[實用新型]利用木質纖維素類原料連續制備糠醛的系統

有效

• 申請號: 201721685502.8
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN207877625U
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 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: C07D307/50
• 分類號: C07D307/50
• 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利用木質纖維素類原料連續制備糠醛的系統，該系統包括酸液輸出單元、原料混合單元、進料單元、主體反應單元、出料單元、汽提反應塔、分離單元和純化單元。本實用新型是真正意義上的連續生產系統，在時間上實現了產品的連續獲取，降低了勞動強度、提高了生產效率。整個工藝設計合理，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：

目前在國內或國際上，兩步法中的第一步——利用木質纖維素類原料制糖的工藝——通常采用稀酸水解的方法，現有酸水解裝置均是間歇式反應器，其勞動強度大、生產效率低、占地面積大、污染嚴重。另外，由于現有反應器存在的酸液僅附在物料表面、物料和酸液的混合不均勻、水蒸氣加熱不均勻等問題，導致水解糖分解嚴重、副產物多、糖收率小、糖濃度低。

在兩步法中的第二步——戊糖脫水環化過程，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。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。

因此，研究利用木質纖維素類原料連續制備糠醛的系統對于解決現有技術中的上述技術問題具有積極的意義。

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利用木質纖維素類原料連續制備糠醛的系統，其至少解決了現有技術中無法連續反應，糠醛收率低，反應副產物多，勞動強度大，生產成本高，生產效率低，環境污染嚴重等問題，能夠有效地提高勞動生產率，降低勞動強度，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，合理利用能量。

根據本實用新型，提供了一種利用木質纖維素類原料連續制備糠醛的系統，該系統包括：酸液輸出單元，用于分別輸出第一酸液和第二酸液；原料混合單元，與酸液輸出單元相連，用于將原料與第一酸液混合以形成混合物并連續輸送混合物；進料單元，與原料混合單元相連，用于接收混合物、對混合物進行壓縮并向外輸送混合物；主體反應單元，與進料單元和酸液輸出單元相連，用于分別接收混合物和第二酸液，并在高于常壓的壓力下充分攪拌和混合混合物和第二酸液以使其反應；出料單元，與主體反應單元相連，用于對反應得到的生成物進行固液分離，并輸出含酸的戊糖溶液；汽提反應塔，其包括位于頂部的蒸汽出口和第一原料入口，以及位于底部的汽提蒸汽入口和酸液出口，其中，第一原料入口用于接收來自出料單元的第一溫度的含酸的戊糖溶液作為原料以進行脫水環化反應，汽提蒸汽入口用于接收第二溫度的汽提蒸汽，蒸汽出口用于提供由該反應得到的含糠醛蒸汽，酸液出口用于從塔底采出酸液；分離單元，其與蒸汽出口相連，用于中和含糠醛蒸汽中的酸，并將所得的鹽與含糠醛蒸汽分離，以提供含酸量降低的含糠醛蒸汽；以及純化單元，其用于純化所得的糠醛。