所用反应装置(反应器、盐浴加热、水浴冷却） 的结构简图；除此之外，在实际生产中，反应器还可以采用带搅拌桨的罐式反应釜，和/或加 热可以采取釜体电加热。
[0038]本发明以下实施例采用葡萄糖、果糖、纤维素、淀粉、稻壳、胡萝卜、马铃薯、六种蔬 菜混合物(胡萝卜、白萝卜、马铃薯、牛蒡、卷心菜、茄子)模拟真实的碳水化合物生物质废弃物 和/或生活垃圾进行了实验。其中，
[0039] 图3为本发明的实施例中，反应时间和反应温度对纤维素和淀粉的第一步反应产 5-羟甲基糠醛(5-HMF)、2-呋喃甲醛(2-FA)和乳酸的影响;其中，各图对应的实施例的反应 条件如下：（a)和(b)的反应温度为300°C，（c)的反应时间为2min，（d)的反应时间为Imin;图 3中各实施例未加酸或碱催化剂。从图中可以看出，无论是纤维素还是淀粉，分解得到的5-HMF、2-FA和乳酸产率都随反应温度、反应时间升高或延长呈现先增长后降低的趋势;进而 得到，第一步反应温度为300°C，纤维素反应2min，或淀粉反应lmin，可以得到比较高的5-HMF、2-FA和乳酸产率。
[0040] 图4为本发明的实施例中，反应温度、时间以及供氧量对5-HMF、2-FA和乳酸转化为 乙酸的影响。其中，各图对应的实施例的反应条件如下：（a)反应时间为Imin，供氧量为 70% ; (b)反应温度为300°C，供氧量为70% ; (c)反应温度为300°C，反应时间为lmin。图4中 各实施例未加酸或碱催化剂。从图中可以看出，乳酸对乙酸产率的贡献远高于5-HMF和2-FA。所以，本发明的方法可以通过在第一步提高乳酸产率的方法来提高第二步的乙酸产率， 而本发明研究表明添加碱催化剂可以有效提高乳酸的产率，这为两步法提高乙酸产率提供 了实验支持。
[0041] 下表1为本发明的几个实施例中，作为模拟生活垃圾的多种生物质水热氧化两步 法得到乙酸的产率;表1中各实施例未加酸或碱催化剂。
[0042] 表 1
[0044]注:①表中括号里面为一步法得到的乙酸产率。
[0045]②混合物为胡萝卜、白萝卜、马铃薯、牛蒡、卷心菜、茄子等6种蔬菜的混合物。
[0046]从表1中可以看出，本发明的两步法比发明人之前的专利申请201510876248.9中 公开的一步法制备乙酸的产率有明显提升，其中，作为最高的乙酸产率的一个实施例，稻壳 的乙酸产率可以达到21.7%。
[0047]图5为本发明的实施例中，6种蔬菜的混合物(胡萝卜、白萝卜、马铃薯、牛蒡、卷心菜、 茄子)两步法反应后的HPLC谱图；在该实施例中，第一步和第二步反应的温度均为300°C，时 间均为lmin，第二步供氧量70%;图5中各实施例未加酸或碱催化剂。从图5中可以看出，产 物中存在乙酸、甲酸、丁酸以及有机质分解的中间产物5-HMF、2-FA。
[0048]图6为本发明的实施例中，6种蔬菜的混合物(胡萝卜、白萝卜、马铃薯、牛蒡、卷心菜、 茄子)两步法反应后的产物分布;在该实施例中，第一步和第二步反应的温度均为300°C，时 间均为lmin，第二步供氧量70%;图6中各实施例未加酸或碱催化剂。从图6中可以看出，乙 酸为主要产物，约占60%。
[0049] 下表2为本发明的一些具体实施例中，生活垃圾的主要成分葡萄糖和果糖采用本 发明的两步法制备乙酸的产率。表2中各实施例添加了酸或碱催化剂，所得pH值终点如下。
[0050] 表 2
[0052] 注：①反应条件：第一步，250°C，反应30s，HCl调节pH = 0.5;第二步，250°C，反应 60s，供氧量100 %。
[0053]②转化率基于TOC数据，为产物中碳含量与原始样品中碳含量的比值。
[0054]由表可见，第一步反应加入HCl催化剂，促进乙酰丙酸中间体的生成，第二步加入 氧化剂，最高可得到26 %的乙酸。
[0055]图7为本发明的葡萄糖进行两步法的反应实施例中，两步法反应中第一步添加碱 后，反应时间对葡萄糖资源化处理的影响，其中，反应条件为:第一步和第二步反应温度均 为300°C，第一步加入0.32mol/L的Ca(OH) 2;第二步供氧量为70%。从图中可以看出，第一步 反应时间为60s，第二步反应时间为180s时，乙酸最高产率可达26 %。
[0056]图8为本发明实施例中，以牛肉进行反应后的产物中总有机碳的分解率（图8a)及 反应1分钟后的产物液相图（图8b)。反应的供氧量为150%。从图8a中可以看出，牛肉中的有 机碳迅速分解，反应1分钟后的分解率即可达85%以上，450°C反应10分钟后，有机碳几乎完 全分解转化。从反应1分钟后液相产物的液相图（图8b)可以看出，液相产物中主要由乙酸、 丙酸组成，表明牛肉中的主要成分转化为了乙酸和丙酸。
[0057]本发明的方法可用于以下领域：
[0058]实例1城市生活垃圾制备乙酸
[0059] 我国城镇人口平均产生生活垃圾每人每天0.1千克，城镇常住人口、旅游、进城务 工等流动人口，每年造成全国城镇餐饮垃圾产生量约为6000万吨，其中有机质含量以60% 计算，即3600万吨。在每座城市设立生活垃圾回收点，并集中送垃圾处理厂加工。通过两步 法水热氧化处理工艺，按10%的乙酸产率计算，即可得到360万吨乙酸（纯度80%以上）。目 前每年我国乙酸总产量约650万吨，80%来自化石能源提炼，如能通过本工艺制取，则有望 减少乙酸生产对化石能源的依赖。而且，得到乙酸的同时还可以得到甲酸、丙酸等高附加值 化学品。这些产品可以通过电渗析方法提纯，或者直接制备环境友好型有机酸钙融雪剂。
[0060] 实例2宾馆生活垃圾制备乙酸
[0061] -家中型宾馆一天的生活垃圾约400千克，其中食品加工过程中产生的废料和餐 桌上吃剩的废弃食品各占50%。这两部分生活垃圾中有机质含量平均以60%计算，即有240 千克。将这些生活垃圾磨碎制浆后投入小型的水热氧化反应釜中，以10%的乙酸产率计算， 可得到24千克的乙酸，市值约240元。如继续加工制备环境友好型有机酸钙融雪剂，则可大 幅提高产品附加值。而且通过该工艺处理后的生活垃圾TOC分解率在85%以上，残渣少，有 效减少了二次污染。该工艺的采用还可以减少宾馆饭店的生活垃圾用作地沟油原料的可 能。
[0062]实例3学校生活垃圾资源化处理
[0063] 一所5000人规模的学校，每天产生的生活垃圾大约是500千克，其中含有有机质约 300千克。将这些生活垃圾制浆后投入小型的水热氧化反应釜中，以10%的乙酸产率计算， 可得到30千克的乙酸，市值约300元。如继续加工制备环境友好型有机酸钙融雪剂，则可大 幅提高产品附加值。该工艺处理后的生活垃圾TOC分解率在85%以上，残渣少，有效减少了 二次污染。
[0064]实例4秸杆水热氧化制备乙酸
[0065] 秸杆，是指水稻、小麦、玉米等禾本科农作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分，其中水 稻的秸杆常被称为稻草、稻藁，小麦的秸杆则称为麦杆。秸杆曾被广泛用作柴火，编织座垫、 床垫、扫帚等家用品，铺垫牲圈、喂养牲畜，堆怄肥还田，甚至用于制作简易房屋的屋顶等， 很少被直接浪费掉。在我国，近二十年来，由于煤、