DE583324C - Verfahren zur Herstellung von Furfurol - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

•12 SER-1933·

AUSGEGEBEN AM
I. SEPTEMBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 583324 KLASSE 12 ο GRUPPE 7 es

Kemiska Kontrollbyran Aktiebolag in Stockholm*) Verfahren zur Herstellung von Furfurol

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. August 1930 ab

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Furfurol.

Bisher ist man bei der Furfurolherstellung in der Weise vorgegangen, daß das Rohmaterial, ζ. B. Hafer- und Reisspreu oder andere pentosanhaltige Materialien, mit Wasser oder einer wässerigen Lösung von Säure' oder sauer reagierenden Salzen destilliert wurde. Dabei destilliert ein Gemisch von Furfurol und Wasserdampf über, das zum Abscheiden des Furfurols in eine Rektifizierkolonne eingeleitet wird. Man ist ferner in der Weise vorgegangen, daß man das Rohmaterial in eine angesäuerte Flüssigkeit einbrachte und die erhaltene Lösung mit oder ohne Verwendung von Druck zwecks Bildung von Furfurol erhitzte. Das Furfurol wurde dann abdestilliert. Man war bisher der Auffassung, daß das Abdestillieren des Furfurols aus dem Reaktionsgemisch in dem einen oder anderen Fall gleich nach der Bildung des Furfurols stattfinden müßte, weil es sonst schnell zerstört würde. Dieses unmittelbare Abdestillieren bedeutet aber einen Nachteil insofern, .als die zu Anfang des Prozesses erhaltenen Dämpfe an Furfurol reich sind, bei Beendigung des Prozesses dagegen nur kleine Mengen Furfurol enthalten, während der Destillationsapparat, z. B. die Kolonne, um ein einwandfreies Arbeiten zu ermöglichen, stets mit einem Gemisch von Wasser- und Furfuroldampf von möglichst konstanter Zusammensetzung gespeist werden sollte. Diese Schwierigkeit hat man dadurch zu vermeiden versucht, daß man die Furfurolwasserdämpfe kühlte und kondensierte, das Kondensat sammelte, durchmischte und dann wieder im Kolonnenapparat _ destillierte und fraktionierte. In dieser Weise wird zwar der Bedingung, den Kolonnenapparat mit Furfurolwasser-. dampfmischungen konstanter Zusammensetzung zu speisen, entsprochen, doch wird hierbei das Verfahren durch eine zweite Destillation kompliziert, was mit Rücksicht auf die Wärmeökonomie weniger vorteilhaft ist.

Der Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu "vermeiden. Sie beruht auf der Beobachtung, daß es im Gegensatz zu den bisherigen Vermutungen unter gewissen Bedingungen nicht erforderlich ist, das Furfurol gleich abzudestillieren, sondern daß man durch Auslaugen des Rohmaterials bei geeigneter Temperatur und geeignetem Druck unmittelbar und ohne Abdestillieren eine furfurolhaltige _ Lösung erhalten kann, aus der das Furfurol in einem nachfolgenden Arbeits-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Bertil Groth und Georg Henning Bloniqvist in Stockholm.

gang abgeschieden werden kann. Die durch Auslaugen erhaltene furfurolhaltige Lösung wird zum Speisen des Destillationsapparates verwendet, und man erfüllt in dieser -Weise die oben geschilderte Bedingung, dem Kolonnenapparat ein Furfurolwasserdampfgemisch von im wesentlichen konstanter Zusammensetzung zuzuführen und vermeidet gleichzeitig eine doppelte Destillation, ίο Zum Auslaugen des Rohmaterials, d. h. zur Herstellung der furfurolhaltigen Lösung, verwendet man gemäß der Erfindung mit Vorteil eine Batterie von zwei oder mehreren Kochern oder Autoklaven, in denen das Rohmaterial im Gegenstrom ausgelaugt wird. Man erhält dadurch kontinuierlich eine Lösung mit ziemlich konstantem Furfurolgehalt. Durch eventuelle Aufspeicherung und bzw. oder Mischung der furfurolhaltigen Lösung zo in einem besonderen Behälter vor dem Abdestillieren wird noch weiter sichergestellt, daß das Abdestillieren unter wesentlich konstanten Bedingungen stattfindet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels und unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben; es versteht sich jedoch, daß Abänderungen des Verfahrens innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich sind.

Eine Batterie von Autoklaven oder geschlossenen Kochern 1, 2, 3- und 4 wird mit furfurollieferndem, vegetabilischem Abfallmaterial, z. B. Haferspreu, gefüllt. Das Material ruht auf den unteren Siebböden 5¹) S², 5³ und 5⁴ und wird von den oberen Siebböden 6¹, 6², 6³ und 6⁴ niedergehalten.

Eine schwach sauer reagierende wässerige Lösung wird in die Kocher gefüllt, so daß das Material damit durchtränkt wind; die Kocher werden unter Druck z. B. auf 160 ° erhitzt. Wird zum Auslaugen eine säurehaltige Flüssigkeit verwendet, so kann die Säure zu Beginn des Prozesses entweder allmählich oder kontinuierlich oder auch' die ganze Säuremenge vor der Einführung der Lösung in den ersten Kocher zugesetzt werden. Während des Betriebes kann die Säurekonzentration durch kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Zusatz von Säure an einer beliebigen Stelle des Systems geändert werden. Auf ungefähr 10 kg Spreu verwendet man zweckmäßig ungefähr 100 1 von etwa 0,5 n-Schwefelsäure.

Das Lösungsmittel wird durch die Hauptleitung 7 zugeführt, von der Zweigleitungen 8¹, 8², 8³, 8⁴ zum Boden jedes Kochers gehen. Die furfurolhaltigen Lösungen werden aus den Kochern durch die Leitungen 9¹, g², 9³, o.⁴ abgeleitet, die an die gemeinsame Hauptleitung 10 angeschlossen sind. Die Auslaugung erfolgt im Gegenstrom in der Weise, daß das eintretende Lösungsmittel zuerst in einen Kocher mit beinahe vollständig ausgelaugtem Material tritt und die austretende Lösung zuletzt einen Kocher mit frischem oder beinahe frischem Material durchströmt. Für diesen Zweck muß die Lösung aus einem Kocher in einen anderen geführt werden können, und die Zulaufleitungen- 8¹, 8², 8³, S⁴ sind deshalb durch Leitungen 11¹, 11², 11³, 11⁴ mit den entsprechenden Ablaufleitungen o.², g³, g⁴, 9¹, wie in der Zeichnung dargestellt, verbunden, wobei Hähne oder Ventile 12¹, 12², 12³, 12⁴ bzw. 13¹, 13², 13³, 13⁴ an den Zweigstellen angeordnet sind. Durch öffnen bzw. Schließen der Hähne können die gewünschten Verbindungen zwischen den Kochern hergestellt werden, um die Flüssigkeit kontinuierlich durch die Batterie strömen zu lassen und um die Kocher füllen und entleeren zu 80 · können.

Unten in den Kochern befinden sich Dampfspiralen 14¹, 14², 14³, 14⁴ zum Erhitzen des Lösungsmittels in den Kochern und zum Ausgleich der Leitungs-, Strahlungs- und anderen Wärmeverluste.

Die Anzahl der Kocher kann veränderlich sein, beträgt aber zweckmäßig mindestens vier. Ein oder zwei Kocher in der Batterie sind immer ausgeschaltet zum Entleeren des go ausgelaugten Materials oder zur.Beschickung mit neuem Material. Die Verwendung einer größeren Anzahl von Kochern ist vorteilhaft, weil die anfallende furfurolhaltige Lösung dadurch eine konstantere Zusammensetzung erhält.

Wenn ein neuer Kocher in der Batterie eingeschaltet werden soll, wird er zunächst mit Dampf von erforderlichem Druck gefüllt, worauf die Furfurollösung aus dem vorhergehenden Kocher eingepreßt wird.

Der zum Hindurchtreiben des Wassers oder der sauren Lösung durch die Batterie erforderliche Druck wird zweckmäßig in der Weise erhalten, daß eine saure Lösung auf den erforiderlichen Druck in einem besonderen Dampfkessel oder Kocher erhitzt wird, wodurch der Dampfdruck in diesem Kocher die Flüssigkeit durch die Batterie preßt.

Das Furfurol wird dann aus der Lösung in einem kontinuierlich arbeitenden Kolonnenapparat o. dgl. unter gewöhnlichem Druck, gegebenenfalls unter erhöhtem oder vermindertem Druck, abgetrieben.

Die von Furfurol und ζ. Β durch Filtrieren oder Zentrifugieren gegebenenfalls vom Schlamm befreite Flüssigkeit enthält den größten Teil 'der ursprünglich zugesetzten Säure — ein geringer Teil der Säure ist durch im Rohmaterial vorhandene basische Bestandteile neutralisiert worden — und wird zweckmäßig der Auslaugungsbatterie wieder

zugeführt zum Auslaugen neuer Mengen von Spreu. In dieser Weise zirkuliert das Lösungsmittel mit gewissen unvermeidlichen Verlusten, und man verwertet auf diese Weise Stoffe, die gegebenenfalls in der Lösung verblieben sind, ohne in Furfurol umgewandelt zu werden, die in der Lösung vorhandene Säure und die Wärme des Lösungsmittels.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Furfurol durch Erhitzen von pentosanhaltigen Rohmaterialien mit verdünnter Säure auf ioo bis i8o°, dadurch gekennzeichnet, daß . das pentosanhaltige Rohmaterial mit verhältnismäßig großen Mengen verdünnter Säure behandelt und das Pentosan in Furfurol übergeführt wird, welches zunächst im Reaktionsgemisch verbleibt, daß dann die Flüssigkeit von den Rückständen des Rohmaterials abgetrennt und das Furfurol in einem nachfolgenden Arbeitsgang isoliert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung in einer Batterie von Kochern oder Autoklaven im Gegenstrom erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Furfurol im kontinuierlichen Betriebe aus der Lösung in einem Kolonnenapparat o. dgl. abgetrieben wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen