[发明专利]从糠醛汽提蒸汽冷凝液中同时萃取回收糠醛和醋酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工产品纯化技术领域，特别涉及一种从糠醛汽提蒸汽冷凝液中同时回收糠醛和醋酸的方法。

背景技术

糠醛又名呋喃甲醛，是一种重要的杂环类有机化合物。以糠醛为原料直接或间接衍生出的化工产品达1600多种，广泛应用于医药、农药、树脂、日化、铸造、纺织、石油等行业。迄今为止，糠醛只能以植物纤维为原料制得，主要是玉米芯、甘蔗渣等，同时也是目前为数不多的几种以木质纤维素类生物质为原料大规模商业化生产的生物基平台化学品。

目前糠醛生产国主要在中国、巴西、多米尼加、伊朗等发展中国家，而欧美、日本等发达国家已基本停止了糠醛生产。进入21世纪，随着石油价格的大幅上扬，糠醛的需求量不断增加，目前糠醛的市场价格超过了10000元/吨。当前，我国糠醛生产能力超过20万吨/年，是世界上糠醛产量最大的国家，也是世界上最大糠醛出口国，主要销往欧美、日本、韩国等发达国家和地区。 

传统的糠醛生产是以富含有半纤维素的植物秸秆为原料（例如玉米芯、甘蔗渣等），在硫酸催化剂的作用下木质纤维素中的半纤维首先水解主要生成戊糖，戊糖再经脱水合环生成糠醛。由于糠醛在其反应条件下特别容易发生副反应，工业上往往通过连续往反应釜中通入水蒸汽的方式把反应生成的糠醛带出反应体系以提高糠醛收率。在糠醛生成的条件下，半纤维素分子侧链上的乙酰基也容易被氧化脱落从而生成醋酸，因此通入反应釜的汽提蒸汽会同时把糠醛和副产品醋酸带出反应体系，也就是说糠醛汽提蒸汽冷凝液中既含有糠醛也含有醋酸。

糠醛汽提蒸汽冷凝液中糠醛浓度约为5wt%～8wt%，醋酸浓度约为1wt%～2wt %。由于糠醛与水形成共沸物，为了得到成品糠醛，目前工业上采用五塔精制工艺从糠醛汽提蒸汽冷凝液中提取糠醛产品，而醋酸却残留在水中形成富含醋酸的糠醛废水。糠醛废水中由于含有醋酸以及微量的糠醛等有机物，COD值高达35000以上，若直接排放，对环境污染严重，同时也是资源的浪费。近年来国内学者成功开发采用萃取工艺回收糠醛废水中醋酸的技术，既回收了醋酸创造了经济效益，又使废水的COD值大幅下降，为进一步处理糠醛废水创造了条件。

近年来，随着对液液萃取技术的深入研究，发现采用液液萃取法从糠醛水溶液中提取糠醛所需能耗要显著低于传统五塔精制工艺，该方法被认为是一种最有工业前景的糠醛提取新技术。但现有技术在从糠醛汽提蒸汽冷凝液中回收糠醛和醋酸时，需要先萃取糠醛，再在糠醛废水中萃取醋酸，存在分离效率比较低，能耗较高，工艺复杂的问题。  

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种从糠醛汽提蒸汽冷凝液中同时回收糠醛和醋酸的方法，包括如下步骤：

（1）糠醛汽提蒸汽冷凝液与萃取剂在萃取塔内逆流接触，塔顶得到含有萃取剂、糠醛和醋酸的萃取相，塔釜得到的萃余相为含有微量糠醛和醋酸的水； 

（2）步骤（1）中的萃取相进入萃取剂再生塔进行分离，塔顶得到含有微量水的糠醛和醋酸，塔釜得到萃取剂，萃取剂冷却后返回萃取塔；

（3）步骤（2）中得到的含有微量水的糠醛和醋酸进入糠醛精制塔进行分离，塔釜得到糠醛，其纯度大于99wt%，塔顶得到含水醋酸；

（4）步骤（3）中含水醋酸进入共沸精馏塔与共沸剂接触后进行分离，塔顶分相器得到水和共沸剂混合物，水从塔顶采出，共沸剂返回塔内，塔釜得到醋酸，其纯度大于99wt%。 

本发明方法中，步骤（1）中萃取塔所用萃取剂为复合萃取剂，所述萃取剂为12～16个碳原子的叔胺、碳数大于7的正烷醇（沸点高于180 ℃）和含硝基芳烃衍生物的组合物，其中，叔胺占10wt%～60wt%，正烷醇占10wt%～30wt%，含硝基芳烃衍生物占10wt%～60wt%。优选，叔胺占20wt%～40wt%，正烷醇占10wt%～30wt%，含硝基芳烃衍生物占20wt%～40wt%。

本发明方法中，所述的含硝基芳烃衍生物具体可以是2-硝基间二甲苯、3-硝基间二甲苯、邻硝基苯甲醚、邻硝基甲苯中的一种或几种。

本发明方法中，所用的萃取塔为脉冲填料萃取塔，其中塔内填料高度相当于5～20块理论塔板，萃取塔的操作条件为：萃取剂与糠醛汽提蒸汽冷凝液进料体积比为3～6:1，萃取温度为30～50 ℃，压力为常压，脉冲频率为0.01～10s^-1，脉冲压力为100～500kPa。