专利名称：用植物纤维素制备乙烷的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备乙烷的方法，特别是指一种用植物纤维素制备乙烷的方法。
本发明的目的是这样实现的，一种用植物纤维素制备乙烷的方法，其包括以下步骤(重量比)a.将含水量低于10％的植物纤维素原料粉碎成小于或等于3毫米的小段，按植物纤维素原料∶氯化钠∶水＝1∶0.01∶0.25的比例，一边搅拌一边将氯化钠水溶液喷淋到植物纤维素原料中，并搅拌均匀，在25℃-35℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；b.按植物纤维素原料∶尿素∶磷酸二铵＝1∶0.005∶0.0075的比例，一边搅拌一边分别将尿素和磷酸二铵依次撒入上步所得的经一次发酵后的植物纤维素原料之中，并搅拌均匀，在35℃-45℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；c.按植物纤维素原料∶酒精∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例和植物纤维素原料∶糖化酶∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例，一边搅拌一边分别将酒精水溶液和糖化酶水溶液依次喷淋到上步所得的经二次发酵后的植物纤维素原料之中，并搅拌均匀，在45℃-55℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；d.按植物纤维素原料∶98％硫酸∶水＝1∶0.001∶0.05的比例，一边搅拌一边将稀释后的硫酸水溶液喷淋到上步所得的经三次发酵后的植物纤维素原料之中，并搅拌均匀，在55℃-65℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；e.按植物纤维素原料∶纯碱∶水＝1∶0.001∶0.025的比例，一边搅拌一边将纯碱水溶液喷淋到上步所得的经四次发酵后的植物纤维素原料之中，并搅拌均匀，在55℃-65℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；f.将上步所得的经五次发酵后的植物纤维素原料进行固液分离，保留分离出来的液体部分备用，该液体部分为含有杂质的葡萄糖溶液；g.按葡萄糖溶液∶酒化酶＝1∶0.001的比例，将酒化酶加入上步所得葡萄糖溶液之中，搅拌均匀，在1个大气压和130℃-170℃的条件下，反应0.5小时，此时葡萄糖溶液中的葡萄糖已转变成乙醇，葡萄糖溶液转变成乙醇溶液；h.按乙醇溶液∶三氧化二镍＝1∶0.001的比例，将三氧化二镍加入上步所得的乙醇溶液之中，搅拌均匀，在40-50个大气压和130℃-200℃的条件下，反应0.5小时，此时乙醇溶液中的乙醇转变成乙烯气体和水，取乙烯气体备用；i.按乙烯气体∶三氧化二镍∶氢气＝1∶0.001∶1的比例，将三氧化二镍和氢气与上步所得乙烯气体混合均匀后，在50-60个大气压和150℃-180℃及紫外线照射的条件下，反应0.5小时，此过程中乙烯发生加成反应生成乙烷，乙烯气体转变成乙烷气体；j.按乙烷气体∶镍粉＝1∶0.001的比例，将镍粉加入到30％氢氧化钠溶液中，再将上步所得乙烷气体通入该30％氢氧化钠溶液中进行洗气后，即得纯净的乙烷气体。
所述植物纤维素原料是指各种农作物的秸秆、芦苇或树木。
本发明所述用植物纤维素制备乙烷的方法可以利用农作物秸秆中富含的植物纤维素来制备乙烷气体，将原来毫无用处的农作物秸秆变为生产清洁能源的原材料，从而可以消除焚烧秸秆对环境造成的污染；并且，本发明所述用植物纤维素制备乙烷的方法具有工艺步骤简单、原料易得和设备投资少的特点。
i.按乙烯气体∶三氧化二镍∶氢气＝1∶0.001∶1的比例，将三氧化二镍和氢气与上步所得乙烯气体混合均匀后，在50-60个大气压和150℃-180℃及紫外线照射的条件下，反应0.5小时，此过程中乙烯发生加成反应生成乙烷，乙烯气体转变成乙烷气体；本步骤中的三氧化二镍是作为催化剂用的，混合时只需要将三氧化二镍固体粉末与乙烯气体和氢气混合均匀即可；j.按乙烷气体∶镍粉＝1∶0.001的比例，将镍粉加入到30％氢氧化钠溶液中，再将上步所得乙烷气体通入该30％氢氧化钠溶液中进行洗气后，即得纯净的乙烷气体。
上述用植物纤维素制备乙烷的方法中所用的植物纤维素原料是指各种农作物的秸秆、芦苇或树木；农作物秸秆是指麦杆、稻杆、棉杆、玉米杆等。
实施例用棉杆制备乙烷的方法，其包括以下步骤(重量比)a.将含水量低于10％的棉杆粉碎成小于或等于3毫米的小段，按棉杆∶氯化钠∶水＝1∶0.01∶0.25的比例，先将氯化钠溶于水中，然后一边搅拌一边将氯化钠水溶液喷淋到棉杆中，并搅拌均匀，在25℃-35℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；b.按棉杆∶尿素∶磷酸二铵＝1∶0.005∶0.0075的比例，一边搅拌一边分别将尿素和磷酸二铵依次撒入上步所得的经一次发酵后的棉杆之中，并搅拌均匀，在35℃-45℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；c.按棉杆∶酒精∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例和棉杆∶糖化酶∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例，先分别将酒精和糖化酶溶于水中制成酒精水溶液和糖化酶水溶液，然后一边搅拌一边分别将酒精水溶液和糖化酶水溶液依次喷淋到上步所得的经二次发酵后的棉杆之中，并搅拌均匀，在45℃-55℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；d.按棉杆∶98％硫酸∶水＝1∶0.001∶0.05的比例，先将98％硫酸和水混合均匀，然后一边搅拌一边将稀释后的硫酸水溶液喷淋到上步所得的经三次发酵后的棉杆之中，并搅拌均匀，在55℃-65℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；e.按棉杆∶纯碱∶水＝1∶0.001∶0.025的比例，先将纯碱Na2CO3溶解于水中，然后一边搅拌一边将纯碱水溶液喷淋到上步所得的经四次发酵后的棉杆之中，并搅拌均匀，在55℃-65℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；f.棉杆经过上述五次发酵后，其中的植物纤维素在水和各种酶、催化剂、酸、碱、盐的作用下，被逐步发酵分解转化成葡萄糖；将上步所得的经五次发酵后的棉杆进行固液分离，保留分离出来的液体部分备用，该液体部分为含有杂质的葡萄糖溶液；分离出来的固体部分可以作为动物饲料使用；g.按葡萄糖溶液∶酒化酶＝1∶0.001的比例，将酒化酶加入上步所得葡萄糖溶液之中，搅拌均匀，在1个大气压和130℃-170℃的条件下，反应0.5小时，此时葡萄糖溶液中的葡萄糖已转变成乙醇，葡萄糖溶液转变成乙醇溶液；h.按乙醇溶液∶三氧化二镍＝1∶0.001的比例，将三氧化二镍加入上步所得的乙醇溶液之中，搅拌均匀，在40-50个大气压和130℃-200℃的条件下，反应0.5小时，此时乙醇溶液中的乙醇转变成乙烯气体和水，取乙烯气体备用；i.按乙烯气体∶三氧化二镍∶氢气＝1∶0.001∶1的比例，将三氧化二镍和氢气与上步所得乙烯气体混合均匀后，在50-60个大气压和150℃-180℃及紫外线照射的条件下，反应0.5小时，此过程中乙烯发生加成反应生成乙烷，乙烯气体转变成乙烷气体；j.按乙烷气体∶镍粉＝1∶0.001的比例，将镍粉加入到30％氢氧化钠溶液中，再将上步所得乙烷气体通入该30％氢氧化钠溶液中进行洗气后，即得纯净的乙烷气体。
权利要求
1.一种用植物纤维素制备乙烷的方法，其特征在于其包括以下步骤(重量比)a.将含水量低于10％的植物纤维素原料粉碎成小于或等于3毫米的小段，按植物纤维素原料∶氯化钠∶水＝1∶0.01∶0.25的比例，一边搅拌一边将氯化钠水溶液喷淋到植物纤维素原料中，并搅拌均匀，在25℃-35℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；b.按植物纤维素原料尿素∶磷酸二铵＝1∶0.005∶0.0075的比例，一边搅拌一边分别将尿素和磷酸二铵依次撒入上步所得的经一次发酵后的植物纤维素原料之中，并搅拌均匀，在35℃-45℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；c.按植物纤维素原料∶酒精∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例和植物纤维素原料∶糖化酶∶水＝1∶0.0025∶0.05的比例，一边搅拌一边分别将酒精水溶液和糖化酶水溶液依次喷淋到上步所得的经二次发酵后的植物纤维素原料之中，并搅拌均匀，在45℃-55℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；d.按植物纤维素原料∶98％硫酸∶水＝1∶0.001∶0.05的比例，一边搅拌一边将稀释后的硫酸水溶液喷淋到上步所得的经三次发酵后的植物纤维素原料之中，并搅拌均匀，在55℃-65℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；e.按植物纤维素原料∶纯碱∶水＝1∶0.001∶0.025的比例，一边搅拌一边将纯碱水溶液喷淋到上步所得的经四次发酵后的植物纤维素原料之中，并搅拌均匀，在55℃-65℃的温度下，封闭发酵72小时后备用；f.将上步所得的经五次发酵后的植物纤维素原料进行固液分离，保留分离出来的液体部分备用，该液体部分为含有杂质的葡萄糖溶液；g.按葡萄糖溶液∶酒化酶＝1∶0.001的比例，将酒化酶加入上步所得葡萄糖溶液之中，搅拌均匀，在1个大气压和130℃-170℃的条件下，反应0.5小时，此时葡萄糖溶液中的葡萄糖已转变成乙醇，葡萄糖溶液转变成乙醇溶液；h.按乙醇溶液∶三氧化二镍＝1∶0.001的比例，将三氧化二镍加入上步所得的乙醇溶液之中，搅拌均匀，在40-50个大气压和130℃-200℃的条件下，反应0.5小时，此时乙醇溶液中的乙醇转变成乙烯气体和水，取乙烯气体备用；i.按乙烯气体∶三氧化二镍∶氢气＝1∶0.001∶1的比例，将三氧化二镍和氢气与上步所得乙烯气体混合均匀后，在50-60个大气压和150℃-180℃及紫外线照射的条件下，反应0.5小时，此过程中乙烯发生加成反应生成乙烷，乙烯气体转变成乙烷气体；j.按乙烷气体∶镍粉＝1∶0.001的比例，将镍粉加入到30％氢氧化钠溶液中，再将上步所得乙烷气体通入该30％氢氧化钠溶液中进行洗气后，即得纯净的乙烷气体。
2.根据权利要求1所述的一种用植物纤维素制备乙烷的方法，其特征在于所述植物纤维素原料是指各种农作物的秸秆、芦苇或树木。
全文摘要
本发明涉及一种用植物纤维素制备乙烷的方法，其先将植物纤维素原料加入氯化钠、尿素、磷酸二铵、酒精、糖化酶、98％硫酸、纯碱和水后进行五次封闭发酵，将植物纤维素转变成葡萄糖，再将葡萄糖转变成乙醇，再将乙醇转变成乙烯，再通过加成反应将乙烯转变成乙烷；所述植物纤维素原料是指各种农作物的秸秆、芦苇或树木；本发明所述用植物纤维素制备乙烷的方法可以利用农作物秸秆中富含的植物纤维素来制备乙烷气体，将原来毫无用处的农作物秸秆变为生产清洁能源的原材料，从而可以消除焚烧秸秆对环境造成的污染；并且，本发明所述用植物纤维素制备乙烷的方法具有工艺步骤简单、原料易得和设备投资少的特点。
文档编号C12P5/02GK1454999SQ03136110
公开日2003年11月12日 申请日期2003年5月14日 优先权日2003年5月14日
发明者马发军 申请人:马发军