【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质资源利用，具体涉及一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法。
技术介绍
1、生物质能是世界公认的零碳可再生能源，具有绿色、低碳的特点，是我国可再生能源体系的重要组成部分。木质素是构成农林生物质细胞壁的三大组分之一(含量15～30wt.％)，是自然界中唯一一种可再生芳香族酚类聚合物资源。全球每年工业木质素产量约5000万吨，80％来源于制浆造纸的工业废液。通常作为低值燃料直接燃烧用于供热或发电，高值化利用不到10％，造成了资源的浪费。
2、环己酮是一种重要的有机化学中间体，常用于生产己内酰胺、己二酸等化学品，广泛用于纺织、电子、机械、日用品等领域。下游产品可作为涂料分散剂、油墨增亮剂、树脂固化剂、塑料增塑剂和诱发剂、烟草和香料的增香剂等。工业生产环己酮的方法主要有苯酚法、环己烷氧化法、环己烯水合法三种，其中环己烷氧化法为主流方法，但反应过程中综合收率相对较低，反应需消耗大量的氢气。近年来，国内环己酮产能、产量呈现快速增长趋势，2019年国内环己酮生产能力为5550kt/a，产量为4180kt，预计随着国内己内酰胺产业链一体化的加快，2020-2023年国内环己酮将新增产能3600kt/a。
3、采用木质素为原料替代石油、煤炭等化石原料制备高价值化学品，对于缓解当前资源短缺及环境污染，助力“双碳”目标，提高农林生物质产业高质量发展等具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有木质素降解过程中存在产物易聚合、定向选择性低及碳利
2、为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，木质素在反应器中热解得到热解产物；所述热解产物与过热蒸汽在催化剂的作用下进行重整制氢和加氢反应，得到环己酮。
4、所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，催化剂为cu/tio2或mo/tio2，cu、mo含量分别为tio2质量的2.5％～20％。优选，cu、mo含量分别为tio2质量的10％。
5、所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，催化剂为cu/tio2或mo/tio2，催化剂与木质素的质量比为不高于50％。优选，催化剂与木质素的质量比为20％。
6、所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，过热蒸汽温度为250℃，流量为5-10g/min。
7、所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，热解温度为300-600℃，反应时间不高于3h，优选，反应时间0.5-2.5h；进一步优选，反应时间为2h。
8、所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，木质素为酶解木质素、硫酸盐木质素及碱木质素，优选，酶解木质素。
9、所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，包括如下步骤：
10、(1)将木质素与催化剂充分研磨混合；
11、(2)将木质素及催化剂混合物加入到固定床反应器中，并升温热解；
12、(3)向蒸汽发生器中加入去离子水，并升温至150℃，饱和蒸汽经过热得到过热蒸汽；
13、(4)打开阀门，采用过热蒸汽对固定床反应器进行吹扫；
14、(5)固定床反应器出口获得的蒸汽经冷凝得到环己酮。
15、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
16、(1)本专利技术采用蒸汽辅助木质素原位加氢热解，木质素热解产物与催化剂重整制氢并通过加氢催化剂作用促进木质素氢解解聚；木质素热解过程中，通过原位氢生成及加氢形成氢转移作用机制，调控木质素降解产物稳定化；同时通过调控催化剂加氢，实现降解产物酚类深度加氢形成高值化学品环己酮。该反应过程直接实现木质素定向转化获得环己酮，为木质素高值化利用开辟新的技术路径。
17、(2)针对木质素外源加氢过程中外源工业氢气制备过程碳排放高，造成木质素转化过程不可持续且成本高；开发一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解定向制备环己酮的方法，利用蒸汽与木质素降解低分子量组分催化制备氢气同时对降解木质素加氢热解，实现木质素原位加氢热解，提升降解过程木质素碳利用率。
18、(3)本专利技术解决外源加氢热解过程中加氢压力高(h2，1～6mpa)，造成降解过程安全性差，设备要求高等问题，开发一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，实现原位氢辅助加氢热解，解决降解过程存在的安全问题。
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1.一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，其特征在于，木质素在反应器中热解得到热解产物；所述热解产物与过热蒸汽在催化剂的作用下进行重整制氢和加氢反应，得到环己酮。
2.根据权利要求1所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，其特征在于，催化剂为Cu/TiO2或Mo/TiO2，Cu、Mo含量分别为TiO2质量的2.5％～25％。
3.根据权利要求1所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，其特征在于，催化剂与木质素的质量比为不高于50％。
4.根据权利要求1所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，其特征在于，过热蒸汽温度为250℃，流量为不高于10g/min。
5.根据权利要求1所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，其特征在于，热解温度为300-600℃，反应时间不高于3h。
6.根据权利要求1所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，其特征在于，木质素为酶解木质素、碱木质素或硫酸盐木质素。
7.根
...【技术特征摘要】
1.一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，其特征在于，木质素在反应器中热解得到热解产物；所述热解产物与过热蒸汽在催化剂的作用下进行重整制氢和加氢反应，得到环己酮。
2.根据权利要求1所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，其特征在于，催化剂为cu/tio2或mo/tio2，cu、mo含量分别为tio2质量的2.5％～25％。
3.根据权利要求1所述一种蒸汽耦合催化调控木质素原位加氢热解制备环己酮的方法，其特征在于，催化剂与木质素的质量比为不高于50％。
4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶俊，蒋剑春，王奎，徐俊明，李静，夏海虹，王瑞珍，程龙，王善勇，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：
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