極低酸中稻殼水解特性及轉(zhuǎn)化乙酸丙酸的試驗研究.pdf

1、乙酰丙酸是用生物質(zhì)資源直接水解的重要產(chǎn)物，可以用數(shù)量巨大的可再生資源來大量生產(chǎn)，廉價的乙酰丙酸已成為一種基于生物質(zhì)資源的新型平臺化合物，它可以用來生產(chǎn)各種高附加值的產(chǎn)品。它的分子中有一個羰基，一個羧基，一個甲基和兩個亞甲基，具有良好的物理和化學(xué)性質(zhì)，能發(fā)生酯化、取代和中和反應(yīng)，主要用于農(nóng)藥、香料、輕化工等工業(yè)領(lǐng)域中。
　　 目前，在生物質(zhì)水解制備乙酰丙酸的工藝中，多采用濃硫酸為催化劑，但該工藝對設(shè)備有較大的腐蝕性，并對環(huán)境造成污

2、染。因此，開發(fā)新型綠色的水解工藝成為當務(wù)之急。據(jù)此，本論文采用極低酸水解工藝，對生物質(zhì)稻殼在極低酸中的水解規(guī)律進行了研究，并在此基礎(chǔ)上，對稻殼轉(zhuǎn)化乙酰丙酸的條件和動力學(xué)進行了探索性實驗，以期為極低酸水解生物質(zhì)制備乙酰丙酸提供理論參考。
　　 選用稻殼作為原料，是因為我國是水稻生產(chǎn)的大國，有著非常豐富的稻殼資源，但是目前利用率特別低，多數(shù)被白白遺棄，選用它做為原料以期得到廣大研究人員的重視，使它“變廢為寶”。
　　 首先，

3、在酸濃度0.1％，溫度160～260℃的范圍，對纖維素在極低酸中的降解規(guī)律進行研究。結(jié)果顯示：稻殼在極低酸中的降解，隨溫度的變化存在兩個階段，兩個階段分別符合不同的一級動力學(xué)模型。分析得到兩個線性回歸方程，在160℃～200℃，線性回歸的方程為：y=-3.4773+2.9019x。在220℃～260℃，線性回歸的方程為：y=-3.0196+2.4472x。
　　 再者，在酸濃度為0.1％的硫酸極低酸的水環(huán)境下，利用自行設(shè)計的高壓

4、反應(yīng)釜，在200～280℃范圍內(nèi)，分別考察了溫度、時間、液固比、目數(shù)等因素對乙酰丙酸產(chǎn)率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)稻殼粒度對乙酰丙酸產(chǎn)率的影響較小，其它四種因素都有明顯的作用，并得到了優(yōu)化的工藝條件為：反應(yīng)溫度240℃、硫酸濃度0.1％、液固比32:1，反應(yīng)時間30min。在此條件下，稻殼中纖維素的轉(zhuǎn)化率為32.09％。
　　 在此基礎(chǔ)上，通過儀器分析對反應(yīng)原料稻殼殘渣進行比較分析，首先利用掃描電鏡(SEM)對水解殘渣的形態(tài)進行了對比，并