Способ получения фурфурола и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК аЛО ни,(Ю С 07 7 5 АРстненный нОмитеЛдМ ИЗОИ ЕТЕНИЙ Т СССРОТНРЫТИЙ ТЕНИ б САНИ БР ТЕПЬСТВУ. с и(71) Белорусский технологиче кий институт нм. С.М. Кирова(57) 1. Способ получения фурфуролапарофазной обработкой растительногосырья восходящим потоком теплоносителя нри температуре 160-170 С и.давлении О,б,8 МПа в присутствии.серной кислоты с концентрацией10-15 в количестве 20-30 от массыабсолютно сухого сырья с последующимотбором фурфуролсодержащих паров и их отделением от уносимых частиц обрабатываемого материала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса и увеличении выхода целевого продукга, отбор фурфуролсодержащих паров ведут с мас совуй скоростью 2,04-4,40 т/ч иа 1 м сечения гидролизаппарата.2. Устройство для получения фурфурола, содержащее аппарат с горловиной для загрузки растительного сырья, патрубок подачи теплоносителя и патрубок отвода фурфуролсодержащих паров с узлом их очистки, рас. положенным внутри аппарата, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узелочистки фурфуролсодержащих паров выполнен в виде корпуса с щелевыми прореэямц и направляющими лопатками иа его боковой поверхности и установленного внутри него рабочего колеса, смонтированного на одном валу с турбиной, размещенной за рабочим колесом в направлении потока Фурфуролсодержащих паровИзобретение относится к усовер шенствованному способу получения фурфурола и устройству для его осуществления.Известен способ получения фурфу" . рола парофаэной обработкой расти:., в 5 тельного. сырья восходящим потоком теплоносителя при температуре 160-170 С и давлении 0,6-0,8 МДа в присутствии серной кислоты с концентрацией 10-15 в количестве 10 20-30 от массы абсолютно сухого сырья с последующим отбором фурФуролсодержащих паров с массовой скоростью 1,01-0,18 т/ч на .1 мсечения гидролизаппарата и отделени ем их от уносимых частиц отрабатываемого материала в специальной ловушке через тканевый фильтр 13 30 НедОстатками этого способа являются недостаточно высокий выход Фурфу"рола: 7,7 от веса абсолютно сухогосырья (а, с. с) и длительность процесса - 120-180 мин.Известно также устройство для получения Фурфурола, содержащее гидролизаппарат с горловиной для загрузкирастительного сырья, патрубок подачитеплоносителя и парубок отвода фурфуролсодержащих паров с узлом ихоч истк и 1 ,Однако это устройство не можетобеспечить эффективную очистку Фур.Фуролсодержащих паров от унесенныхчастиц перерабатываемого сырья призначительных скоростях отвода этих 35паров,Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и интенсифика.-.ция процесса.Указанная цель достигается тем, 4 дчто согласно способу получения фурФурола растительное сырье подвергают парофазной обработке восходящийпотоком теплоносителя при температу-,.ре 160-170 С и давлени 0,6-0,8 ила 45в присутствии серной кислоты с концентрацией 10-153 в количестве 2030 от масси абсолютно сухого сырьяс последующим. отбором фурфуролсодержащих паров с масуовой скоростью2,04-4,40 т/ч на 1 м сечения гидро" йлизаппауата и отделением их от уносимых частиц обрабатываемого материалаеТакой способ может быть осуществлен с использованием специальногоустройства для очистки Фурфуролсодержащих паров от уносимых частиц обрабатываемого сырья, так как интенсификация. процесса отгонки Фурфурола влечет за собой значительный унос этих 60частиц из гидролизаппарата, что приводит к их потерям и загрязнениюОборудования.Способ может быть осуществлен устройством для получения Фурфурола 65 содержащим аппарат с горловиной длязагрузки растительного сырья, патрубок подачи теплоносителя и патрубокотвода фурфуролсодержащих паров сузлом их очистки, расположеннымвнутри аппарата, в котором узелочистки фурфуролсодержащих пароввыполнен в виде корпуса со щелевымипрорезями и направляющими лопаткамина его боковой поверхности и установленного внутри него рабочего колеса,смонтированного на одном валу стурбиной, размещенной за рабочим комлесом в направлении потока фурфурол",содержащих паров.На фиг. 1 представлено устройстводля получения Фурфурола, верхняячасть; на фиг. 2 - узел очистки Фурфуролсодержащих паров, разрез.устройство для получения фурфурола содержит аппарат 1 с горловиной 2для загрузки растительного сырья,патрубок подачи теплоносителя ( непоказан) и натрубок 3 отвода Фурфуролсодержащих паров с узлом ихочистки, расположенным внутри аппарата 1 вУзел очистки фурфуролсодержащихпаров содержит корпус 4 со щелевымипрорезями 5, и направляющими лопатками 6 на его боковой поверхности.Направляющие лопатки 6 предназначены для тангенциального выброса изпотока Фурфуролсодержащих паров унесенных частиц обрабатываемого. материала,Внутри корпуса 4 установлено рабончее колесо 7 с лопастями. Рабочееколесо. 7 смонтировано на одном валу8 с турбиной 9, размещенной за рабочим колесом 7 в направлении отводафурфурОлсодержащих паров в верхнейчасти узла очистки. Вал 8 смонтирован в подпятниках 10 и 11. В нижней .конической части корпуса 4 с кольцевым зазором к его стенкам закрепленобратный конус 12 с закручивающимилопатками 13.Для крепления узла очистки к пат"Рубку 3 предусмотрен фланец 14,Устройство для получения фурфурола работает следующим образом,Через горловину 2 в аппарат 1 загружается растительное пентозансодержащее сырье, а через патрубок подачитеплоносителя в нижнюю часть аппарата 1 подают перегретый пар,Образующиеся в процессе термокаталической обработки пентозансодержащего сырья при давлении 7-10 ати,Фурфуролсодержащие пары, поступаяв верхнюю часть корпуса 4 Фильтрую-,щего устройства, привадят во вращение турбиНу 9 и рабочее колесо 7,очищаются и выводятся из аппарата 1,За счет значительного перепададавлений (4-5 ати) между аппаратом 1,1028 б 70 3и паропреобразователем (не показан), в.который поступают пары после выхода из аппарата 1, достигается высокая скорость вращения рабочего колеса 7.Это обеспечивает закручивание поступающего череэкольцевое простран ство,образованное коническойчастью корпуса 4 н обратньюконусом 12,потока Фурфуролсодержащих паровпод действием воэникаЮщих при этом центробежных сил частйцы сырья или целлолигнина (О уносимые восходящим потоком Фурфурол:содержащнх паров, имеющие плотность выше, чем Фурфуролсодержащие пары, :;выбрасываются череэщЕлевые прорези , расположенные в стенке корпуса, и возвращаются во внутреннее пространство аппарата 1.Таким образом, поток Фурфуролосодержащих паров, проходящий через узел очистки, одновременно является дввжущей силой, приводящей в действие рабочее колесо 7, Ври этом, чем выше скорость отбора Фурфуролсодержащих паров, тем выше скорость вращения турбины и, соответственно, рабочего колеса..Следовательно возрастают и центробежные силы тем самым увеличивая степень очистки Фурфуролсодержащих па- рове П р и м е р 1. Березовые опилки, предварительно смоченные 10-ным раствором серной кислоты (гидромодуль смачивания 0,3 ),в количестве 176 г, по абсолютно сухому сырью загружают в реактор проточного типа объемом 1,3 л (диаметр 71 мм, высота - 320 Ма, и обрабатывают восходящим потоком перегретого до 220 ОС пара давлением 0,8 МПа при 170 С в течение 90- 120 мин. Фурфуролсодержааие .пары отбирают с верхней части щрцрата, конденсируют в змеевиковом,.холодильнике и собирают в приемйик. Количественный анализ Фурфурола в фурфуролсодержащих парах проводят методом ГЖХ на хроматографе "Цвет" с пламенно-ионизационным детектором. Относительная ошибка определения +3.Полученные результаты опытов в зависимости от времени пребывания Фурфурола в реакционной зоне представлены в таблице. Из полученных результатов видно, что уменьшение времени пребывания фурфурола за счет увеличения массовой скорости отбора фурфуролсодержащих паров в реакционной зоне способ ствует значительному увеличению выхода целевогопродукта..а ГЪ 1 Л сРс ой со г Ч м ь (Ю6фЦ Ц О 1мс СЬ о о оХо а одо ноо С 0 см о о д: Э Н 13 ф о о о,о ео оюза 3 Зоо одемвоаооожасахих оаХ 0ооОлаоа счОд Ео но ос ю д Ф Н хо В Ойщ жооао Х Х Ф ц о с1028670с ф И о жо ч во с- Д со710286708Из таблицы видно, что при увели- резко уменьшается, при уменьшенйи чении массовой скорости отбора фурфу- массовой скорости менее 2 04 т/ч2Г ролсодержашим.паров выше 4,4 т/ч на 1 м сечения гидролиэаппарата вына Ъ м сечения гидролизаппарата ход целевого продукта пони- экономическая эффективность процесса жается,Составитель И. Волгиактор Т. Веселова Техред;О.Неце орректо одписно к аб., д. 4/5 илиал ППП "Патент", г. ужгород; ул. Проектная, 4 838/2 ВНИИпо 113 Тираж 418 Государственного комитета лам изобретений и открытий Москва, )(-35, Раушская