[實用新型]用含酸的戊糖溶液連續制備糠醛的系統

有效

• 申請號: 201721684194.7
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN208055237U
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 徐彬;蕭錦誠;呂俊德;周曉瑩
• 申請（專利權）人: 易高環保能源研究院有限公司
• 主分類號: C07D307/48
• 分類號: C07D307/48
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;謝栒

本實用新型涉及一種用含酸的戊糖溶液連續制備糠醛的系統，該系統包括汽提反應塔、分離單元和純化單元。本實用新型的系統可使用液體無機酸為催化劑，催化能力強，反應溫度低，還能夠處理低濃度糖液。本實用新型使用蒸汽直接汽提加熱，使戊糖反應的同時將生成的糠醛隨蒸汽及時帶出，避免糠醛在液體酸性環境下發生副反應。本實用新型反應過程無需任何萃取劑，隨蒸汽帶走的糠醛冷卻后易分離。整個系統設計合理，糠醛收率高，單位能耗低。

技術領域

本實用新型屬于糠醛生產技術領域，特別是涉及到兩步法制備糠醛中的用含酸的戊糖溶液連續制備糠醛的技術。

背景技術

糠醛(又稱呋喃甲醛)是一種重要的化工產品，廣泛應用于合成塑料、醫藥、農藥等工業領域，每年全球糠醛的需求量極大。糠醛可以有選擇性地從石油、植物油中萃取其中的不飽和組分，也可以從潤滑油和柴油中萃取其中的芳香組分。隨著能源危機的加劇及環保要求，利用可再生的農林廢棄物生產高附加值的糠醛，受到人們越來越多的重視。

目前在工業規模上，唯一能獲得糠醛的方法仍然是以玉米芯為原料，通過水解的方法得到。根據玉米芯半纖維素中戊聚糖水解和戊糖單體脫水環化是否在同一個反應器內進行，糠醛生產技術又可分為一步法和兩步法。

一步法是把含半纖維素的原料裝入水解鍋中，在酸催化和一定溫度下，使半纖維素水解成戊糖，同時戊糖又被脫水形成糠醛。一步法因其設備投資少，操作簡單，在糠醛工業應用廣泛。但一步法由于原料加熱不均勻，糠醛收率低，蒸汽消耗大，環境污染嚴重。

兩步法是將半纖維素的水解反應和戊糖的脫水反應分成兩步，分別在不同的設備中完成，其反應式如下：

目前，第一步半纖維素水解生產戊糖收率高，但第二步戊糖脫水環化過程中由于糠醛自身的分解反應以及和反應中間體的縮聚反應，使得糠醛收率較低，因此戊糖脫水環化步驟中如何減少糠醛的分解反應和縮聚反應，提高糠醛的收率是兩步法的關鍵。由于歐美等發達國家早已停止糠醛生產，因此對糠醛技術的研究報道很少。

專利CN 103339119 A公布了一種在不使用多相催化劑的情況下，通過使用連續管式反應器對溶解在溶劑中的木糖進行液相脫水反應。但此方法中，產生的糠醛不能及時離開反應體系，使得糠醛和原料木糖及反應中間產物之間發生交互聚合反應，而且糠醛還會進一步降解生成酮、醛等，降低木糖生成糠醛的選擇性。

專利CN 102690248 A公布了一種戊糖溶液在有萃取劑的體系，連續逆流萃取生成糠醛。雖然此方法能使糠醛及時脫離酸性反應環境，提高糠醛的選擇性，但所用的萃取劑價格昂貴，毒性大，廢水處理復雜，萃取劑的回收循環使用需要消耗大量能量，工藝操作復雜，設備投資高。

專利CN102584751 B介紹了一種反應精餾法制備糠醛的工藝。該專利中使用有機酸甲酸和醋酸作為催化劑。由于有機酸催化效果較差，需要較高的反應溫度和反應壓力。最關鍵的是反應精餾塔釜用間接加熱的方式提供熱量，由于含戊糖的溶液中通常含有鹽和其他糖類雜質，在酸性環境下和換熱器換熱時，換熱器表面容易結焦，使得反應不能連續進行。

實用新型內容

考慮到上述現有技術中的問題而提出了本實用新型。本實用新型提供了一種用含酸的戊糖溶液連續制備糠醛的系統，其至少解決了現有技術中糠醛收率低，反應副產物多，生產成本高，生產效率低，環境污染嚴重等問題，能夠有效地提高糠醛收率，盡可能避免副反應發生，單位能耗低，環境污染小。