CN101696196A - 一种提高糠醛得率及回收甲醇的方法 - Google Patents

一种提高糠醛得率及回收甲醇的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高糠醛得率及回收甲醇的方法。本发明采用水洗塔代替碱中和以除去粗醛中的醋酸，采用脱轻塔回收产品甲醇，以减少环境污染，使用该方法后提高了糠醛得率，并且得到了甲醇产品。

Description

一种提高糠醛得率及回收甲醇的方法
技术领域
本发明涉及一种糠醛制备方法，具体是一种提高糠醛得率及回收甲醇的方法。
背景技术
糠醛，又称2-呋喃甲醛，是一种重要的工业原料，糠醛为常用的优良溶剂，也是有机合成的重要原料，与苯酚缩合可生成类似电木的酚糠醛树脂。由糠醛转变而得的一些化合物也都是有用的化工产品。例如，糠醇(呋喃甲醇)为无色液体，沸点170～171℃，也是个优良的溶剂，是制造糠醇树脂(用作防腐蚀涂料及制玻璃钢)的原料；糠酸(呋喃甲酸)为白色结晶，熔点133℃，可作防腐剂及制造增塑剂等的原料；四氢糠醇是无色液体，沸点177℃，也是一种优良溶剂和合成原料。由糠醛制得的呋喃经电解还原，还可制成丁二醛，后者为生产药物阿托品的原料。许多糠醛的衍生物具有很强的杀菌能力。糠醛主要用作溶剂，它可有选择性地从石油、植物油中萃取其中的不饱和组分，也可从润滑油和柴油中萃取其中的芳香组分。糠醛可代替甲醛与苯酚缩合，制造酚醛树脂。
糠醛的生产方法主要是以玉米芯、棉花秆、甘蔗渣等农副产品为原料在酸性催化剂(硫酸、醋酸盐酸、甲酸、磷酸等)作用下升温加压水解得到戊糖，同时戊糖又被脱水环合形成糠醛。经水解反应所得的糠醛水解液中除含糠醛以外，尚含有醋酸、甲醇等组份必须通过一定的除酸和精制工艺，才能得到产品糠醛。现有工艺对糠醛中的酸份的处理方法是采用5％的碱液间歇式搅拌中和，待醛水分层后将水层吸出作为洗锅用水，洗完锅后，当废液排放，醛层送去精制成品醛。由于中和分层的水层含醛8％，每吨粗醛在中和过程中损失9.6公斤，是粗醛的0.96％；同时由于碱中和后游离碱和醋酸钠在糠醛精制过程中，引起糠醛分解，损失约占糠醛的3.34％；且醋酸钠还增加了精制设备内液体粘度，尤其是精制的后期阻碍糠醛蒸发，使残液中糠醛含量升高，损失量占粗醛的2％。现有糠醛生产工艺中采用全凝器，冷凝温度低没有排出甲醇，甲醇在系统中会越聚越多，影响初馏塔的正常操作，又影响分离器的分离效果。即使将甲醇排除，也是将甲醇直接排到环境中，造成环境污染，且浪费甲醇原料。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种提高糠醛得率及回收甲醇的方法。本发明采用水洗塔代替碱中和以除去粗醛中的醋酸，采用脱轻塔回收产品甲醇，以减少环境污染，使用该方法后提高了糠醛得率，并且得到了甲醇产品。
本发明的技术方案是：一种提高糠醛得率及回收甲醇的方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)将除渣后的糠醛水解液自初馏塔的上部送入初馏塔，经初馏塔精馏后，醛水共沸物自塔顶引出经塔顶冷凝器冷却，形成液态后进入醛水分离器，在醛水分离器中进行醛水分离；沸点较高的稀醛水解液废水自初馏塔底部排出；
(2)比重较大的下层粗糠醛(有机相)自醛水分离器的底部流出，自水洗塔的上部连续流入水洗塔，同时自水洗塔的下部打入水，水沿着水洗塔上升，在通过水洗塔的塔板时与粗糠醛充分接触萃取，洗去了粗糠醛中的大部分醋酸和甲醇；在水洗塔内醛水分离，比重较大的下层水洗后的粗糠醛(有机相)自水洗塔底部流出经计量罐计量后进入粗醛贮罐，比重较小的上层水相自水洗塔的上部流出进入脱轻塔，所述打入水洗塔的水的体积为进入水洗塔的粗糠醛体积的1.5倍，所述水洗塔为筛板塔；
(3)自醛水分离器上部流出的上层水相和水洗塔上部流出的上层水相，自脱轻塔中部的进料口进入脱轻塔，经脱轻塔底部加热器加热后，水相中的甲醇气体沿脱轻塔上升，在通过提馏段的塔板时与进入脱轻塔的水相充分接触，进行传质和传热后，再在精制段的塔板上与回流的甲醇充分接触，进行传质和传热后，自脱轻塔的顶部引出，经塔顶冷凝器冷却转化为液体后，经分液罐分液，少部分甲醇回流，大部分甲醇进入甲醇贮罐，所述回流比为1∶20，所述脱轻塔为筛板塔，脱轻塔进料口以下为提馏段，进料口以上为精馏段，所述塔底温度为99℃，塔顶温度为65℃；
(4)自脱轻塔底部引出的脱甲醇气体的水相(醛水混合液)返回初馏塔。
本发明所用的糠醛水解液是以玉米芯、棉花秆、甘蔗渣等农副产品为原料采用酸水解法生产，除渣后的稀醛水解液，其主要成分为水、糠醛、醋酸和甲醇，其中糠醛质量百分含量为5-7％，甲醇质量百分含量为糠醛的5-10％，醋酸质量百分含量为糠醛的35-45％。
本发明所述初馏塔为现有的常用的糠醛生产常用的筛板塔，所述粗醛水解液初馏工艺属于现有技术。本发明所述水洗塔为常用的萃取使用的筛板萃取塔，本发明所用的脱轻塔为现有的常用筛板精馏塔。本发明所用的其他设备都为现有设备。
本发明的有益效果是：
(1)采用水洗塔代替加碱中和提高了糠醛得率，可以提高糠醛精制率6％(重量百分数)以上(现有工艺精制率约为85％，本工艺精制率大于91％)；采用水洗塔可洗去粗醛中的大部分醋酸和部分甲醇，水洗前粗糠醛含水量为9％±1％(重量百分数)，酸度为0.073±0.005当量/升，粗醛含量为89％±1％(重量百分数)，经水洗后的粗糠醛含水量为5.5％±1％(重量百分数)，酸度为0.020±0.002当量/升，粗醛含量为92.4％±1％(重量百分数)，甲醇量减少了50％；由于水洗法不需要用碱，从而不仅节省了成本，并且减少了因碱中和使粗醛中含有过剩的碱和醋酸钠；使用水洗塔，生产稳定，易于控制。
(2)采用脱轻塔，脱掉甲醇，不仅消除了甲醇气体对设备的危害，及对正常工作的影响，而且可以回收甲醇作为产品出售，减少环境污染，减轻初馏塔的负荷，有利于提高出醛率。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
(1)将除渣后的糠醛水解液(糠醛质量百分含量为5-7％，甲醇质量百分含量为糠醛的5-10％，醋酸质量百分含量为糠醛的35-45％)自初馏塔的上部送入初馏塔，经塔底加热器加热形成醛水共沸物(常压下，糠醛与水的共沸点为97.45℃)，醛水共沸物气体沿初馏塔上升，在通过塔板时与连续进入初馏塔的糠醛水解液充分接触，进行传质和传热后，自塔顶引出经塔顶冷凝器冷却，形成液态后进入醛水分离器，在醛水分离器中进行醛水分离；沸点较高的稀醛水解液废水自初馏塔底部排出；塔底温度为102℃，塔顶温度为97.9℃，所述初馏塔为筛板精馏塔，塔板数为15，塔板间距为300mm，塔径为Φ1000mm，单溢流堰，溢流堰高20mm，弓形降液管高度为塔板间距的14/15，筛孔孔径为6mm，开孔率为9％；
(2)比重较大的下层粗糠醛(有机相)自醛水分离器的底部流出，自水洗塔的上部连续流入水洗塔，同时自水洗塔的下部打入水，水沿着水洗塔上升，在通过水洗塔的塔板时与粗糠醛充分接触萃取，洗去了粗糠醛中的大部分醋酸和甲醇；在水洗塔内醛水分离，比重较大的下层水洗后的粗糠醛(有机相)自水洗塔底部流出经计量罐计量后进入粗醛贮罐，比重较小的上层水相自水洗塔的上部流出进入脱轻塔，所述打入水洗塔的水的体积为进入水洗塔的粗糠醛体积的1.5倍，所述水洗塔为筛板萃取塔，塔板数为17，塔板结构参数如下：塔径为Φ250mm，塔板间距为220mm，无溢流堰，弓形降液管高度为塔板间距的2/3，筛孔孔径为6mm，开孔率为6％；
(3)自醛水分离器上部流出的上层水相和水洗塔上部流出的上层水相，自脱轻塔中部的进料口进入脱轻塔，经脱轻塔底部加热器加热后，水相中的甲醇气体沿脱轻塔上升，在通过提馏段的塔板时与进入脱轻塔的水相充分接触，进行传质和传热后，再在精制段的塔板上与回流的甲醇充分接触，进行传质和传热后，自脱轻塔的顶部引出，经塔顶冷凝器冷却转化为液体后，经分液罐分液，少部分甲醇回流，大部分甲醇进入甲醇贮罐，所述回流比为1∶20，所述塔底温度为99℃，塔顶温度为65℃；所述脱轻塔为筛板精馏塔，塔板数为30，脱轻塔进料口以下为提馏段，塔板数为14，塔板结构参数如下：塔径为Φ600mm，塔板间距为300mm，单溢流堰，溢流堰高20mm，弓形降液管高度为塔板间距的14/15，筛孔孔径为6mm，开孔率为4％；进料口以上为精馏段，塔板数为13，塔板结构参数如下：塔径为Φ400mm，其他参数与提馏段相同；
(4)自脱轻塔底部引出的脱甲醇气体的水相(醛水混合液)返回初馏塔。
经本发明水洗后的粗糠醛含水量为5.5±1％，酸度为0.020±0.002当量/升，粗醛含量为92.4±1％，比现有工艺，每生产1吨糠醛，可多得糠醛0.06吨以上，可多得甲醇0.05吨以上。

Claims (1)

1.一种提高糠醛得率及回收甲醇的方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)将除渣后的糠醛水解液自初馏塔的上部送入初馏塔，经初馏塔精馏后，醛水共沸物自塔顶引出经塔顶冷凝器冷却，形成液态后进入醛水分离器，在醛水分离器中进行醛水分离；沸点较高的稀醛水解液废水自初馏塔底部排出；所述的糠醛水解液是以农副产品为原料采用酸水解法生产，除渣后的稀醛水解液，其主要成分为水、糠醛、醋酸和甲醇，其中糠醛质量百分含量为5-7％，甲醇质量百分含量为糠醛的5-10％，醋酸质量百分含量为糠醛的35-45％：
(2)比重较大的下层粗糠醛自醛水分离器的底部流出，自水洗塔的上部连续流入水洗塔，同时自水洗塔的下部打入水，水沿着水洗塔上升，在通过水洗塔的塔板时与粗糠醛充分接触萃取，洗去了粗糠醛中的大部分醋酸和甲醇；在水洗塔内醛水分离，比重较大的下层水洗后的粗糠醛自水洗塔底部流出经计量罐计量后进入粗醛贮罐，比重较小的上层水相自水洗塔的上部流出进入脱轻塔，所述打入水洗塔的水的体积为进入水洗塔的粗糠醛体积的1.5倍，所述水洗塔为筛板塔；
(3)自醛水分离器上部流出的上层水相和水洗塔上部流出的上层水相，自脱轻塔中部的进料口进入脱轻塔，经脱轻塔底部加热器加热后，水相中的甲醇气体沿脱轻塔上升，在通过提馏段的塔板时与进入脱轻塔的水相充分接触，进行传质和传热后，再在精制段的塔板上与回流的甲醇充分接触，进行传质和传热后，自脱轻塔的顶部引出，经塔顶冷凝器冷却转化为液体后，经分液罐分液，少部分甲醇回流，大部分甲醇进入甲醇贮罐，所述回流比为1∶20，所述脱轻塔为筛板塔，脱轻塔进料口以下为提馏段，进料口以上为精馏段，所述塔底温度为99℃，塔顶温度为65℃；
(4)自脱轻塔底部引出的脱甲醇气体的水相(醛水混合液)返回初馏塔。
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