Способ выделения фурфурола

(19) (11) АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени технологический институт им, С.М.Кирова(56) 1, Авторское свидетельство СССРй 423793, кл. С 07 0 307/48, 15 04.742, Авторское свидетельство СССРпо заявке И 2892796/23-04кл. С 07 О 307/50, 1980 (прототип),(54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРОЛАиз конденсатов паров самоиспарениягидролизата древесины хвойных и хвойно-лиственных пород с использованиемочистки от терпеновых углеводородов,ректификации на очистной колонне ивыделения Фурфурола на вакуумной колонне при скорости отбора Фурфурола .0,4-0,5 м/м ч и Флегмовом числе 11,5, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью удешевления.процесоа,конденсат пропускают .в количестве500-600 гидромодулей через слой древесных опилок с последующей экстрак"цией Фурфурола из фильтрата трихлорэтиленом, укреплением экстракта доконцентрации фурфурола 20-50 на очистной ректификационной колонне и очисткой фурфурола от остатка трихлорэтилена и примесей на вакуумной ректификационной колонне.Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения фурфурола из содержащих его водных конденсатов., получаемых при химическойпереработке древесины хвойных и хвой. 5но"лиственных пород.Известен способ выделения Фурфурола из конденсатов экстракцией органическими растворителями, напримертрихлорэтиленом, при объемном соотношении конденсат - трихлорэтилен1:1 (1,0:1,5 по весу), при этом :тепень извлечения фурфурола достигает 97,Ы Г 13.Недостатком известного способаявляется .то, что ни один из предложенных органических растворителей, в томчисле и трихлорэтилен, не обладаетсвойством избирательного извлечения фурфурола в присутствии терпеновых 20углеводородов, содержащихся в кон денсате в количестве до 404 от Фурфурола. Терпеновые углеводороды экстрагируются совместно с фурфуролом, После отделения экстрагента они оста ются в Фурфуроле-сырце, затрудняют последующую его очистку и снижают качество товарного продукта.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 30 эффекту является способ выделения Фурфурола из конденсатов паров само- испарения гидролизата древесины хвойных и хвойно-лиственных пород, заключающийся в том, что конденсат паров самоиспарения гидролизата укрепляют на основной ректификационной колонне до концентрации Фурфурола 4-61 и затем укрепленный конденсат экстрагируют керосином при весовом соотношении 40 конденсат: керосин 10-40:1 и полученный очищенный конденсат подвергают ректификации на очистной колонне для отделения летучих примесей с последующей ректификацией фурфурола-сырца 45 на вакуумной колонне при скорости отбора Фурфурола 0,4-0,5 м 5/м ц и флегмовом числе 1-1,5. Этот способ позволяет получить фурфурол 1 сорта ".1.Однако известному присущи следующие недостатки. Дефицитность и сравнительно высокая стоимость органического, растворителя - керосина, а также его пожароопасность и токсичность.55 Небольшая емкость керосина по отношению к терпеновым углеводородамдля извлечения терпенов на 90-95:, степень насыщения нг. должна превышать 0,30,4 г терпенов на 1 г керосина), цтообуславливает значительный расхоа керосина и, следовательно, большие затраты на процесс. Большие затратытепла на ректификацию сильно разбавленных конденсаторов паров самоиспарения гидролизата ( 100- 120 т пара на1 т фурфурола ). Затраты на пар составляют около 504 от общих затрат напроизводство 1 т фурфурола.Цель изобретения - удешевление процесса выделения фурфурола высокого качества из конденсатов.Цель достигается способом, которыйзаключ ется в том, что конденсат паров самоиспаоения гидролизата древесины хвойных и хвойно-лиственных пород пропускают-в количестве 500-600гидромодулей через слой древесныхопилок, из фильтрата извлекают фурфурол экстракцией трихлорэтиленом, полученный экстракт подвергают ректификации с отгонкой трихлоэтилена и укреплением экстракта до концентрации фурФурола 20-504 на очистной ректифика"ционной колонне, с последующей очисткой фурфуоола от остатка трихлорэтилена и примесей ректификацией на вакуумной колонне при скорости отборатоварного фурфурола 0.,4-0,5 м/м чи флегмовом числе 1-1,5,Полученный Фурфурол отвечает требованиям ГОСТа на Фурфурол 1 сорта,Отличие данного способа от известного состоит в том, цто конденсатпропускают в количестве 500-600 гидромодулей через слой древесных опилокс последующей экстракцией Фурфуролаиз Фильтрата трихлорэтиленом, укреплением экстракта до концентрации фурфурола 20-503 на очистной ректификационной колонне и очисткой фурфурола от остатка трихлорэтилена ипримесей на вакуумной ректификационной колонне,Процесс осуществляется при гидромодуле обработки опилок конденсатом500-600. Увеличение гидромодуля выше 600 приводит к проскоку терпенови снижению степени очистки конденсата. Уменьшение величины гидромодуляменее 500 нецелесообразно в связи сувеличением расхода сорбента 1,опилок)на процесс.Извлечение Фурфурола из очищенного конденсата осуществляе 1 ся экстракцией трихлорэтиленом с последующей отгонкой трихлорэтилена и примесей на вакуум-разгонной копо цл. Уве3 101164лицение степени укрепления экстрактаболее 50/ приводит к значительнымпотерям,фурфурола за счет осмоления.Укрепление до концентрации фурфуролане менее 203 приводит к большим поте- эрям трихлорэтилена при вакуум-ректификации укрепленного экстракта,П р и м е р 1, 2400 мл промышленного конденсата, содержащего 02904. Фурфурола и 0, 10 О п-цимолаФильтруют 10при 20 оС в колонке через слой воздушно-сухих (влажность 84) нефракцио-.,нированных древесных опилок (смесьхвойно-лиственных пород в соотношении 1:1) массой 5,0 г Со скоростью 1%800-900 млlсм 2 ч, фильтрат анализируют методом гаэожидкостной хроматографии на содержание фурфурола и и -ци.мола, Анализ осуществляют на хроматографв "Цвет" с пламенно-ионизационным детектором., Условия анализа: колонка 1 м . 3 мм заполнена хромосорбом Ж с 20 реоплекстемпература колонки 125 С. Количетсвенную обработку хроматограмм производят мето- гьдом внутренней стандартизации (стандарт - изоамиловый спирт),.Очищенный конденсат содержит следын-цимола (в последних пробах) и О 2844Фурфурола. Степень оцистки конденсата зэ, от П-цимола составляет практически1004. Степень поглощения фурфуроласорбентом 2071,П р и м е р 2. Эксперимент проводят аналогично примеру 1 при 50 ОС,Степень очистки конденсата от о-цимола составляет практически 100. Степень поглощения фрфурола сорбентом22,П р и м е р 3. В условиях аналогичных примеру 1 2800 мл конденсата фильтруют через слой древесных опилок при80 оС, Степень очистки конденсата отп-цимола составляет 100. Степень поглощения фурфурола сорбентом 26.При дальнейшем увеличении количества пропущенного конденсата свыше2800 мл гидромодуль составляет=2 ЬОО5 ОД 2=610 наблюдается проскок и -цимола.Следовательно, предельная степень насыщения составляет 0,6 г о -цимола на1 г абсолютно сухих опилок.П р и м е р 4. В настоящем примереиспользуется укрепленный на основнойректификационной колонне промышлен- Эфный конденсат, который отличается отисходного более высокой концентраци"ей всех летучих компонентов, в том 5 4числе фурфурола и терпеновых углево-.дородов,Укрепленный промышленный конденсат, содержащий 4913 Фурфурола и0,45 п -цимола, в количестве 5 л фильтруют при комнатной температуре через слой воздушно-сухих ( влажность84)древесных опилок массой 40 г, Очи.щенный конденсат содержит 470 фурфурола и следы п-цимола, Степень очистки конденсата от.п -цимола 100.Степень поглощения фурфурола сорбентом 4,3.Очищенный конденсат подвергаютэкстракции трихлорэтиленом по мето-ду перекрестного тока. Число ступеней экстракции 3, продолжительностьобработки на каждой ступени 5 мин,соотношение конденсат - экстрагент1:1 по объему. Степень извлечения фурфурола 971 Ф. Экстракт (раствор фурФурола в трихлорэтилене ) подвергаютректификации с целью регенерации трихлорэтилена на насадочной ректификационной колонке эффективностью 22теоретических тарелки. С верхней части колонки при .86-88 С и флегмовомчисле 0,.3-0,5 отбирают трихлорэтилен,.который возвращается ьа экстракцию.Укрепленный экстракт, содержащий303 (225 г) Фурфурола, подвергаютректификации под вакуумом на насадочной колонке эффективностью 8 тепретицеских тарелок. После отгонки трихлорэтилена отбирают промежуточную фрак цию в количестве 20 г (,9 от загруженного фурфурола), а затем товарный фурфурол при скорости отбора 040,5 мм 2 ч и флегмовом числе 1 т 1,5.Выход товарного фурфурола составляет185 г или 822 Ф от загруженного фурфурола,Выделенный опытный образец ФУРФУрола содержит 99,7 ь основного вещества, и по всем показателям отвечаеттребованиям на фурфурол 1 сорта поГОСТ 10437-71. Высокое качество Фурфурола подтверждает анализ образцаметодом газожидкостной хроматографии.Предлагаемый способ выделения фурфурола в сравнении с базовым объектом,который одновременно является и прототипом, обеспечивает получение продукта восокого качества при меньшихзатратах, ,что подтверждается следуоцим расчетом,Экономическая эффективность процесса очистки конденсатов от терперновых углеводородов в расчете на 1 тВ 1011645фурфурола составляет по технологиипрототипаденсата керосйном и древесными опилками соответственно,.;,где 500 и 5500,16 0,40 и 0,60 -80 и 20 3,6,1,2 и 2,6 Составитель И,ДьяченкоРедактор Т,Парфенова Техред И.Гайду Корректор П. Ильин Тираж 416 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 2680/30 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,550- ЬОО+80+3,6+ -ф 550)=016 . 12-7,8 руб,по предлагаемому способу 550- (500 +-ф-20+3,6 +-ф) = О. 16 26,8 руб,отпускная цена 1 тфурфурола П и 1 сорта.соответственно,руб, 15количество терпеновых углеводородов вконденсате, т на 1 тфурфурола,емкость 1 т керосина щи абсолютно сухих древесных опилок соответственйо, руб,стоимость 1 т керосина и абсолютно сухих 2 здревесных опилок соответственно, руб,эксплуатационные затраты на 1 т фурфурола ориентировочно ), ЗВруб,потери фурфурола впроцессе очистки кон Кроме того, этот способ позволяет сократить в 3-5 раз затраты тепла на выделение фурфурола, так как фурфурол извлекается экстракцией и ректификации подвергается экстракт. Теплота испарения трихлорэтилена240 кДж/кг) значительно ниже, чем воды 2260 кДж/кг) и Фурфурола 250 кДж/кг ), В связи с этим ректификационное разделение системы фурфурол - трихлорэтилен требуется значительно меньше тепла 20-30 т пара жа 1 т Фурфурола) чем на ректификацию водно-Фурфурольных конденсатов 100-120 т пара на 1 т фурфурола ). Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить себестоимость 1 т Фурфурола на 30-353, Для очистки конденсатов от терпеновых углеводородов в предлагаемом способе используются опилки хвойно-лиственных пород древесины, которые служат исходным сырьем на гидролизных заводах и соответствуют требованиям РТУ РСФСР 677-60насыщенные терпеновыми углеводородами опилки подвергаются обработке паром для отгонки терпенэв с целью получения технического растворителя либо используются совместно с лиг. нином в качестве топлива.