CN109890801A - 用于回收糠醛的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于提取糠醛的方法。所述方法包含：使包括糠醛、水、至少一种酸和沸点高于糠醛沸点的芳香族溶剂的组合物在第一液‑液分离器中经历第一分离步骤，以提供第一有机相和第一水相；将所述第一有机相沿第一管线输送到蒸馏柱，并使所述第一有机相经历蒸馏步骤，以提供包括糠醛的顶部料流以及包括所述芳香族溶剂的底部料流；使所述第一水相和所述底部料流的一部分经历第二分离步骤，以提供第二有机相；将所述第二有机相沿第二管线输送，所述第二管线将其内含物进料到所述第一管线或所述蒸馏柱中，并使所得混合物经历所述蒸馏步骤。

Description

用于回收糠醛的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月1日提交的美国临时申请序列号62/415,531的优先权，所述申请的全部公开内容特此通过引用并入。
技术领域
本发明涉及一种用于以节能方式从组合物中高效回收/提取糠醛的方法。
背景技术
糠醛是工业化学品的有用前体，特别是用于生产呋喃及其衍生物。
糠醛可以从包括木质纤维素生物质的原料的水解来产生。木质纤维素生物质主要包括半纤维素和纤维素，以及较小部分的木质素和蛋白质。半纤维素是异质单糖含量的支链多糖。其分子结构包含五碳单糖(‘戊糖’)木糖和阿拉伯糖，以及六碳单糖(‘己糖’)甘露糖、半乳糖和鼠李糖。鉴于半纤维素的木糖和阿拉伯糖的含量，其是单体和聚合戊糖的合适源。相比之下，纤维素是由聚合葡萄糖(六碳单糖/己糖)构成的线性多糖。与纤维素相比，半纤维素更容易分解成其成分单糖。
包括木质纤维素生物质的市售原料包含甘蔗渣，其是甘蔗或高粱茎被压碎、汁液被提取出来后保留的纤维物质。用于从甘蔗渣产生糠醛的既定连续方法是Rosenlew方法，其详细内容在“糠醛化学与技术及其多种副产物(The Chemistry and Technology ofFurfural and its Many By-Products)”，第1版，K.Zeitsch，第48到51页和第303到306页中讨论。
WO2012041990描述了从甘蔗渣得到的半纤维素产生糠醛，通过将其气态酸催化水解成戊糖，然后将其脱水以产生糠醛。
WO2016025678描述了糠醛的产生，其中最初半纤维素在包括α-羟基磺酸的溶液中水解，然后从水解反应产物中除去α-羟基磺酸的一部分以产生除酸流，最后使除酸流经历脱水步骤以产生糠醛。
WO2016025679描述了水解步骤，其缓冲到优选地小于pH 1，然后进行脱水步骤以产生糠醛。
在WO2016025678和WO2016025679中，在脱水反应步骤期间，通过向脱水反应混合物中加入‘与水不混溶的有机相’(即溶剂)形成‘双相’脱水反应混合物。然后将脱水反应混合物分离成含水产物流和包括糠醛的一部分的有机产物流。然而，WO2016025678和WO2016025679未公开如何从包括糠醛的有机产物流中完全回收和纯化糠醛。进一步地，WO2016025678和WO2016025679未公开如何从含水产物流中有效地回收和纯化水性产物流中其余的糠醛。
由于有机相夹带水分并形成糠醛-水共沸物，从水性环境中溶剂提取糠醛变得复杂。夹带水分的程度取决于所使用的溶剂。与芳香族溶剂(约200ppm到约1,000ppm)相比，含氧化合物溶剂，如酚类化合物的含氧化合物溶剂在有机相中夹带更多的水分(约10,000ppm到约40,000ppm)。进一步地，如果糠醛存在于水性环境中，则可以形成糠醛-水共沸物。在从化合物的混合物中提取化学化合物的技术中已知的是，任何共沸物的存在会增加给定方法的能量消耗，并且使所述方法所需的步骤和设备复杂化。由于芳香族溶剂夹带水分的倾向较小，因此在其表面上糠醛-水共沸物问题应该不那么严重；然而，由于糠醛的性质，芳香族溶剂用于提取糠醛的能力较低，这可能会降低整体的糠醛回收率。
在Rosenlew方法中，糠醛通过共沸蒸馏从反应混合物中分离出，并且不使用溶剂提取。Rosenlew方法消耗约10吨蒸汽来回收每吨糠醛。
因此，提供比现有技术方法更节能的糠醛回收方法以及提供糠醛高收率的方法是有利的。
发明内容
因此，本发明提供了一种用于从包括糠醛、水、至少一种酸和沸点高于糠醛沸点的芳香族溶剂的组合物中提取糠醛的方法；所述方法包括：(a)使所述组合物在第一液-液分离器中经历第一液-液分离步骤，以提供：(i)包括所述芳香族溶剂以及所述糠醛的一部分的第一有机相，以及(ii)包括所述糠醛的其余部分和所述至少一种酸的第一水相；(b)将来自步骤(a)的所述第一有机相沿第一管线输送到蒸馏柱，并使所述第一有机相经历蒸馏步骤，以提供：(i)包括糠醛的顶部料流，以及(i)包括芳香族溶剂的底部料流；(c)将来自步骤(a)的所述第一水相和来自步骤(b)的所述底部料流的一部分输送到第二液-液分离器，并使来自步骤(a)的所述第一水相和来自步骤(b)的所述底部料流的一部分经历第二液-液分离步骤，以提供：(i)包括所述芳香族溶剂以及所述糠醛的一部分的第二有机相，以及(ii)包括水和所述至少一种酸的含水废物流；(d)将来自步骤(c)的所述第二有机相沿第二管线输送，所述第二管线将其内含物进料到所述第一管线或所述蒸馏柱中，并使所得混合物经历步骤(b)的蒸馏步骤。
附图说明
图1示出了根据本发明的方法的实施例的简化示意图。
具体实施方式
本发明人惊奇地发现，根据本发明的用于提取糠醛的方法与已知方法相比提供更高的糠醛产率，并且制造每吨糠醛消耗更少的能量，适当地，通过消耗少于4吨的蒸汽来回收每吨糠醛，其中糠醛回收率超过97％。
在根据本发明的方法中，糠醛是从包括糠醛、至少一种酸和沸点高于糠醛沸点的芳香族溶剂的组合物中提取的。
在本发明的实施例中，所述组合物可以衍生自戊糖脱水步骤的产物流，其中戊糖进料流发生脱水。
适当地，戊糖脱水步骤使包括单体戊糖和聚合戊糖的戊糖进料流脱水，所述戊糖进料流衍生自水解步骤，其中木质纤维素生物质在至少一种无机酸的存在下水解；尽管作为替代方案，其它方法也可以用于水解木质纤维素类生物质，如那些可以使用碱性或中性pH条件的方法。适当地，木质纤维素生物质水解步骤如WO2016025678和WO2016025679所描述。
当用于木质纤维素生物质的水解时，适当地，至少一种无机酸可以选自以下，如但不限于：盐酸、硝酸、磷酸、硼酸硫酸和α羟基磺酸或其组合。
适当地，一些类型的木质纤维素生物质可以固有地含有至少一种有机酸，或者在经历水解时形成至少一种有机酸。此类酸的实例包含但不限于甲酸、乙酸、乳酸、乙醇酸、乙酰丙酸、草酸和柠檬酸或其组合。当使用这种类型的生物质材料时，可以减少或甚至消除添加至少一种酸性无机酸的需要，因为原位产生的酸可以提供必要的酸性pH。
根据本发明的实施例，所述组合物可以衍生自戊糖脱水步骤的产物流；所述产物流在下文中也称为“脱水产物流”。
适当地，戊糖脱水步骤在脱水反应混合物中进行，其中单体戊糖和聚合戊糖的脱水由至少一种无机酸在升高的温度下催化，尽管至少一种有机酸也可参与这种催化作用。
脱水反应混合物包括戊糖进料流、至少一种无机酸、至少一种有机酸和和糠醛；糠醛的含量取决于戊糖脱水步骤的运行时间。
存在于脱水反应混合物中的至少一种无机酸和至少一种有机酸将贯穿从水解步骤到戊糖脱水步骤的戊糖进料流，其中水解步骤在戊糖脱水步骤之前进行。
但是，如果水解步骤在碱性或中性pH条件下进行，或者如果确定脱水反应混合物的pH的酸性不够，则可以向脱水反应混合物中加入更多的无机酸。
优选地，戊糖脱水步骤在至少100℃、更优选地至少110℃以及甚至更优选地至少140℃的高温下进行。优选地，戊糖脱水步骤在至多250℃、更优选地至多200℃以及甚至更优选地至多150℃的高温下进行。
优选地，戊糖脱水步骤进行至少1秒、更优选地至少5分钟、甚至更优选地至少10分钟以及最优选地至少30分钟的时间。优选地，戊糖脱水步骤进行至多24小时、更优选地至多12小时、甚至更优选地至多5小时以及最优选至多2小时的时间。
可以将一种或多种芳香族溶剂加入脱水反应混合物中。在脱水反应混合物中存在芳香族溶剂会产生水相和有机相。
优选地，脱水反应混合物与芳香族溶剂的比率为至少1体积％到0.05体积％，更优选地所述比率为1体积％到0.1体积％，甚至更优选地所述比率为1体积％到0.25体积％，最优选地所述比率为1体积％到0.4体积％。
优选地，脱水反应混合物与芳香族溶剂的比率为至多1体积％到2.5体积％，更优选地所述比率为1体积％到1.25体积％，甚至更优选地所述比率为1体积％到0.75体积％，最优选地所述比率为1体积％到0.6体积％。
优选地，芳香族溶剂选自10个或更多个碳的烷基苯化合物、10个或更多个碳的烷基萘化合物以及萘。
优选地，所述芳香族溶剂选自由以下组成的组，如但不限于：1-乙基-2,3-二甲基苯、1-乙基-2,5-二甲基苯、1-乙基-2,4-二甲基苯、1-乙基-3,4-二甲基苯、1,2,3,5-四甲基苯、1,2,3,4-四甲基苯、1,2,4,5-四甲基苯、萘、1-甲基萘、2-甲基萘、正丙基和仲丙基-甲基苯(甲基位于2、3、4或5位)、正丁基和仲丁基苯以及正戊基和仲戊基苯。
适当地，芳香族溶剂可以是一种或多种此类化合物的混合物。
优选地，所述芳香族溶剂的芳香族碳与脂肪族碳的比率大于1。如果芳香族溶剂是纯化合物，则芳香族碳与脂肪族碳的比率对于技术人员来说是显而易见的。然而，如果芳香族溶剂是一种或多种此类化合物的混合物，则确定芳香族碳与脂肪族碳的比率的方法可以是使芳香族溶剂混合物经历13C NMR分析并通过本领域已知的技术获得代表芳香族和脂肪族部分的峰的比率。
芳香族溶剂可以在戊糖脱水步骤开始时或半途中加入到脱水反应混合物中。
适当地，如果在芳香族溶剂存在下没有发生戊糖脱水步骤，还可以将芳香族溶剂加入到脱水产物流中以形成组合物。
然而，优选地，芳香族溶剂可以在戊糖脱水步骤开始时加入到脱水反应混合物中。任选地，芳香族溶剂的来源可以是来自本发明的方法的一个或多个步骤的再循环料流，这种料流作为进料再循环到戊糖脱水步骤。
如果在戊糖脱水步骤开始时或半途中将芳香族溶剂加入到脱水反应混合物中，则在水相中形成糠醛。
适当地，芳香族溶剂具有优于对水和至少一种无机酸的对糠醛的选择性，并且当戊糖脱水步骤将戊糖进料流转化为糠醛时，芳香族溶剂选择性地从所述水相中将糠醛提取到有机相中。
芳香族溶剂还具有优于对至少一种有机酸的对糠醛的选择性，但是少量的至少一种有机酸可以分配到有机相中，这取决于任何给定的芳香族溶剂可以夹带有多少水分；这种少量在本发明方法中被认为是无关紧要的。
因此，有机相中糠醛的量根据戊糖脱水步骤的进展程度而变化。
适当地，芳香族溶剂提供至少三个优点。
首先，相较于例如，含氧化合物溶剂，芳香族溶剂夹带更少的水到有机相，并且因此适当地，芳香族溶剂不提取任何至少一种有机酸和任何显著量的至少一种无机酸到有机相。此具有以下优点：通过选择性地将糠醛提取到有机相中，在此类酸的存在下除去了糠醛，并且因此可以防止在戊糖脱水步骤中可能发生的降解和/或低聚反应而产生的不期望的糠醛损失，并从而提高了糠醛产率。
其次，还由于芳烃溶剂携带较少的水进入有机相，在有机相中无法形成糠醛-水共沸物，这简化了糠醛与戊糖脱水步骤的有机相的分离。
第三，由于环境压力下水的沸点低于环境压力下糠醛沸点(分别约为100℃和约161℃)，从脱水反应产物流中提取糠醛减少了蒸发大量水以从水中净化糠醛的需要。相反，由于芳香族溶剂的沸点高于糠醛沸点，因此可以从芳香族溶剂中蒸馏出糠醛，并且由于芳香族溶剂中糠醛的量仅为每单位体积芳香族溶剂的一小部分，因此在如蒸馏等方法中，需要将更少量的材料(即具有较低沸点的糠醛)蒸发。适当地，此提供了能量优势(节省能量)。
图1示出了根据本发明的方法的实施例的简化示意图，其示出了组合物(1)被供应到第一液-液分离器(6)，所述第一液-液分离器提供包括芳香族溶剂的第一有机相(7)和糠醛的一部分，所述糠醛的一部分沿第一管线(12)输送到蒸馏柱(9)。
也由第一液-液分离器(6)提供并且包括糠醛的其余部分和至少一种酸的第一水相(8)沿管线(13)输送到第二液-液分离器(10)。
蒸馏柱(9)提供包括糠醛的顶部料流(2)以及包括芳香族溶剂的底部料流(3)。
包括芳香族溶剂的部分底部料流(3)也可以沿管线(13)输送到第二液-液分离器(10)。
第二液-液分离器(10)提供包括芳香族溶剂和糠醛的一部分的第二有机相(11)，所述第二有机相沿第二管线(14)输送到蒸馏柱(9)。
第二液-液分离器(10)提供包括水和至少一种酸(5)的含水废物流。
在根据本发明的方法中，糠醛是从包括糠醛、至少一种酸和沸点高于糠醛沸点的芳香族溶剂的组合物中提取的。
为开始从组合物中提取糠醛，使组合物在第一液-液分离器(6)中经历第一液-液分离步骤以提供：(i)包括所述芳香族溶剂以及所述糠醛的一部分的有机相(7)，以及(ii)包括所述糠醛的其余部分和所述至少一种酸的水相(8)。
优选地，第一液-液分离(6)可以在至多200℃的温度、更优选地至多180℃的温度、甚至更优选地至多160℃的温度，甚至更优选地至多150℃的温度下进行，只要液体在分离温度下分离成两相即可。
优选地，第一液-液分离(6)可以在至少室温的温度、更优选地至少60℃的温度、甚至更优选地至少100℃的温度、甚至更优选地至少130℃的温度下进行，只要液体在分离温度下分离成两相即可。
第一液-液分离步骤在本领域技术人员已知的任何合适的液-液分离器中进行。
在经历第一液-液分离步骤之前，组合物可以任选地经由，优选地固/液分离步骤，以除去在脱水步骤期间可能已形成的任何不溶的腐殖质或其它焦油，并且所述不溶的腐殖质或其它焦油可以以其它方式不利地干扰有机相与水相的分离或后续的分离或纯化步骤。腐殖质和/或焦油的形成是与生物基产品的生产相关的众所周知的问题。胡椒是由糖和其它有机化合物降解产生的黑色无定形和不期望的酸副产物和树脂材料。焦油是不溶于水、颜色深并且当浓缩时趋于变粘并变得非常暗到几乎为黑色的有机物质的泛指。
在本发明的方法中，第一液-液分离步骤提供的第一有机相沿第一管线(12)输送到蒸馏柱(9)并经历蒸馏步骤，以提供：(i)包括糠醛的顶部料流(2)以及(ii)包括芳香族溶剂的底部料流(3)。
糠醛在环境压力下的沸点为161℃，并且由于芳香族溶剂的沸点比糠醛沸点更高，获得了包括糠醛的顶部料流(2)。适当地，糠醛和芳香族溶剂的沸点之间的差异越大，这些化合物之间的分离就越容易且越清洁。
适当地，芳香族溶剂可以是1-甲基萘，其在环境压力下的沸点为约242℃，并且适当地，此在相应的沸点下产生足够的差异以达到100％的糠醛纯度。
适当地，蒸馏步骤可以是真空蒸馏步骤。适当地，真空柱可以在约0.00133MPa(10mmHg)的压力下操作，以使糠醛沸点从约161℃降低。适当地，在这种条件下，获得了包括糠醛的顶部料流，以及包括芳香族溶剂的底部料流。有利地，真空蒸馏步骤克服了可能由热诱导的降解和低聚反应引起的糠醛损失。
适当地，蒸馏步骤可以是常压蒸馏步骤，其中适当地，糠醛可以作为在蒸馏柱的区域的顶部料流在约160℃到约180℃的温度下获得，留下包括芳香族溶剂的底部料流。
适当地，尽管芳香族溶剂对糠醛具有优选的选择性，但在第一液-液分离步骤中，糠醛的一部分仍可以保留在组合物的水相中。存在于水相中的糠醛的量可以取决于使用的芳香族溶剂，但是其可高达组合物中存在的糠醛的量的约60％。这是不期望的，因为其可能导致糠醛损失，例如，由于通过与水相中存在的其它组分反应而残留在水相中的糠醛的降解和/或低聚。进一步不期望的是，水相中残留的糠醛与水形成共沸物。这使糠醛与水相分离变得复杂，因为在环境压力下糠醛-水共沸物的沸点约为98℃，此非常接近糠醛从水中分离需要的沸点。
在第一次液-液分离步骤之后，为实现高糠醛回收率和高糠醛纯度，需要从第一有机相(7)(包括芳香族溶剂和糠醛的一部分)和第一水相(8)(包括糠醛的其余部分和至少一种酸)中有效地回收糠醛。进一步地，糠醛必须从糠醛-水共沸物中有效地提取。
因此，为实现总体高的糠醛回收率、高糠醛纯度和能量效率，发明人已经在本发明的方法中引入了第二液-液分离步骤，所述第二液-液分离步骤更有效地使用芳香族溶剂增加了从第一水相中对糠醛的提取。
为实现此，向第二液-液分离器(10)供应离开第一液-液分离步骤的第一水相(8)(所述第一水相包括糠醛的其余部分和至少一种酸，所述糠醛主要呈糠醛-水共沸物的形式)，并且还向第二液-液分离器(10)供应来自蒸馏步骤的底部料流的一部分(4)(所述底部料流的一部分包括芳香族溶剂)。通过将这两种料流进料到第二液-液分离器(10)中，可以进一步利用芳香族溶剂从水相(8)中的糠醛的其余部分中提取更多的糠醛。
因此，来自蒸馏步骤的底部料流的一部分(4)和来自第一液-液步骤的第一水相(8)被输送到第二液-液分离器(10)并经历第二次液-液分离步骤，以提供：(i)包括所述芳香族溶剂以及所述糠醛的一部分的第二有机相(11)，以及(ii)包括所述至少一种酸的含水废物流(5)。
适当地，至少约5体积％的来自蒸馏步骤的底部料流被输送到第二液-液分离器(10)。这种量可以优选地为至少约10体积％，更优选地至少约25体积％，甚至更优选地至少约30体积％，以及最优选地至少约50体积％。
适当地，至多约80体积％的来自蒸馏步骤的底部料流被输送到第二液-液分离器(10)。这种量可以优选地为至多约70体积％，更优选地至多约65体积％，甚至更优选地至多60体积％，以及最优选地至多55体积％。
适当地，未输送到第二液-液分离器(10)的溶剂的其余部分可以进料到戊糖脱水步骤。
优选地，第二液-液分离可以在至多120℃的温度、更优选地至多100℃的温度、甚至更优选地至多80℃的温度，甚至更优选地至多60℃的温度下进行，只要液体在分离温度下分离成两相即可。
优选地，第二液-液分离可以在至少室温的温度、更优选地至少30℃的温度、甚至更优选地至少40℃的温度、甚至更优选地至少50℃的温度下进行，只要液体在分离温度下分离成两相即可。
在本发明的方法中，在第二液-液分离步骤之后，第二有机相(11)(包括芳香族溶剂和来自第二液-液分离器的糠醛的一部分)沿第二管线(14)输送，所述第二管线将其内含物进料到第一管线(12)或蒸馏柱(9)中，并使所得混合物经历前述的蒸馏步骤。
适当地，将第二管线(14)的内含物进料到第一管线中可以在第一有机相(7)和第二有机相(11)进入蒸馏柱(9)以经历蒸馏步骤之前提供第一有机相和第二有机相的更佳混合。可替代地，第二管线(14)可以将第二有机相(11)直接输送到蒸馏柱中以经历蒸馏步骤。
在另一个实施例中，根据第一有机相(7)和第二有机相(11)各自的糠醛浓度，将第一有机相和第二有机相中的每一个分别进料到蒸馏柱(9)的不同蒸馏托盘中。适当地，具有较低糠醛浓度的相比具有较高糠醛浓度的相进料到较低的托盘中。
通过第二液-液分离器(10)再循环芳香族溶剂既在整体上为方法提供了能量效率，也提高了芳香族溶剂的利用率。
任选地，在一个实施例中，来自蒸馏步骤的包括芳香族溶剂的底部料流(4)可以作为进料再循环到戊糖脱水步骤。
在第二液-液分离步骤中，产生含水废物流(5)。水废物流包括至少一种酸。适当地，含水废物流包括芳香族溶剂无法提取的其它化合物，包含水以及任选地糠醛的残余部分，这可能导致低于1％的总体糠醛产率损失。
任选地，第二液-液分离步骤(c)的包括水和至少一种酸的含水废物流(5)可以作为进料再循环到脱水步骤。
尽管在本发明的方法中，发明人已经争取获得最大的糠醛产率，但为了能量效率，适当地，发明人并未试图恢复总体糠醛产率的小于1％的损失。相反，为了追求能量效率，适当地，废物流(5)可以再循环以对水解步骤进行进料，从而与环境温度下对戊糖脱水步骤供应新鲜的水和至少一种酸相比，得益于其至少一种酸内含物以及此料流的温度。
实例
如图1所描绘，使用由马萨诸塞州的艾斯本技术公司(Aspen Technology Inc.)授权的方法建模Aspen plus(版本7.3)软件评估方法阵型(process line up)的糠醛回收率。
建模的方法阵型代表糠醛制造厂中从含有糠醛的方法流分离糠醛的方案。
在此实例中获得的结果代表了期望的糠醛回收速率、从进料流回收的糠醛分数、糠醛纯度、热负荷(MW)和以蒸汽吨数/所产生糠醛吨数测量的蒸汽使用率。
在此模拟中使用‘NRTL-HOC特性方法’集中含有的热力学数据。
在使用4.48MPa的高压蒸汽的基础上确定方法阵型中的蒸汽消耗量。
进料流，组合物(1)含有水、糠醛、乙酸(作为至少一种有机酸)、1-甲基萘(1-MNP)(代表沸点高于糠醛沸点的芳香族溶剂)。
本发明方法能够以高纯度从组合物中分离糠醛，并允许再循环溶剂以重复用于所述方法。
表1呈现了所有方法流数据输出结果。
表2和3给出了方法阵型中使用的蒸馏柱(9)和液-液分离器(6和10)的方法操作条件以及结果汇总。
表4呈现了糠醛分离方案的结果汇总。
基于模拟输出结果，此分离方法阵型每吨所产生糠醛消耗约3.8吨蒸汽。与使用最先进的Rosenlew商业糠醛生产方法中每吨所产生糠醛消耗10吨蒸汽相比，此方法中蒸汽用量减少约62％。
表1：料流汇总结果
料流# 3 4 5 11 2 1 7 8
组分质量流量
水 吨/天 0 0 14365 0 0 14365 0 14365
糠醛 吨/天 0 0 18 159 613 631 454 177
乙酸 吨/天 0 0 240 0 0 240 0 240
1-MNP 吨/天 7182 3585 0 3585 0 7182 7182 0
质量流量 吨/天 7182 3585 14623 3744 614 22418 7636 14782
温度 C 244 244 100 100 161 90 90 90
表2：蒸馏柱汇总
单位 D1
压力 MPa 0.1
回流比 1
蒸镏速率 吨/天 613.5
托盘数量 25
进料速率 吨/天 11380
重沸器温度 ℃ 244
重沸器负荷 MW 46
蒸汽使用量(4.48MPa) 吨/天 2353
表3：液-液分离器汇总
单位 LL1 LL2
压力 MPa 0.1 0.1
温度 ℃ 90 90
进料速率 吨/天 22418 18367
表4：分离方案结果汇总
单位
糠醛回收速率 吨/天 613.3
糠醛回收率 97.2％
糠醛纯度 100％
总能量要求 MW 46
蒸汽使用量(650psig) 吨/天 2353
蒸汽消耗量 t/t所产生糠醛 3.8

Claims (10)

1.一种用于从包括糠醛、水、至少一种酸和沸点高于糠醛沸点的芳香族溶剂的组合物(1)中提取糠醛的方法，所述方法包括：
(a)使所述组合物(1)在第一液-液分离器(6)中经历第一液-液分离步骤，以提供：
包括所述芳香族溶剂以及所述糠醛的一部分的第一有机相(7)，以及
包括所述糠醛的其余部分和所述至少一种酸的第一水相(8)；
(b)将来自步骤(a)的所述第一有机相(7)沿第一管线(12)输送到蒸馏柱(9)并使所述第一有机相(7)经历蒸馏步骤，以提供：
包括糠醛的顶部料流(2)，以及
包括所述芳香族溶剂的底部料流(3)；
(c)将来自步骤(a)的所述第一水相(8)和来自步骤(b)的所述底部料流的一部分(4)输送到第二液-液分离器(10)，并使来自步骤(a)的所述第一水相(8)和来自步骤(b)的所述底部料流的一部分(4)经历第二液-液分离步骤，以提供：
包括所述芳香族溶剂和所述糠醛的一部分的第二有机相(11)，以及包括水和所述至少一种酸的含水废物流(5)；
(d)将来自步骤(c)的所述第二有机相(11)沿第二管线(14)输送，所述第二管线将其内含物进料到所述第一管线(12)或所述蒸馏柱(9)中，并使所得混合物经历步骤(b)的所述蒸馏步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合物(1)衍生自戊糖脱水步骤的产物流，其中戊糖进料流发生脱水。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述戊糖进料流衍生自水解步骤，其中木质纤维素生物质被水解。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中步骤(b)的包括所述芳香族溶剂的所述底部料流(3)的一部分作为进料被再循环到所述戊糖脱水步骤。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的方法，其中步骤(c)的包括水和所述至少一种酸的所述含水废物流(5)作为进料被再循环到所述水解步骤。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述芳香族溶剂的芳香族碳与脂肪族碳的比率大于1。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述芳香族溶剂选自由以下组成的组：1-乙基-2,3-二甲基苯、1-乙基-2,5-二甲基苯、1-乙基-2,4-二甲基苯、1-乙基-3,4-二甲基苯、1,2,3,5-四甲基苯、1,2,3,4-四甲基苯、1,2,4,5-四甲基苯、萘、1-甲基萘、2-甲基萘、正丙基和仲丙基-甲基苯(甲基位于2、3、4或5位)、正丁基和仲丁基苯以及正戊基和仲戊基苯或其任何组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述蒸馏步骤是常压蒸馏步骤或真空蒸馏步骤。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一液-液分离步骤在环境温度到200℃的温度范围内进行。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二液-液分离步骤在环境温度到120℃的温度范围内进行。
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