[发明专利]戊糖溶液制备糠醛的系统及方法

权利要求书

1.一种戊糖溶液制备糠醛的系统，其特征是：所述糠醛制备系统包括脱水蒸馏单元和脱水回收单元，其中：

所述脱水蒸馏单元至少包括一个脱水反应蒸馏塔，将所述戊糖溶液进行脱水蒸馏得到糠醛溶液；

所述脱水回收单元与所述脱水反应蒸馏塔相连接，包括至少一级脱水反应器，对所述脱水反应蒸馏塔塔底排出的含有戊糖的废水进行进一步脱水并生成糠醛蒸汽送回至所述脱水反应蒸馏塔。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是：在所述脱水回收单元中设置2-5级相互串联的脱水反应器。

3.如权利要求2所述的系统，其特征是：每一级所述脱水反应器的顶部至少设有一个戊糖溶液入口、一个醛汽出口、一个蒸汽入口，底部至少设有一个废液出口，上一级脱水反应器的废液出口和蒸汽入口分别与下一级脱水反应器的戊糖溶液入口和醛汽出口相连接；所述第一级脱水反应器的戊糖溶液入口连接所述脱水反应蒸馏塔塔底，所述最后一级脱水反应器的废液出口连接到植物纤维水解成戊糖溶液的水解系统，将所述糠醛制备系统的废水送回所述水解系统。

4.如权利要求1-3所述的系统，其特征是：所述脱水回收单元还包括与最后一级所述脱水反应器的蒸汽入口相连接的加热装置，通过所述糠醛蒸汽将热量逐级上行送至每一级所述脱水反应器，并最终送给所述脱水反应蒸馏塔。

5.如权利要求4所述的系统，其特征是：所述脱水反应蒸馏塔与所述第一级脱水反应器之间设置有位差，所述每相邻的二级脱水反应器之间设置有位差，所述脱水反应蒸馏塔位置最高，所述最后一级脱水反应器位置最低。

6.如权利要求5所述的系统，其特征是：所述脱水反应蒸馏塔的废液出口高于所述第一级脱水反应器的戊糖溶液入口，所述每相邻的二级脱水反应器中上一级的废液出口高于下一级的戊糖溶液入口。

7.如权利要求4所述的系统，其特征是：所述加热装置为一个脱水再沸器。

8.如权利要求4或7所述的系统，其特征是：所述最后一级脱水反应器中温度为130-200℃，随着所述脱水反应器级数的减小，所述脱水反应器内温度减小，温差为3-15℃，所述第一级脱水反应器内温度比所述脱水反应蒸馏塔内温度高3-15℃。

9.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述戊糖溶液包括植物纤维在水解系统中水解得到的戊糖溶液、木糖生产工艺中的水解液、含有戊糖的废液、木糖生产工艺中产生的木糖母液、纤维素发酵时产生的含有戊糖的发酵液中的一种或几种。

10.如权利要求1-9任一项所述的系统，其特征是：所述脱水蒸馏单元还包括与所述脱水反应蒸馏塔塔顶连接的一个冷凝器和一个低压分相器，所述脱水反应蒸馏塔产生的醛汽输送到所述冷凝器，所述冷凝器冷凝得到的粗醛被输送到所述低压分相器中被分离为醛相及水相，所述水相返回到所述脱水反应蒸馏塔继续蒸馏。

11.如权利要求10所述的系统，其特征是：所述低压分相器的压力与所述脱水反应蒸馏塔中压力相同。

12.一种戊糖溶液制备糠醛的方法，采用如权利要求1-11所述的系统，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

①脱水蒸馏步骤：先将戊糖溶液在所述脱水蒸馏塔中进行脱水蒸馏生成糠醛蒸汽；

②脱水回收步骤：再将所述脱水蒸馏塔塔底排出的溶液送至所述脱水回收单元，将其中的戊糖进一步脱水反应生成糠醛蒸汽，然后送回至所述脱水反应蒸馏塔。

13.如权利要求12所述的方法，其特征是：所述脱水回收步骤包括对逐级下行的所述溶液进行至少一级脱水反应，上一级脱水反应器产生的废液送至下一级脱水反应器，而下一级脱水反应器产生的糠醛蒸汽送至上一级脱水反应器，所述第一级脱水反应器产生的糠醛蒸汽送回至所述脱水反应蒸馏塔参与脱水蒸馏。

14.如权利要求12或13所述的方法，其特征是：所述方法还包括一个加热步骤，只对最后一级所述脱水反应器进行供热，通过逐级上行的所述糠醛蒸汽将热量逐级送至每一级所述脱水反应器，并最终送给所述脱水反应蒸馏塔。