[实用新型]一种半纤维素连续制备糠醛的装置

说明书

本实用新型涉及糠醛制备的器械领域，具体为一种半纤维素连续制备糠醛的装置。该装置包括依次管道连接的物料乳化器、混合器、进料泵、预热器、高速搅拌釜、中间物料抽取泵，管式反应器、缓冲罐、冷却器、中间罐，以及与中间物料抽取泵的出口端管道连接的连续分离器，连续分离器的轻相出口管道连接有分馏塔，分馏塔的顶部得到溶剂，连续分离器的重相(水相)再经萃取分离，重相物料(水相)与物料混合器管道连接回用。本实用新型结构简单，设计科学合理，能有效提高糠醛得率，降低生产成本，减少环境污染，解决了现有技术中糠醛的收率低，耗能高的问题。

技术领域

本实用新型涉及糠醛制备的器械领域，具体为一种半纤维素连续制备糠醛的装置。

背景技术

糠醛是一种目前尚不能通过化学方法合成的重要的基础有机化工原料，是从糖类化合物中所获得的唯一一种不饱和大比容有机化学品，其化学性质十分活泼，糠醛及其衍生物都是应用广泛的有机化工中间体。此外，糠醛还可通过与甲醛的羟甲基化作用生成5－羟甲基糠醛，也可作为原料制备汽油、柴油和航空煤油，由糠醛通过加氢作用生成的甲基四氢呋喃可直接作为汽油的基料。随着世界范围内能源危机和环境问题的日益严峻，各化工领域对糠醛的需求量将会持续增长。但是，现有的糠醛生产工艺能耗巨大，环境污染极其严重，生产成本偏高且收率低下，以上诸多不利因素使欧盟和美国在过去数十年中已严令禁止在本国范围内生产糠醛。中国是糠醛生产和出口大国，占世界糠醛总产量70％左右。鉴于糠醛在有机化工及能源领域中的重要作用，现有的糠醛生产工艺亟待改进。

半纤维素在酸和水的作用下发生水解生成戊糖，此步反应条件温和，反应速度较快。随后，生成的木糖在酸的作用下脱去3分子水生成糠醛。由于糠醛性质不稳定，会进一步与木糖及反应中间产物发生反应生成胡敏素，糠醛自身也会发生树脂化反应。

现有技术中，采用批处理反应器制备糠醛，糠醛收率只有理论值的50％左右，但是消耗蒸汽量却是糠醛产量的30～50倍，且反应时间较长。较长的反应时间等都会导致糠醛的缩合和树脂化，同时，糠醛与木糖及反应中间产物之间也会发生交互聚合反应，糠醛还会进一步降解生成丙酮醛、甲醛、甘油醛、乙醇醛等，这些副反应会降低戊糖生成糠醛的选择性。其次，使用蒸汽作为热源和萃取剂耗能巨大。

因此，提供一种制备糠醛的系统，能连续生产，且糠醛的收率高，耗能小，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的发明目的是针对上述问题，提供一种半纤维素连续制备糠醛的装置。该装置结构简单，设计合理，能有效提高糠醛得率，可解决现有技术中糠醛的收率低，耗能高的问题，并有效地减少了副反应。采用本实型新型进行糠醛的制备，转化率达85－90％。

为了实现以上发明目的，本实用新型的技术方案为：

一种半纤维素连续制备糠醛的装置，其包括配料罐、混合器、进料泵、预热器、搅拌反应釜、中间加料泵、管式反应器、缓冲罐、冷却器、连续分离器、中间罐一、中间物料泵、分馏塔、溶剂储罐、精馏塔、离心萃取器和水储罐，其中，在配料罐和搅拌反应釜之间的管道上依次设置进料泵、混合器和预热器；在搅拌反应釜与连续分离器之间依次设置中间加料泵、管式反应器、缓冲罐、冷却器、中间罐一和中间物料泵；连续分离器的轻相出口通过连接管道和中间罐二与分馏塔连接，连续分离器重相出口连接离心萃取器，在离心萃取器，将其中少量的糠醛用溶剂萃取出来；分馏塔塔底出口与精馏塔连通；离心萃取器轻相出口通过溶剂储罐连接到分馏塔，离心萃取器重相出口连接到水储罐；水储罐与配料罐连通。分馏塔蒸出溶剂后塔底得到的粗糠醛进入精馏塔进一步精馏，由精馏塔的塔顶得到成品糠醛。

分馏塔塔顶的冷凝液出口连接到溶剂储罐后，再经管道连接到离心萃取器，萃取后重相经水储罐返回到配料罐。

作为优选，所述的搅拌反应釜为带有高速涡轮搅拌，进料管和溢流出料管的搅拌反应釜。

作为优选，所述的混合器为高压均质机，型号为SV、SK或SH。