【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生物基大宗化學品的化工合成，具體涉及一種生物基對苯二甲酸的合成工藝。
技術介紹
1、對苯二甲酸(tpa)，其作為一種關鍵的大宗化合物，被廣泛應用于化學纖維、輕工業、電子工業以及建筑等多個國民經濟領域。特別地，tpa的應用主要集中在聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)的生產上，占到tpa總消耗量的90％以上。傳統上，tpa是通過對二甲苯的氧化反應合成的，而對二甲苯本身是通過催化重整工藝從石油原料中獲得的。然而，近期裂解裝置的進料輕質化趨勢對對二甲苯等重質產品的生產造成了顯著影響；且石油資源日趨枯竭，在“雙碳”背景下急需尋找一種替代的tpa制備方法，對于確保該關鍵原料的可持續供應具有重要意義。
2、目前，從諸多專利公開了從生物質合成對苯二甲酸的方法。專利cn106467461a提出將纖維素、淀粉、糖類通過生物酶催化獲得的反,反-己二烯二酸與乙烯進行diels-alder環加成反應構建一個六元環狀結構的2-環已烯-1,4-二甲酸分子,隨后脫去兩個分子的氫來制備生物基對苯二甲酸。專利cn108164386a提出將生物乙醇分別轉化為2-丁烯和1,3-丁二烯，隨后將這兩種產物進行diels-alder環加成反應得到4,5-二甲基環己-1-烯，后產物再經過脫氫環化、異構化和氧化過程獲得生物基對苯二甲酸。專利cn117337332a公開了一種生物基對苯二甲酸的合成方法，即先由微生物將可食性和非可食性的生物質轉化為4-甲基苯甲醛，該產物再經過生物學氧化來制備對苯二甲酸。專利cn102325822b提出將檸檬烯先經過脫氫-后氧化
3、基于此，本申請提供了一種以糠醇為原料，與甲醛反應生成2,5-呋喃二甲醇，之后加氫脫氧生成2,5-二甲基呋喃，與生物基乙醇或者生物基乙烯反應生成對二甲苯后氧化為生物基對苯二甲酸。該反應路徑以生物基大宗化學品糠醇為反應原料，大大降低了原料成本和設備成本，為生物基對苯二甲酸的工業化發展提供了新的思路。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種以糠醇為原料，經四步反應生產生物基對苯二甲酸的方法。
2、本申請采用下述技術方案：
3、
4、一種從糠醇制備生物基對苯二甲酸的方法，所述合成方法包括以下步驟：
5、(1)將糠醇、甲醛和催化劑按照一定的比例加入到反應釜中，常溫下反應1-24小時，所得混合物經過濾、萃取、蒸餾后得到2,5-呋喃二甲醇。
6、(2)將所獲得的2,5-呋喃二甲醇、溶劑和加氫脫氧催化劑按照一定比例混合后放入反應釜中。通入氫氣壓力為0.1-5mpa，反應時間為1-24小時，反應溫度為50-300℃。將反應后的混合物經過濾、萃取、蒸餾后得到2,5二甲基呋喃。
7、(3)將所獲得的2,5-二甲基呋喃、溶劑和催化劑按照一定的比例放入反應釜中，通入乙烯壓力為0.1-5mpa，反應時間為1-24小時。反應溫度為50-350℃。將反應后的混合物經過濾、萃取、蒸餾后得到對二甲苯。
8、(4)將所獲得的對二甲苯與催化劑按照一定的比例放入反應釜中，通入氧氣壓力為0.1-5mpa，反應時間為1-24小時，反應溫度為50-200℃。將反應后的混合物經過濾、重結晶后得到生物基對苯二甲酸。
9、步驟(1)中糠醇:甲醛:催化劑的質量比為x:y:z,其中x為0.05-2，y為0.1-10，z為0.01-1。所用的催化劑為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、氫型離子交換樹脂、h型分子篩、磷酸鈮、磷酸鈦、磷酸鋁、磷酸鋯、磷酸錫、磷鎢酸和磷鎢酸的一種或者多種混合。
10、步驟(2)中2,5-呋喃二甲醇:溶劑:催化劑的質量比為x:y:z,其中x為0.1-2，y為1-100，z為0.01-1。所用加氫脫氧催化劑為fe、co、ni、cu中的一種和多種金屬負載催化劑，金屬負載量為0.1-15％。所用的載體為活性炭、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鎂和分子篩的一種或多種混合。
11、步驟(3)中2,5-二甲基呋喃:溶劑:催化劑的質量比為x:y:z,其中x為0.2-1，y為1-50，z為0.01-1。所用催化劑為未經修飾的分子篩或經陰離子修飾的分子篩。其中所述陰離子為n、p、s和sn中的一種或幾種，所用分子篩為hzsm-5、hbea、hy、husy中的一種或幾種。
12、步驟(4)中對二甲苯:催化劑的質量比為x:y,其中x為0.2-1，y為0.01-0.1。所用催化劑為au、co、cu中的一種和多種金屬負載催化劑或乙酸鈷、乙酸錳和溴化鉀均相催化劑，金屬負載量為0.1-15％。所用載體為氮摻雜的碳，氧化鈰、二氧化鈦、二氧化硅和氧化鎂的一種或多種混合。
13、步驟1-4中的萃取劑為乙酸乙酯，乙醚，甲苯和c5-c10脂肪醇的一種或多種混合。
14、步驟2和3中溶劑為水，甲醇，乙醇，異丙醇的一種或多種混合。
15、本申請采用的上述至少一個技術方案能夠達到以下有益效果：
16、本申請以糠醇為原料，經羥甲基化反應為碳增長策略，經歷加氫脫氧、狄爾斯與阿爾德環化反應和氧化反應最終生成了生物基對苯二甲酸。相對于傳統的5-羥甲基糠醛路線，以糠醇為原料大幅度降低了原料成本，更大程度利用上半纖維素生物質資源，符合綠色可持續發展的理念。
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1.一種從糠醇制備生物基對苯二甲酸的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中糠醇:甲醛:催化劑的質量比為x:y:z,其中x為0.05-2，y為0.1-10，z為0.01-1；所述催化劑為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、氫型離子交換樹脂、H型分子篩、磷酸鈮、磷酸鈦、磷酸鋁、磷酸鋯、磷酸錫、磷鎢酸和磷鎢酸的一種或者多種混合。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中2,5-呋喃二甲醇:溶劑:催化劑的質量比為x:y:z,其中x為0.1-2，y為1-100，z為0.01-1；所需的加氫脫氧催化劑為Fe、Co、Ni、Cu中的一種和多種金屬負載催化劑，金屬負載量占載體重量比為0.1-15％，載體為活性炭、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鎂和分子篩的一種或多種混合。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中2,5-二甲基呋喃:溶劑:催化劑的質量比為x:y:z,其中x為0.2-1，y為1-50，z為0.01-1；所需的催化劑為未經修飾的分子篩或經陰離子修飾的分子篩；其中所述陰離子為N、P、S和Sn
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中對二甲苯:催化劑的質量比為x:y,其中x為0.2-1，y為0.01-0.1；所需的催化劑為Au、Co、Cu中的一種和多種金屬負載催化劑或乙酸鈷、乙酸錳和溴化鉀均相催化劑，金屬負載量占載體重量比為0.1-15％，載體為氮摻雜的碳，氧化鈰、二氧化鈦、二氧化硅和氧化鎂的一種或多種混合。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1-4中的萃取劑為乙酸乙酯，乙醚，甲苯和C5-C10脂肪醇的一種或多種混合。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2和3中的溶劑為水，甲醇，乙醇，異丙醇的一種或多種混合。
...【技術特征摘要】
1.一種從糠醇制備生物基對苯二甲酸的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中糠醇:甲醛:催化劑的質量比為x:y:z,其中x為0.05-2，y為0.1-10，z為0.01-1；所述催化劑為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、氫型離子交換樹脂、h型分子篩、磷酸鈮、磷酸鈦、磷酸鋁、磷酸鋯、磷酸錫、磷鎢酸和磷鎢酸的一種或者多種混合。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中2,5-呋喃二甲醇:溶劑:催化劑的質量比為x:y:z,其中x為0.1-2，y為1-100，z為0.01-1；所需的加氫脫氧催化劑為fe、co、ni、cu中的一種和多種金屬負載催化劑，金屬負載量占載體重量比為0.1-15％，載體為活性炭、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鎂和分子篩的一種或多種混合。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中2,5-二甲基呋喃:溶劑:催化劑的...
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