CN111747911B - 一种连续分离糠醛的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种连续分离提纯糠醛的方法：粗糠醛和无机碱水溶液同时连续加入离心萃取机中，粗糠醛中的酸性杂质和碱溶液反应的同时，在离心力作用下粗糠醛和水溶液实现在线分离。分离后的粗糠醛经连续精馏塔分离糠醛，精馏塔中部连续进料，塔顶连续采出糠醛，通过采出液密度测定糠醛纯度。本发明大大减少了中和过程的停留时间，可以快速除去酸性杂质，解决了现有糠醛精制过程中产物的聚合问题；水相和糠醛相在离心作用下在线分离，实现了糠醛分离过程的连续化操作，分离后的粗糠醛连续精馏分离糠醛。该方法简单有效，可实现糠醛精制的连续化操作。

Description

一种连续分离糠醛的方法
技术领域
本发明属于化工生产领域，具体涉及一种连续分离糠醛的方法。
背景技术
糠醛，又称2-呋喃甲醛，与糖醛是同一物质。其学名为α-呋喃甲醛，是呋喃2位上的氢原子被醛基取代的衍生物。它最初从米糠与稀酸共热制得，所以叫做糠醛。糠醛是由戊聚糖在酸的作用下水解生成戊糖，再由戊糖脱水环化而成。生产的主要原料为玉米芯等农副产品。合成方法有多种。糠醛是呋喃环系最重要的衍生物，化学性质活泼，可以通过氧化、缩合等反应制取众多的衍生物，被广泛应用于合成塑料、医药、农药等工业。
目前毛醛精制普遍采用先碳酸钠碱洗再蒸馏的方法，但是在碳酸钠碱洗过程中，虽然可以除去毛醛中的一些酸性物质(主要是醋酸)，但是在精制过程中钠离子也会和糠醛进行康氏反应，生成糠醛钠，造成了糠醛精制过程中的损失以及杂质的生成，从而使得糠醛的产率低。
专利CN 104086517A公开了一种在均相体系中无机盐复合催化木糖制备糠醛的方法。将反应溶液自然冷却，有机溶剂萃取、洗涤、蒸馏，得到糠醛。本工艺采用有机溶剂萃取，酸性杂质无法除去，影响糠醛纯度。专利CN 108383810 A采用多层填料床反应器实现萃取分离，依然采用萃取剂萃取分离，虽然降低了糠醛层和水层的停留时间，但是无法从根本上解决产物纯度的问题。
现有的糠醛在生产过程中，有的经过一次精馏，精馏产生的粗醛纯度较低，影响粗醛的后期精制效果，从而影响糠醛的纯度。
发明内容
针对现有糠醛精制工艺过程中存在的问题，本发明主要解决的技术问题是提供一种糠醛的连续分离提纯方法，能够提高糠醛产品质量，操作简单，可实现了提纯精制的连续化操作。
为了实现这样的目的，本发明具体的技术方案是：
一种连续分离提纯糠醛的装置，具体如下：
包括储水罐1，所述的储水罐1的底部通过管道b与静态混合器2底部连接，静态混合器2顶部通过管道g与离心萃取机3相连，离心萃取机3通过管道c与粗糠醛储罐4相连，离心萃取机3通过管道d与第二粗糠醛储罐5顶部相连，第二粗糠醛储罐5底部通过管道e与换热器6底部相连，换热器6顶部通过管道f与精馏塔7相连，精馏塔7顶部通过管道g与成品罐9相连；所述的静态混合器2下部连接碱液入口；所述的离心萃取机3通过管道a与储水罐1顶部相连；
所述的管道g上设置有冷凝器8；
所述的精馏塔7釜底设置有残渣出口10；
采用连续分离提纯糠醛的装置进行分离提纯糠醛的方法，操作步骤如下：
1）开启离心萃取机3，将粗糠醛储罐4中的粗糠醛沿着管道c连续泵入离心萃取机，同时地将静态混合器2中的碱性水溶液沿着管道g连续泵入离心萃取机3，粗糠醛和碱性水溶液在离心萃取机3中停留一段时间，通过采出水相pH值调节进料速度，在进料的同时连续采出水相和糠醛层，水相沿着管道a进入到储水罐1中，糠醛层沿着管道d进入到第二粗糠醛储罐5中；
2）第二粗糠醛储罐5中的糠醛经管道e、f进入到精馏塔7进行糠醛的进一步精制，塔中部连续进入糠醛层，塔釜再沸器加热，控制塔压力为-0.09~-0.1Mpa，根据回流比和塔釜蒸汽控制塔顶温度，根据采出液密度控制糠醛浓度，塔釜采出蒸馏残渣。
步骤①所述碱性水溶液为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾的水溶液。碱性水溶液浓度范围为0.5~5%
所述的，第二粗糠醛储罐5中的糠醛在进入精馏塔7之前经过换热器6预热至60℃；
步骤①所述碱溶液和糠醛进料质量比为0.11-0.15:1；
所述的步骤②中采出液从精馏塔顶出，经过冷凝器8后进入成品罐9中；
步骤①所述粗糠醛和碱性水溶液停留时间为0.1~1min；
步骤①所述采出水相pH值为6~7；
步骤②中塔顶温度为90~100℃；
步骤②所述采出液密度为1.155~1.160；
本发明技术方案的进一步特征在于，粗糠醛和无机碱水溶液同时连续加入离心萃取机中，粗糠醛中的酸性杂质和碱溶液萃取反应的同时，在离心力作用下粗糠醛和水溶液实现在线分离。大大减少了中和过程的停留时间，可以快速除去酸性杂质，解决了现有糠醛精制过程中产物的聚合问题；水相和糠醛相在离心作用下在线分离，可以实现糠醛分离过程的连续化操作。
离心萃取过程互不相容的两相充分混合，采出水相pH值可以直接反映萃取效果，萃取反应后的糠醛相不再含有酸性杂质。继续经连续反应精馏装置实现糠醛的进一步精制，精馏过程控制塔顶采出液温度和采出液密度可以较好的控制糠醛纯度。
附图说明
图1为本申请所述连续分离提纯糠醛的装置结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1 一种连续分离提纯糠醛的装置，具体如下：
包括储水罐1，所述的储水罐1的底部通过管道b与静态混合器2底部连接，静态混合器2顶部通过管道g与离心萃取机3相连，离心萃取机3通过管道c与粗糠醛储罐4相连，离心萃取机3通过管道d与第二粗糠醛储罐5顶部相连，第二粗糠醛储罐5底部通过管道e与换热器6底部相连，换热器6顶部通过管道f与精馏塔7相连，精馏塔7顶部通过管道g与成品罐9相连；所述的静态混合器2下部连接碱液入口；所述的离心萃取机3通过管道a与储水罐1顶部相连；
所述的管道g上设置有冷凝器8；
所述的精馏塔7釜底设置有残渣出口10；
碱液和纯水（套用水）在静态混合器充分混合配置一定浓度的碱液，储罐中的粗糠醛经泵进入到离心萃取机中，同时碱液按比例进入到离心萃取机中，碱液和粗糠醛充分反应，同时实现在线分离，洗涤水相返回至套用水罐循环使用，通过洗涤水pH值调节碱液进料速度。洗涤后的粗糠醛进入到粗糠醛储罐中，粗糠醛经换热器预热至一定温度，预热后的粗糠醛连续进入到精馏塔，塔顶通过塔顶回水调节顶温，使采出糠醛达到工艺要求，冷凝后的糠醛进入到糠醛储罐中，塔釜采出蒸馏残渣。
实施例2 (1) 碳酸钾溶液（浓度为1%）和粗糠醛按0.11:1连续进入到离心萃取机，维持水相pH值为6~7左右调节糠醛进料速度，在进料的同时连续采出水相和糠醛层，分离后的水相套用至配制碳酸钾溶液；
(2) 糠醛层经过换热器预热至60℃后，进入到精馏塔进行糠醛的进一步精制，塔中部连续进入糠醛层，塔釜再沸器加热，控制塔压力为-0.09~-0.1MPa，塔顶采出液温度为90~100℃，调节塔顶回流比和塔釜蒸汽控制塔顶温度，采出液密度为1.158，塔釜采出蒸馏残渣。采出糠醛纯度为99.2%，水分为0.05%。
实施例3 (1) 碳酸钠溶液（浓度为2%）和粗糠醛按0.12:1连续进入到离心萃取机，维持水相pH值为6~7左右调节糠醛进料速度，在进料的同时连续采出水相和糠醛层；
(2) 糠醛层经过换热器预热至60℃后，进精馏塔进行糠醛的进一步精制，塔中部连续进入糠醛层，塔釜再沸器加热，控制塔压力为-0.09~-0.1MPa，塔顶采出液温度为90~100℃，调节塔顶回流比和塔釜蒸汽控制塔顶温度，采出液密度为1.156，塔釜采出蒸馏残渣。采出糠醛纯度为99%，水分为0.04%。
实施例4 (1) 碳酸钠溶液（浓度为5%）和粗糠醛按0.15:1连续进入到离心萃取机，维持水相pH值为6~7左右调节糠醛进料速度，在进料的同时连续采出水相和糠醛层；
(2) 糠醛层经过换热器预热至60℃后，进精馏塔进行糠醛的进一步精制，塔中部连续进入糠醛层，塔釜再沸器加热，控制塔压力为-0.09~-0.1MPa，塔顶采出液温度为90~100℃，调节塔顶回流比和塔釜蒸汽控制塔顶温度，采出液密度为1.159，塔釜采出蒸馏残渣。采出糠醛纯度为99.5%，水分为0.03%。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种连续分离提纯糠醛的方法，其特征在于，采用的连续分离提纯糠醛的装置进行，该装置包括储水罐(1)，所述的储水罐(1)的底部通过管道b与静态混合器(2)底部连接，静态混合器(2)顶部通过管道g与离心萃取机(3)相连，离心萃取机(3)通过管道c与粗糠醛储罐(4)相连，离心萃取机(3)通过管道d与第二粗糠醛储罐(5)顶部相连，第二粗糠醛储罐(5)底部通过管道e与换热器(6)底部相连，换热器(6)顶部通过管道f与精馏塔(7)相连，精馏塔(7)顶部通过管道g与成品罐(9)相连；所述的静态混合器(2)下部连接碱液入口；所述的离心萃取机(3)通过管道a与储水罐(1)顶部相连；
具体步骤如下：
1）开启离心萃取机(3)，将粗糠醛储罐(4)中的粗糠醛沿着管道c连续泵入离心萃取机，同时地将静态混合器(2)中的碱性水溶液沿着管道g连续泵入离心萃取机(3)，粗糠醛和碱性水溶液在离心萃取机(3)中停留一段时间，通过采出水相pH值调节进料速度，在进料的同时连续采出水相和糠醛层，水相沿着管道a进入到储水罐(1)中，糠醛层沿着管道d进入到第二粗糠醛储罐(5)中；
2）第二粗糠醛储罐(5)中的糠醛经管道e、f进入到精馏塔(7)进行糠醛的进一步精制，塔中部连续进入糠醛层，塔釜再沸器加热，控制塔压力为-0.09~-0.1Mpa，根据回流比和塔釜蒸汽控制塔顶温度，根据采出液密度控制糠醛浓度，塔釜采出蒸馏残渣；
步骤1）所述采出水相pH值为6~7。
2.如权利要求1所述的连续分离提纯糠醛的方法，其特征在于，步骤1）所述碱性水溶液为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾的水溶液，碱性水溶液浓度范围为0.5~5%。
3.如权利要求1所述的连续分离提纯糠醛的方法，其特征在于，步骤2）中第二粗糠醛储罐(5)中的糠醛在进入精馏塔(7)之前经过换热器(6)预热至60℃。
4.如权利要求1所述的连续分离提纯糠醛的方法，其特征在于，步骤1）所述碱性水溶液和糠醛进料质量比为0.11-0.15:1。
5.如权利要求1所述的连续分离提纯糠醛的方法，其特征在于，所述的步骤2）中塔顶温度为90~100℃；步骤2）所述采出液密度为1.155~1.160。
6.如权利要求1所述的连续分离提纯糠醛的方法，其特征在于，步骤1）所述粗糠醛和碱性水溶液停留时间为0.1~1min。
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