專利名稱：用植物纖維素制備乙烷的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備乙烷的方法，特別是指一種用植物纖維素制備乙烷的方法。
本發明的目的是這樣實現的，一種用植物纖維素制備乙烷的方法，其包括以下步驟(重量比)a.將含水量低于10％的植物纖維素原料粉碎成小于或等于3毫米的小段，按植物纖維素原料∶氯化鈉∶水＝1∶0.01∶0.25的比例，一邊攪拌一邊將氯化鈉水溶液噴淋到植物纖維素原料中，并攪拌均勻，在25℃-35℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；b.按植物纖維素原料∶尿素∶磷酸二銨＝1∶0.005∶0.0075的比例，一邊攪拌一邊分別將尿素和磷酸二銨依次撒入上步所得的經一次發酵后的植物纖維素原料之中，并攪拌均勻，在35℃-45℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；c.按植物纖維素原料∶酒精∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例和植物纖維素原料∶糖化酶∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例，一邊攪拌一邊分別將酒精水溶液和糖化酶水溶液依次噴淋到上步所得的經二次發酵后的植物纖維素原料之中，并攪拌均勻，在45℃-55℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；d.按植物纖維素原料∶98％硫酸∶水＝1∶0.001∶0.05的比例，一邊攪拌一邊將稀釋后的硫酸水溶液噴淋到上步所得的經三次發酵后的植物纖維素原料之中，并攪拌均勻，在55℃-65℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；e.按植物纖維素原料∶純堿∶水＝1∶0.001∶0.025的比例，一邊攪拌一邊將純堿水溶液噴淋到上步所得的經四次發酵后的植物纖維素原料之中，并攪拌均勻，在55℃-65℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；f.將上步所得的經五次發酵后的植物纖維素原料進行固液分離，保留分離出來的液體部分備用，該液體部分為含有雜質的葡萄糖溶液；g.按葡萄糖溶液∶酒化酶＝1∶0.001的比例，將酒化酶加入上步所得葡萄糖溶液之中，攪拌均勻，在1個大氣壓和130℃-170℃的條件下，反應0.5小時，此時葡萄糖溶液中的葡萄糖已轉變成乙醇，葡萄糖溶液轉變成乙醇溶液；h.按乙醇溶液∶三氧化二鎳＝1∶0.001的比例，將三氧化二鎳加入上步所得的乙醇溶液之中，攪拌均勻，在40-50個大氣壓和130℃-200℃的條件下，反應0.5小時，此時乙醇溶液中的乙醇轉變成乙烯氣體和水，取乙烯氣體備用；i.按乙烯氣體∶三氧化二鎳∶氫氣＝1∶0.001∶1的比例，將三氧化二鎳和氫氣與上步所得乙烯氣體混合均勻后，在50-60個大氣壓和150℃-180℃及紫外線照射的條件下，反應0.5小時，此過程中乙烯發生加成反應生成乙烷，乙烯氣體轉變成乙烷氣體；j.按乙烷氣體∶鎳粉＝1∶0.001的比例，將鎳粉加入到30％氫氧化鈉溶液中，再將上步所得乙烷氣體通入該30％氫氧化鈉溶液中進行洗氣后，即得純凈的乙烷氣體。
所述植物纖維素原料是指各種農作物的秸稈、蘆葦或樹木。
本發明所述用植物纖維素制備乙烷的方法可以利用農作物秸稈中富含的植物纖維素來制備乙烷氣體，將原來毫無用處的農作物秸稈變為生產清潔能源的原材料，從而可以消除焚燒秸稈對環境造成的污染；并且，本發明所述用植物纖維素制備乙烷的方法具有工藝步驟簡單、原料易得和設備投資少的特點。
i.按乙烯氣體∶三氧化二鎳∶氫氣＝1∶0.001∶1的比例，將三氧化二鎳和氫氣與上步所得乙烯氣體混合均勻后，在50-60個大氣壓和150℃-180℃及紫外線照射的條件下，反應0.5小時，此過程中乙烯發生加成反應生成乙烷，乙烯氣體轉變成乙烷氣體；本步驟中的三氧化二鎳是作為催化劑用的，混合時只需要將三氧化二鎳固體粉末與乙烯氣體和氫氣混合均勻即可；j.按乙烷氣體∶鎳粉＝1∶0.001的比例，將鎳粉加入到30％氫氧化鈉溶液中，再將上步所得乙烷氣體通入該30％氫氧化鈉溶液中進行洗氣后，即得純凈的乙烷氣體。
上述用植物纖維素制備乙烷的方法中所用的植物纖維素原料是指各種農作物的秸稈、蘆葦或樹木；農作物秸稈是指麥桿、稻桿、棉桿、玉米桿等。
實施例用棉桿制備乙烷的方法，其包括以下步驟(重量比)a.將含水量低于10％的棉桿粉碎成小于或等于3毫米的小段，按棉桿∶氯化鈉∶水＝1∶0.01∶0.25的比例，先將氯化鈉溶于水中，然后一邊攪拌一邊將氯化鈉水溶液噴淋到棉桿中，并攪拌均勻，在25℃-35℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；b.按棉桿∶尿素∶磷酸二銨＝1∶0.005∶0.0075的比例，一邊攪拌一邊分別將尿素和磷酸二銨依次撒入上步所得的經一次發酵后的棉桿之中，并攪拌均勻，在35℃-45℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；c.按棉桿∶酒精∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例和棉桿∶糖化酶∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例，先分別將酒精和糖化酶溶于水中制成酒精水溶液和糖化酶水溶液，然后一邊攪拌一邊分別將酒精水溶液和糖化酶水溶液依次噴淋到上步所得的經二次發酵后的棉桿之中，并攪拌均勻，在45℃-55℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；d.按棉桿∶98％硫酸∶水＝1∶0.001∶0.05的比例，先將98％硫酸和水混合均勻，然后一邊攪拌一邊將稀釋后的硫酸水溶液噴淋到上步所得的經三次發酵后的棉桿之中，并攪拌均勻，在55℃-65℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；e.按棉桿∶純堿∶水＝1∶0.001∶0.025的比例，先將純堿Na2CO3溶解于水中，然后一邊攪拌一邊將純堿水溶液噴淋到上步所得的經四次發酵后的棉桿之中，并攪拌均勻，在55℃-65℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；f.棉桿經過上述五次發酵后，其中的植物纖維素在水和各種酶、催化劑、酸、堿、鹽的作用下，被逐步發酵分解轉化成葡萄糖；將上步所得的經五次發酵后的棉桿進行固液分離，保留分離出來的液體部分備用，該液體部分為含有雜質的葡萄糖溶液；分離出來的固體部分可以作為動物飼料使用；g.按葡萄糖溶液∶酒化酶＝1∶0.001的比例，將酒化酶加入上步所得葡萄糖溶液之中，攪拌均勻，在1個大氣壓和130℃-170℃的條件下，反應0.5小時，此時葡萄糖溶液中的葡萄糖已轉變成乙醇，葡萄糖溶液轉變成乙醇溶液；h.按乙醇溶液∶三氧化二鎳＝1∶0.001的比例，將三氧化二鎳加入上步所得的乙醇溶液之中，攪拌均勻，在40-50個大氣壓和130℃-200℃的條件下，反應0.5小時，此時乙醇溶液中的乙醇轉變成乙烯氣體和水，取乙烯氣體備用；i.按乙烯氣體∶三氧化二鎳∶氫氣＝1∶0.001∶1的比例，將三氧化二鎳和氫氣與上步所得乙烯氣體混合均勻后，在50-60個大氣壓和150℃-180℃及紫外線照射的條件下，反應0.5小時，此過程中乙烯發生加成反應生成乙烷，乙烯氣體轉變成乙烷氣體；j.按乙烷氣體∶鎳粉＝1∶0.001的比例，將鎳粉加入到30％氫氧化鈉溶液中，再將上步所得乙烷氣體通入該30％氫氧化鈉溶液中進行洗氣后，即得純凈的乙烷氣體。
權利要求
1.一種用植物纖維素制備乙烷的方法，其特征在于其包括以下步驟(重量比)a.將含水量低于10％的植物纖維素原料粉碎成小于或等于3毫米的小段，按植物纖維素原料∶氯化鈉∶水＝1∶0.01∶0.25的比例，一邊攪拌一邊將氯化鈉水溶液噴淋到植物纖維素原料中，并攪拌均勻，在25℃-35℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；b.按植物纖維素原料尿素∶磷酸二銨＝1∶0.005∶0.0075的比例，一邊攪拌一邊分別將尿素和磷酸二銨依次撒入上步所得的經一次發酵后的植物纖維素原料之中，并攪拌均勻，在35℃-45℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；c.按植物纖維素原料∶酒精∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例和植物纖維素原料∶糖化酶∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例，一邊攪拌一邊分別將酒精水溶液和糖化酶水溶液依次噴淋到上步所得的經二次發酵后的植物纖維素原料之中，并攪拌均勻，在45℃-55℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；d.按植物纖維素原料∶98％硫酸∶水＝1∶0.001∶0.05的比例，一邊攪拌一邊將稀釋后的硫酸水溶液噴淋到上步所得的經三次發酵后的植物纖維素原料之中，并攪拌均勻，在55℃-65℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；e.按植物纖維素原料∶純堿∶水＝1∶0.001∶0.025的比例，一邊攪拌一邊將純堿水溶液噴淋到上步所得的經四次發酵后的植物纖維素原料之中，并攪拌均勻，在55℃-65℃的溫度下，封閉發酵72小時后備用；f.將上步所得的經五次發酵后的植物纖維素原料進行固液分離，保留分離出來的液體部分備用，該液體部分為含有雜質的葡萄糖溶液；g.按葡萄糖溶液∶酒化酶＝1∶0.001的比例，將酒化酶加入上步所得葡萄糖溶液之中，攪拌均勻，在1個大氣壓和130℃-170℃的條件下，反應0.5小時，此時葡萄糖溶液中的葡萄糖已轉變成乙醇，葡萄糖溶液轉變成乙醇溶液；h.按乙醇溶液∶三氧化二鎳＝1∶0.001的比例，將三氧化二鎳加入上步所得的乙醇溶液之中，攪拌均勻，在40-50個大氣壓和130℃-200℃的條件下，反應0.5小時，此時乙醇溶液中的乙醇轉變成乙烯氣體和水，取乙烯氣體備用；i.按乙烯氣體∶三氧化二鎳∶氫氣＝1∶0.001∶1的比例，將三氧化二鎳和氫氣與上步所得乙烯氣體混合均勻后，在50-60個大氣壓和150℃-180℃及紫外線照射的條件下，反應0.5小時，此過程中乙烯發生加成反應生成乙烷，乙烯氣體轉變成乙烷氣體；j.按乙烷氣體∶鎳粉＝1∶0.001的比例，將鎳粉加入到30％氫氧化鈉溶液中，再將上步所得乙烷氣體通入該30％氫氧化鈉溶液中進行洗氣后，即得純凈的乙烷氣體。
2.根據權利要求1所述的一種用植物纖維素制備乙烷的方法，其特征在于所述植物纖維素原料是指各種農作物的秸稈、蘆葦或樹木。
全文摘要
本發明涉及一種用植物纖維素制備乙烷的方法，其先將植物纖維素原料加入氯化鈉、尿素、磷酸二銨、酒精、糖化酶、98％硫酸、純堿和水后進行五次封閉發酵，將植物纖維素轉變成葡萄糖，再將葡萄糖轉變成乙醇，再將乙醇轉變成乙烯，再通過加成反應將乙烯轉變成乙烷；所述植物纖維素原料是指各種農作物的秸稈、蘆葦或樹木；本發明所述用植物纖維素制備乙烷的方法可以利用農作物秸稈中富含的植物纖維素來制備乙烷氣體，將原來毫無用處的農作物秸稈變為生產清潔能源的原材料，從而可以消除焚燒秸稈對環境造成的污染；并且，本發明所述用植物纖維素制備乙烷的方法具有工藝步驟簡單、原料易得和設備投資少的特點。
文檔編號C12P5/02GK1454999SQ03136110
公開日2003年11月12日 申請日期2003年5月14日 優先權日2003年5月14日
發明者馬發軍 申請人:馬發軍