[发明专利]一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法

说明书

本发明涉及一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法，（1）将糠醛和NaOH溶液由柱塞泵输送至微通道反应器中，同时将空气通入微通道反应器，从反应器出口处得到反应液；（2）进行酸化，养晶，过滤和冰水淋洗后得到糠酸湿品；（3）真空干燥，得到固体糠酸。本发明利用微通道反应器，可以较好地控制反应热，实现糠酸的连续生产，反应速度快，停留时间短，制得的糠酸纯度在99.5%及以上，收率在97.6%及以上。

技术领域

本发明属于精细化工领域，特别是涉及一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法。

背景技术

糠酸，又称2-糠酸或2-呋喃甲酸，白色单斜长梭形结晶，可用于合成树脂、药物、杀虫剂等重要工业原料。糠酸通常是由糠醛氧化制备而成，主要方法包括康尼查罗法、化学氧化法和催化氧化法等。

康尼查罗法在强碱的作用下，发生分子间氧化还原反应，该反应的产率不超过50%，并且生成大量的副产品糠醇，分离困难，难以实现工业化；化学氧化法氧化剂在氧化糠醛的过程中被还原，不能够再生，并且如果反应完毕氧化剂未淬灭，存在很大的安全隐患。

催化氧化法如中国专利CN109485624A公布了一种糠醛氧化制糠酸的方法，以复配纳米金属氧化物为催化剂，在悬浮有催化剂的烧瓶内，通入空气，同时滴加糠醛和碱液，经过后处理得到糠酸。但此方法仍有物料混合效率低，放热反应中热能难控制，易产生副反应，收率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法，通过糠醛催化氧化与微通道反应器相结合的方法，经过酸化、淋洗、烘干步骤，得到糠酸。本发明利用特殊结构的微通道反应器，不仅可以较好地控制反应热，而且实现了糠酸的连续生产，提高糠酸的收率。

具体包括以下技术方案：

（1）将糠醛和NaOH溶液由柱塞泵输送至微通道反应器中，同时将空气通入微通道反应器， 控制反应温度40-50℃，从反应器出口处得到反应液；

（2）控制步骤（1）得到的反应液温度0-5℃，滴加30%硫酸进行酸化，控制酸化液温度0℃，养晶12h，过滤，冰水淋洗，得到糠酸湿品；

（3）真空干燥，得到固体糠酸。

所述的一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法，其特征在于所述步骤（1）微通道反应器由30根内径为0.32 mm，长度为10 cm的毛细管封装组成，分为进口段和出口段，由连接螺杆固定，以防外力折断毛细管。

所述的一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法，其特征在于所述毛细管内壁涂覆有Al₂O₃超细粉作为基底，并在其上负载有纳米氧化铜。

所述的一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法，其特征在于所述毛细管的两头由封装板分别封装在进口段和出口段，两块封装板分别设置至少一个加热孔和测控热偶插口。

所述的一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法，其特征在于所述步骤（1）中糠醛和NaOH的摩尔量相同，NaOH溶液的摩尔浓度为0.5-5 mol/L。

所述的一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法，其特征在于所述步骤（1）中空气空速500-3000 h^-1，微通道反应器内反应停留时间为5-15 min。

所述的一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法，其特征在于所述步骤（2）中硫酸与步骤（1）所述糠醛的摩尔量比值为1.0-1.1：1，所述冰水与步骤（1）所述糠醛的质量比为0.2-0.5：1。

所述的一种微通道反应器上糠醛氧化制备糠酸的方法，其特征在于所述步骤（3）中真空干燥条件为：温度50-60℃，反应时间3-5 h。