述的油茶壳和酸性溶液的质量体积比1：1～20，在反应温度60～200℃，反应时间为0.5～10h条件下进行反应，反应结束后冷却至室温，抽滤使固液分离，得到固体残渣和液体产物；将液体产物分别进行中和、活性炭脱色、阴阳离子交换预处理、蒸发；将Ni基催化剂和预处理后的液体产物投入反应容器中，60～250℃温度下，氢气压力为0.1～10MPa条件下进行反应，得到木糖醇；用水将固体残渣洗至滤液呈中性，干燥至恒重，加入Mo基催化剂、供氢试剂、两相溶剂体系进行反应，60～250℃温度，惰性气体气氛下，反应完后，过滤，得到含有2，5-二甲基呋喃的燃料添加剂以及二次固体残渣；将所述二次固体残渣加热，温度为300～900℃，进行催化快速热解，得到酚类物质。作为本专利技术所述的油茶壳原料全组分利用的方法的一种优选方案：所述酸性溶液，包括甲酸、乙酸、硫酸、草酸中的一种，所述的油茶壳和酸性溶液的质量体积比为1：5～10，其反应温度为100～120℃，反应时间为2h。作为本专利技术所述的油茶壳原料全组分利用的方法的一种优选方案：所述阴阳离子交换，为按照阴离子交换树脂-阳离子交换树脂-阴离子交换树脂的顺序进行离子交换。作为本专利技术所述的油茶壳原料全组分利用的方法的一种优选方案：所述Ni基催化剂，包括5％Ni-10％Re/AC催化剂，其反应温度为140℃。作为本专利技术所述的油茶壳原料全组分利用的方法的一种优选方案：所述Mo基催化剂，包括Mo/Beta、Mo/ZSM-5、Mo/丝光沸石、Mo/SBA-15、Mo/MCM-41中的一种。作为本专利技术所述的油茶壳原料全组分利用的方法的一种优选方案：所述供氢试剂，包括H2、甲酸、甲酸胺、甲酸钠、异丙醇、正丁醇的一种，所述惰性气体，包括氮气。作为本专利技术所述的油茶壳原料全组分利用的方法的一种优选方案：所述两相溶剂体系，为水和有机相，其中，有机相包括THF、甲苯、苯、对二甲苯、环己烷中的一种。作为本专利技术所述的油茶壳原料全组分利用的方法的一种优选方案：所述将二次固体残渣加热，其温度为600～650℃。作为本专利技术所述的油茶壳原料全组分利用的方法的一种优选方案：所述酚类物质，包括2-甲氧基-4-甲基苯酚、2，5-二甲基苯酚、2-甲氧基苯酚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚、4-乙基-3-甲氧基苯酚、4-乙基苯酚、1-乙炔基-4-甲基苯本专利技术的有益效果：本专利技术实用性强，工艺合理，生产周期短，能够实现油茶壳原料的全组分高值化利用；对富含木糖的液体产物进行预处理后，制备出高产率的木糖醇；在生产高产率的木糖醇的同时联产2，5-二甲基呋喃以及酚类化合物，实现了油茶壳中纤维素、半纤维素、木质素的全组分利用，解决了传统工艺利用农林废弃物生产单一的缺陷，减少资源浪费，增加经济效应。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术油茶壳原料水解制备木糖的机理图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例1：油茶壳原料全组分高值化利用的方法，包括：将粉碎后的油茶壳、0.5％稀硫酸溶液加入反应器中，形成反应体系，所述的油茶壳和酸性溶液的质量体积比1：10；在反应温度100℃，反应时间为2h条件下进行反应，反应结束后冷却至室温，抽滤使固液分离，得到固体残渣和液体产物；将液体产物分别用碳酸钙进行中和、活性炭脱色、732型阴离子树脂、D301阳离子交换、732型阴离子树脂预处理后，蒸发至所需浓度；将5％Ni-5％Re/AC催化剂和预处理后的液体产物投入反应容器中，140℃温度下，氢气压力2MPa条件下进行反应，制备出高产率的木糖醇；用去离子水将固体残渣洗至滤液呈中性，干燥至恒重，加入Mo/Beta催化剂、供氢试剂甲酸、水/甲苯体系进行反应，200℃温度，N2气氛下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油茶壳原料全组分利用的方法，其特征在于：包括，将粉碎后的油茶壳、酸性溶液加入反应器中，形成反应体系，所述的油茶壳和酸性溶液的质量体积比1：1～20，在反应温度60～200℃，反应时间为0.5～10h条件下进行反应，反应结束后冷却至室温，抽滤使固液分离，得到固体残渣和液体产物；将液体产物分别进行中和、活性炭脱色、阴阳离子交换预处理、蒸发；将Ni基催化剂和预处理后的液体产物投入反应容器中，60～250℃温度下，氢气压力为0.1～10MPa条件下进行反应，得到木糖醇；用水将固体残渣洗至滤液呈中性，干燥至恒重，加入Mo基催化剂、供氢试剂、两相溶剂体系进行反应，60～250℃温度，惰性气体气氛下，反应完后，过滤，得到含有2，5‑二甲基呋喃的燃料添加剂以及二次固体残渣；将所述二次固体残渣加热，温度为300～900℃，进行催化快速热解，得到酚类物质。

【技术特征摘要】
1.一种油茶壳原料全组分利用的方法，其特征在于：包括，将粉碎后的油茶壳、酸性溶液加入反应器中，形成反应体系，所述的油茶壳和酸性溶液的质量体积比1：1～20，在反应温度60～200℃，反应时间为0.5～10h条件下进行反应，反应结束后冷却至室温，抽滤使固液分离，得到固体残渣和液体产物；将液体产物分别进行中和、活性炭脱色、阴阳离子交换预处理、蒸发；将Ni基催化剂和预处理后的液体产物投入反应容器中，60～250℃温度下，氢气压力为0.1～10MPa条件下进行反应，得到木糖醇；用水将固体残渣洗至滤液呈中性，干燥至恒重，加入Mo基催化剂、供氢试剂、两相溶剂体系进行反应，60～250℃温度，惰性气体气氛下，反应完后，过滤，得到含有2，5-二甲基呋喃的燃料添加剂以及二次固体残渣；将所述二次固体残渣加热，温度为300～900℃，进行催化快速热解，得到酚类物质。2.如权利要求1所述的油茶壳原料全组分利用的方法，其特征在于：所述酸性溶液，包括甲酸、乙酸、硫酸、草酸中的一种，所述的油茶壳和酸性溶液的质量体积比为1：5～10，其反应温度为100～120℃，反应时间为2h。3.如权利要求1或2所述的油茶壳原料全组分利用的方法，其特征在于：所述阴阳离子交换，为按照阴离子交换树脂-阳离...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏海岸，章磊，胡红，孙国瀚，安佳欢，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32