秸秆制化工醇技术研究

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1、分类号：Q81;S216.2单位代码：10183研究生学号：201388E006密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）秸秆制化工醇技术研究ProductionEngineeringResearchofthechemicalalcoholmadeofstraws作者姓名：李连国类别：工程硕士领域（方向）：生物工程指导教师：欧阳红生教授培养单位：动物科学学院2018年12月秸秆制化工醇技术研究ProductionEngineeringResearchOfTheChemicalAlcoholMadeOfStraws作者姓名：李连国领域(方向)：生物工程指导教师：欧阳红生教

2、授类别：工程硕士答辩日期：2018年12月4日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则应承担侵权的法律责任。，吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成聚。对本文的研宂做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确

3、方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年Ｍ月日，摘要秸秆制化工醇技术研究乙二醇和丙二醇是重要的化学品。目前，工业上主要以石油为原料生产乙二醇和丙二醇。随着石油资源的日益枯竭，其局限性越来越突出。随着我国社会进步和经济发展，能源紧缺的矛盾日益突出。对比传统的石油工艺，利用可再生的生物质为原料生产乙二醇和丙二醇，具有广阔的发展前景。玉米秸秆是农业种植的主要副产物，是可再生的生物质原料。秸秆的组成成分是纤维素、半纤维素和木质素。半纤维素和木质素以共价键形式联接，组成网络结构，结晶的纤维素镶嵌在其中。纤维素是葡萄糖的聚合物。

4、将纤维素进行酶解，就可以得到葡萄糖。对葡萄糖进行进一步加工，就可以生产出乙二醇和丙二醇等产品。只有对秸秆进行预处理，将秸秆原有的网络结构破坏掉，纤维素的酶解反应才能进行。用碳酸钠处理秸秆是目前较通用的预处理方法之一。本文中除了碳酸钠法，还引入一种生物基溶剂法。在140℃-190℃之间，每提升10℃做一组碳酸钠法和生物基溶剂法的对比实验。对比两种方法预处理后固体酶解的实验结果，有如下发现：在180℃下，生物基溶剂法预处理后，秸秆糖混合液中葡萄糖的收率最高，达到了85.56%。由此确定：在180℃下，使用大成自产的生物基溶剂对秸秆进行预处理，是较碳酸钠法更优的秸秆预处理方法

5、。秸秆纤维素酶解后形成秸秆糖混合液。混合液中含有葡萄糖、木糖及微量多糖。这些糖类在催化剂的作用下经过加氢裂解，可以生成乙二醇、丙二醇、1，2-丁二醇等多元醇。然而，混合液中除了含有葡萄糖、木糖之外，还含有蛋白质、有机酸、金属离子等杂质。这些杂质会降低催化剂的活性。所以在对秸秆糖进行加氢裂解之前，先要对其进行精制纯化处理，以脱除有害杂质。对于秸秆糖的精制处理过程，首先使用活性炭、管式膜、陶瓷膜和纳滤膜对秸秆糖混合液分别进行了纯化处理实验，比较几种实验结果的脱色和去蛋白效果，确定了纳滤膜M8-11为最优的初步精制方案。确定初步精制方案后，又对不同的离子交换树脂进行筛选，确定

6、采用脱色树脂（LS-808B）-阳离子交换树脂（C150S）-阴离子交换树脂（A103S和A500S）-混床（LS树脂）工艺。此工艺可以有效的去除秸秆糖溶液中的蛋白、色素、金属离子等杂质，使秸秆糖溶液满足催化裂解要求。对精制后的秸秆糖在不同温度、压力和进料浓度下，将精制后的秸秆糖进行加氢裂解。对比实验，确定精制秸秆糖最佳的加氢裂解条件为：温度230℃、裂解压力10MPa、进料浓度55%。在此条件下裂解，葡萄糖转化率最高。裂解后的产物为多元醇混合液，其主要成分为丙二醇、乙二醇及1,2-丁二醇。对多元醇混合液进行蒸馏脱水后，在180℃，-98KPa条件下继续蒸馏，脱除多元醇

7、混合液中的丙三醇、山梨醇、乳酸盐等重组分；将脱重后多元醇混合液在I-90KPa、120℃的条件下蒸馏，脱除其中的2，3-丁二醇；然后使用共沸剂溶剂，用共沸的方法可以将丙二醇、乙二醇和1，2-丁二醇分开；再通过减压蒸馏，最终制备出高纯度（99%以上）的丙二醇和乙二醇产品。关键词：秸秆，酶解，秸秆糖，加氢裂解，乙二醇，丙二醇IIABSTRACTProductionEngineeringResearchofthechemicalalcoholmadeofstrawsEthyleneglycolandpropyleneglycolareimpor