可再生能源2024,Vol.42Issue(5) :592-600.

超低酸催化纤维素醇解制备乙酰丙酸乙酯

Preparation of ethyl levulinate from cellulose alcoholysis catalyzed by extremely acid

陈一航 梁轩宇 郝金波 赵浩然 徐桂转
可再生能源2024,Vol.42Issue(5) :592-600.

超低酸催化纤维素醇解制备乙酰丙酸乙酯

Preparation of ethyl levulinate from cellulose alcoholysis catalyzed by extremely acid

陈一航 1梁轩宇 1郝金波 1赵浩然 1徐桂转1
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作者信息

  • 1. 河南农业大学 机电工程学院,河南 郑州 450002;农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室,河南 郑州 450002
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摘要

乙酰丙酸乙酯(EL)是极具潜力的生物质燃料和添加剂,利用产量丰富的生物质生产EL有利于EL的产业化、大规模化生产.文章利用超低浓度硫酸催化纤维素制备EL,研究了硫酸用量、反应时间、反应温度和底物浓度对EL产率的影响,并利用响应面Box-Behnken模型研究各因素对EL产率的影响.优化EL制取工艺,得到了超低浓度硫酸催化纤维素制取EL的最优工艺条件:硫酸用量为 0.5%,反应温度为 204℃,反应时间为240 min,底物浓度为 29 g/L,EL实际平均产率为66.70%,与理论预测值相对误差为 3.25%.利用GC-MS分析了不同反应时间下超低浓度硫酸催化纤维素的醇解产物分布,提出了可能的反应路径.研究结果可为纤维素生物质醇解转化提供借鉴和参考.

Abstract

Ethyl levulinate(EL)is a highly promising biomass fuel and additive,and the production of EL using yield-rich biomass is beneficial to the industrialized large-scale production of EL.In this article,we studied the effects of sulfuric acid dosage,reaction time,reaction temperature and substrate concentration on the yield of EL using ultra-low concentration sulfuric acid catalyzed cellulose,and optimized the EL production process by using response surface Box-Behnken model to study the effects of various factors on the yield of EL,and obtained the optimal process conditions for EL production from ultra-low concentration sulfuric acid catalyzed cellulose:sulfuric acid dosage 0.5%,reaction temperature 204℃,reaction time 240 min,substrate concentration 29 g/L reaction,the actual average yield of EL was 66.70%,with a relative error of 3.25%from the theoretical prediction.GC-MS analyzed the distribution of alcoholysis products of ultra-low concentration sulfuric acid-catalyzed cellulose under different reaction times,and proposed possible reaction pathways,the results of which can provide reference and reference for the alcoholysis conversion of cellulosic biomass.

关键词

纤维素/超低酸/乙酰丙酸乙酯/响应面/醇解

Key words

cellulose/extremely low acid/ethyl levulinate/response surface methodology/alcoholysis

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基金项目

国家自然科学基金(U1904122)

出版年

2024
可再生能源
辽宁省能源研究所 中国农村能源行业协会 中国资源综合利用协会可再生能源专委会 中国生物质能技术开发中心 辽宁省太阳能学会

可再生能源

CSTPCD北大核心
影响因子:0.605
ISSN:1671-5292
参考文献量16
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