[发明专利]利用木质纤维素类原料连续制备糠醛的系统及方法

说明书

本发明涉及一种利用木质纤维素类原料连续制备糠醛的系统及方法，该系统包括酸液输出单元、原料混合单元、进料单元、主体反应单元、出料单元、汽提反应塔、分离单元和纯化单元。该方法包括酸液输出步骤、原料混合步骤、进料步骤、水解反应步骤、出料步骤、汽提反应步骤、分离步骤和纯化步骤。本发明是真正意义上的连续生产系统，在时间上实现了产品的连续获取，降低了劳动强度、提高了生产效率。整个工艺设计合理，糠醛收率高，单位能耗低。

技术领域

本发明属于糠醛生产技术领域，特别是涉及到两步法连续制备糠醛的技术。

背景技术

糠醛(又称呋喃甲醛)是一种重要的化工产品，广泛应用于合成塑料、医药、农药等工业领域，每年全球糠醛的需求量极大。糠醛可以有选择性地从石油、植物油中萃取其中的不饱和组分，也可以从润滑油和柴油中萃取其中的芳香组分。随着能源危机的加剧及环保要求，利用可再生的农林废弃物生产高附加值的糠醛，受到人们越来越多的重视。

目前在工业规模上，唯一能获得糠醛的方法仍然是以玉米芯为原料，通过水解的方法得到。根据玉米芯半纤维素中戊聚糖水解和戊糖单体脱水环化是否在同一个反应器内进行，糠醛生产技术又可分为一步法和两步法。

一步法是把含半纤维素的原料装入水解锅中，在酸催化和一定温度下，使半纤维素水解成戊糖，同时戊糖又被脱水形成糠醛。一步法因其设备投资少，操作简单，在糠醛工业应用广泛。但一步法由于原料加热不均匀，糠醛收率低，蒸汽消耗大，环境污染严重。

两步法是将半纤维素的水解反应和戊糖的脱水反应分成两步，分别在不同的设备中完成，其反应式如下：

目前在国内或国际上，两步法中的第一步——利用木质纤维素类原料制糖的工艺——通常采用稀酸水解的方法，现有酸水解装置均是间歇式反应器，其劳动强度大、生产效率低、占地面积大、污染严重。另外，由于现有反应器存在的酸液仅附在物料表面、物料和酸液的混合不均匀、水蒸气加热不均匀等问题，导致水解糖分解严重、副产物多、糖收率小、糖浓度低。

在两步法中的第二步——戊糖脱水环化过程，由于糠醛自身的分解反应以及和反应中间体的缩聚反应，使得糠醛收率较低。由于欧美等发达国家早已停止糠醛生产，因此对糠醛技术的研究报道很少。

因此，研究利用木质纤维素类原料连续制备糠醛的系统及方法对于解决现有技术中的上述技术问题具有积极的意义。

发明内容

考虑到上述现有技术中的问题而提出了本发明。本发明提供了一种利用木质纤维素类原料连续制备糠醛的系统，还提供了利用木质纤维素类原料连续制备糠醛的方法，其至少解决了现有技术中无法连续反应，糠醛收率低，反应副产物多，劳动强度大，生产成本高，生产效率低，环境污染严重等问题，能够有效地提高劳动生产率，降低劳动强度，提高糠醛收率，尽可能避免副反应发生，单位能耗低，环境污染小，合理利用能量。