Способ получения фурфурола

(51)4 С 07 0 307/50 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕН(72) Бернар Пьер Мари Раймон (РК)(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУРФУРОЛАгидролизом пентозансодержащего растительного сырья в .присутствии концентрированной сильной минеральнойкислоты с последующей дегидратациейполученного раствора пентоз обработкой водяным паром в присутствиисильной минеральной кислоты во втором реакторе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода целевого продукта, в качестве сильной минеральной кислоты используют летучую кислоту и гидролиз пентозансодержащего растительного сырья провоо дят при 60 С и атмосферном давлении, а дегидратацию полученного раствора пентоз проводят при 100-110 С и атмосферном давлении, причем подачу раствора пентоз осуществляют сверху, а подачу пара - снизу с последующей конденсацией пара, содержащегос фурфурол, декантацией и отделением а жидкого фурфурола,концентрированную летучую сильную минеральную кислоту рециркулируют в первый реактор,2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что используют 5-6 н, Я соляную Кислоту азеотропной концентрации 20%.МаЕИзобретение относится к способамполучения фурфурола из пентозансодержащего сырья, который может бытьиспользован в производстве синтетических текстильных волокон, пластмасс,5синтетических каучуков,Цель изобретения - упрощениепроцесса ч повышение выхода целевого продукта.П р и м е р. Для производства5000 т в год фурфурола необходимо35000 т в год стержней початков кукурузы влажностью 30/(или веществс большим содержанием пентозанов именьшей влажностью),т.е. вес сухого 15вещества 25000 т в год, следующегосостава, 7: пентозаны 32; целлюлоза 50; лигнин 18,В гидролизер объемом 40 м загру 3жают стержни початков кукурузы из 20расчета 3,12 т/ч сухого веществаи 207.-ную соляную кислоту с температурой 60 С из расчета 9,36 м /ч.о 3Скорость подачи раствора гидролизата на выходе из гидролизера 256,55 м /ч, концентрация пентоз в3гидролизате 150 г/л. 0 Раствор гидролизата, содержащий 150 г/л пентоз, поступает в колонну образования фурфурола объемом 14 м со скоростью 6,55 м/ч. Пар при 110 С и давлении 1,3 бар подают со скоростью 1,5 т/ч. Пар с фурфуролом, который выходит из колонны, конденсиру 35 ется в конденсаторе, при этом получается смесь вода - фурфурол с95 вес.Е фурфуроласодержание пен- тоз 8 г/л), При этих условиях рециркуляционный насос подает раствор в бойлер сг скоростью 27 м /ч.3Регенерацию кислоты гидролиза, т.е. соляной кислоты, на выходе из колонны образования фурфурола и до ее возвращения в гидролизер осуществляют в дистилляционной колонне, например тарельчатой, В колонну поступает раствор соляной кислоты, полученный после зкстракции растительных остатков после выхода из гидролизера 50 со скоростью 3,46 т/ч (13 Е-ная соляная кислота)и после образования фурфурола со скоростью 8,56 т/ч (177. - ная соляная кислота ),т.е. в среднем 15,87.-ная НС со скоростью 12 т/ч, 55 Из нижней части колонны регенерированную 207-ную азеотропную соляную кислоту отводят со скоростью 9,3 т/ч. С корость выхода остаточной водыиэ верхней части колонны 2,42 т/ч,а скорость загрязняющих примесей изнижней части колонны 0,3 т/ч.Потери соляной кислоты составляют1% по отношению к загружаемой кислоте, или в расчете на установку производительностью 5000 т в год на уровнеобразования фурфурола 0,014, т/ч,а на уровне отвода загрязнений0,06 т/ч, т.е. 0,4 т/ч фурфурола.Смесь, содержащую 95 вес.7 фурфурола, направляют после декантациив отстойнике и нейтрализации в реакторе со скоростью загрузки 0,67 т/чв колонну дегидратации под давлением100 мм рт,ст, для получения на выходеиз колонны после отделения приблизительно 0,04 т/ч воды фурфурола чистотой 99 вес.Е со скоростью на выходе0,65 т/ч. Получают 993-ный фурфуролв количестве 625 кг/ч. Выход 857.Общий расход водяного пара 7 т/ч,общий расход воды 185 м /ч,Сжигание 2,12 т/ч (в расчете насухое вещество ) растительных остатков, получаемых из гидролизера, скалорийностью 3400 ккал/кг дает,пара получается гораздо больше,чем требуется для установки (приблизительно 7 т/ч).Влияние температуры на скоростьреакции гидролиза пентозанов впентозы установлено путем исследования изменения концентрации пентозы в замкнутом реакторе гидролиза в зависимости от продолжительности при разных температурах.Условия проведения опытов представлены в таблице.Химическое равновесие в системепентозана - пентоза замедляет скорость гидролиза и препятствуетдостижению максимальной концентрации пентоз в замкнутом реакторе.При 60 С и продолжительностиогидролиза приблизительно 5 ч наблюдается реакция разложения, Энтальпия реакции гидролиза Н =15,5 ккал/моль. Исследования показали, что выход фурфурола возрастает в зависимости от продолжительности пребывания гидролизата в колонне образования фурфурола (оптимальной считают продолжительность, которая соответствует1176840 4скорости образования фурфурола, т.е. Таким образом, предлагаемый способ при слишком большой продолжительно- позволяет упростить процес. в .резульсти пребывания гидролиэата в колонне тате проведения процесса при атмосфероболее 2 ч) выход фурфурола уменьша-. ном давлении и повысить выход целе- ется) ного продукта с 68 до 853. Накси- мальВес сухого ве шества Тем- пература, с с пензан,ере 8 23 45,6 40,5 1 0,2 178 99 154,4 О 0 14 57 8 19,8 85 27 47 40,4 36 13,6 15 60 40 35,6 23,5 17 794 нтоз 100 110 С тков кукурузы, н ; 11 вес.й вла анне пентозан Температура дегидратацни пеИспользованы стеркни почвысушенные в Криб-компознцплотность 160 кг/и , содер38 вес.Х. имечв Составитель И.Дьяченко Редактор Л.Пчелинская Техред З.Палий Корректор Л. ПилипенкоЗака 380 Тираж 384ВНИИПИ Государственного компо делам изобретений3035, Москва, ИРаушская на илнал ППП "Патент г.ужгород, ул.Проектна Вес неочищенныхпочатковв гндроли- к Кислотный объем при 202 в гид ролизере л концентрациипеитозв гидролизере с суго вества есиидкости Подпис ета СССР открытийд. 4/5 Вьаод полученногоррур ела еоретиский) /