Способ получения фурфурола

(46) (71) гичес кого (72) Е.И. О. Бюл,етровский химико-технол Ф.Э. Дзержинс непр ий и сти В.Т.СоколИ.Ф.Цыган(56) 547, 722. 07 (088.Ровенский В.Т.деления активнойного сырья. - Гидческая промьпппен др. 0 мезольностиролизнаяость, 198 тодах расти- и леао,1,осится к усовершену получения Фурфульзуется в качестве ья в производстве Изобретение о ствованному снос рола, который ис растворителя и сыр пластмасс. Цель изобрет кода целевого п времени отгонавышение вы сокраце ни ения "родуктафурфурол я осущест ра серной в течение счет предва тельного сырья 5-30 мин серЦель достигается тельной обработки ра при 20-60 С в течени ГОСУДАЕСТЕЕННЦЙ ИОМИтетОО ИЗОБРЕТЕНИЯ 14 И ОТНРЫТИйП 1 И ГННт ССа Корольков И,И. Перколялонньй гндролиз растительного сырья. Лесная промышленность, 1968, с. 99.Авторское свидетельство СССР878768, кл. С 07 Э 307/50, 1979.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУРФУРОЛА (57) Изобретение относится к гетеро- циклическим соединениям, в частности к получению фурфурола, который используется в качестве растворителя и сырья в производстве пластмасс. Цель - повышение выхода целевого продукта и сокрашение продолжительности отгона фурфурола. Растительное сырье предва" рительно обрабатывают при 20-60 С в течение 15-30 мин раствором НБО в количестве 0,7-2,8 Е от массы абсолютно сухого сырья, равном величине активной зольности сырья и распределенном в 2-3,б модулях воды, в объеме, соответствующем. величине неподвижной жидкости, промывают 2-3,6 модулями воды и удаляют ее избыток. Процесс включает последующую пропитку растительного сырья 2-3,6 модулями 0,5- 1,53-ным раствором НЯО, отжим избытка кислоты, обработку водяным паром при 170-175 С в автоклаве и отгон фурфурола в течение 60-90 мнн. Способ позволяет повысить выход целевого продукта в 1,4 раза (76,2-82, 17) Я и уменьшить продолжительность отбора фурфурола до 60-90 мнн, т,е. на 503 по сравнению с известным способом. 1 ещь 1 табл. Ял ной кислотой в количестве 0,7-2,8от массы абсолютно сухого сырья(а,с.с.), равном величине актигнойзольности сырья и распределенном в2-3,6 модулях воды, в объеме, соответствующем величине неподвижной жндкости, промывкой 2-3,6 модулями водыи удалением ее избытка. Последующуюпропитку растительного сырьвляют 2-3,6 модулями раствокислоты, отгоняют фурфурол60-90 мин.1558911 40 П р и м е р 1. Опилки березы в количестве 70 г (65,1 г а.с.с,) с потенциальным содержанием фурфурола 14,347,активной зольностью 0,77 помещают вхимический стакан, обрабатывают 234 граствора (3,6 мод.), содержацего0,46 г серной кислоты (О,2 Х-ным растовором Н БО ), при 20 С вынерживаю30 мин, Содержимое стакана переносятна фильтр и промывают 234 г воды, избыток отжимают до влажности 657,Сырье пропитывают 234 г (3,6 мод.)0,17-ного раствора серной кислоты,избыток отжимают, обработанное сырьепереносят в автоклав, нагревают до175 С (давление 9 ати) и в течение90 мин отбирают фурфуролсодержащиепары, Выход фурфурола составляет7,29 г или 78,1 Х от теории,20П р и м е р 2, Кукурузную кочерыжку в количестве 108,7 г (100 га.с.с,) с потенциальным содержаниемфурфурола 21,287., активной зольностью1,42 Х смачивают 274 г (2,74 мод,)нагретого до 40 С раствора, содержащего 1,42 Х от массы серной кислоты,выдерживакт 30 мин, промывают 274 гводы, Избыток воды отжимают, сырьеподсушивакт на воздухе до влажности15 Х. Пропитывают 274 г 17-ного раствора серной кислоты, избыток отжимают,нагревают до 170 С и в течение 60 минотбирают 4 урфуролсодержащий конденсат,Выход фурфурола 17,47 г или 82,1 Х оттеории,П р и м е р 3. Лузгу подсолнечника в количестве 60 г (55,2 г а.с.с.)имеюцую потенциальное содержание фурфурола 10,887., активную зольность2,87, обрабатывают 166 г (3,0 мод.)раствора серной кислоты, содержацего1,55 г кислоты, нагретого до 60 Св течение 15 мин, затем отмывают166 г (3,0 мод.) воды, избыток отжи 45мают. Затем пропитывают 166 г(3,0 мод.) 1,07,-ного раствора сернойкислоты, избыток отгоняют, сырье нагревают до 175 С и в течение ЯО минотбирают фурфуролсодержащий конденсат,Выход фурфурола 4,58 г,что составля 50ет 76,27 от теоретически возможного.П р и м е р 4. Костру конопли вколичестве 60 г (54,9 г а.с.с.) имеющую потенциальное содержание фурфурола 11,727., активную зольность 2,8 Х,55смачивают 110 г (2 мод.) раствора,содержащего 1,54 г серной кислоты(т.е. 2,87. от массы сырья), при 60 С 4в течение 20 мин, Промывают 110 гводы, избыток отжимают, до влажности65 Х Затем пропитывают 110 г 1,57,НБО, избыток отжимают, сырье нагревает до 170 С и в течение 80 мин отбирают фурфуролсодержащий конденсат.Выход фурфурола составляет 80,46 Х оттеоретически возможного,П р и м е р 5,. Опилки березы вколиче т:е 70 г (65, 1 г а. с с ) с потенциа :.ным содержанием фурфурола14,347, активной зольностью 0,7 Х смачивают 234 г раствора (3,6 мод), содержащего 0,46 г серной кислоты(0,27.-ная Н 804 нри 20 С, выдерживают30 мин, промывают 234 г воды, избытокводы отжима.т, сырье псдсунивают навоздухе до влажности 15 Х, Пропитывают234 .г (3,6 модулями) 0,57-ного раствора сернои кислоты, избыток отжимают,сырье нагревают до 175 С и в течение90 мин отбирают фурфуролсодержащиепары Выход фурфурола составляет7,16 г фурфурола или 76,77. от теории.Данные испытаний .приведены в таблице.Выбор параметров по температурепроцесса предварительной обработкисырья (20-60 С) и его продолжительности (15-30 мин) обуславливается необходимостью провести взаимодействиеактивной части минеральных компонентов сырья с серной кислотой, крометого, исключить гидролиз легкогидролпзуемых полисахаридов сырья, переводв раствор и последующее удаление сахаров с продуктами взаимодействияминеральных компонентов сырья с кислотой в процессе промывки, Применениедля получения фурфурола различногопентозансодержащего сырья с разнойактивной зольностью, т,.е количествомзольных элементов, способных взаимодействовать с раствором кислоты, приводит к колебаниям количеств сернойкислоты. Поэтому в качестве параметра, конкретизирующего расход кислотыдля отдельного вида сырья, принятаего активная зольность. Нижний уровень по расходу кислоты - это минимальная активная зольность растительных материалов, используемых для получения фурфурола, в частности активная зольность опилок березы. Аналогичным образом объясняется необходимостьприменения для обработки верхнего расходного уровня по серной кислоте -его величина определяется максимапь-ной активной вольностью, которой обладает подсолнечная лузга и костра конопли.Использование в каждом конкретном5 случае больших или меньших величин расхода кислоты в первом случае экономически нерационально, а во втором не позволяет достичь поставленной цели. Аналогичные предпосылки учитываются 1 О при выборе параметра, применяемого для проведения предварительной обработки - объема, в котором распределяется кислота, равного неподвижной жидкости сырья. Для выведения продуктов 15 взаимодействия активной зольности ,сырья и кислоты используется промывка водой, количество которой (2-3,6 мод) также равно величине неподвижной жидкости, т.е. жидкости, находящейся во 2 О внутренних порах гидролизуемого матерпала, что обеспечивает вытеснение продуктов взаимодействия. В дальнейшем эти продукты дополнительно удаляют. Затем осуществляют пропитку 2- 25 З,б модулями 0,5-1,57-ного раствора серной кислоты, избыток отжимают и ведут отгон фурфурола в течение 60 - 90 мин, Использование величины неподвижной жидкости, т.е. того количест- ЗО ва раствора, которое способно поглотить сырье, дает возможность полностью пропитать растительный материал и не иметь излишков раствора. Применение количеств жидкости, меньших неподвиж- З ной жидкости, не позволит провести полное взаимодействие активной зольности минеральной части сырья с серной кислотой на стадии предварительной обработки, при промывке - вывести проО дукты взаимодействия, на стадии пронитки раствором серной кислоты ввестЬ нужное количество катализатора, заместив им воду.Конкретный объем раствора определяется видом сырья.,Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход целевого продукта в 1,4 раза (76,2-82,17) по сравнению с известным и уменьшить продолжительность отбора фурфурола до 60 - 90 мин, т.е. на 507 (по известному - 2,5 ч).Формула изобретенияСпособ получения фурфурола кислотным гидролизом растительного сырья, включающий пропитку растительного сырья 0,5-1,57.-ным раствором серной кислоты, отжим избытка кислоты, обработку водяным паром при 170-175 С в автоклаве с последующим отгоном фурфурола, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и сокращения продолжительности отгона фурфурола, растительное сырье предварительно обрабатывают при 20-60 С в течение 15-30 мин серной кислотой в количестве 0,7-2,87 от массы абсолютно сухого сырья, равном величине активной зольности сырья и распределенном в 2-3,6 модулях воды, в объеме, соответствующем величине неподвижной жидкости, промывают 2- 3,6 модулями воды и удаляют ее избыток, а последующую пропитку осуществляют 2-3,6 модулями серной кислоты и отгон фурфурола ведут в течение 60-90 мин.1558911 Характеристика сырья фурфурола поспособу ог агаем известт теотичес-. от т етичес н возВоз жного0,28 71 3,6 0 1 О О,.40 90 11,18 78 4,0 г,о 60 80 943 80,ктивнаяолъность82 неподвиж,ная жидкость 2,0; потенциалъное Содержание фурфурола 11,722 8 1 8 20 . 60 8. Дьяченкоидык Коррек оставител Техред М Редактор Н. Гун Корол Тираж 327 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Заказ 81 осуда водственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 П