Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia furfurolu, na drodze termicznej hydrolizy su¬ rowców* roslinnych i dalszego wytlewania pohydro¬ litycznej lignocelulozy.Furfurol otrzymuje, sie jako jeden z produktów hydrolizy termicznej surowców roslinnych takich jak. odpadki drewna, sloma, kaczany kukurydzy, plewy zbozowe, makowiny, bagassa i inne odpadki roslinne, i surowce zawierajace odpowiednie ilosci pentozanów.Rozdrobnione surowce roslinne- nasyca, sie roz¬ tworem wodnym, odpowiedniego kwasu nieorganicz¬ nego jako katalizatora i poddaje hydrolizie ter¬ micznej w obecnosci pary wodnej., w. wyniku, czego powstaja lotne produkty, które po skondensowaniu daja ciekly kondensat,, obok nie ulegajacych kon¬ densacji g$zów, a stala pozostalosc pphydrolityczna stanowi produkt .zwany lignoceluloza^ Z kondensa¬ tu wydziela sie produkty uzyteczne w glównej mierze/furfurol i kwas, octowy . a. po.-h-y.drolity.czna lignoceluloza,stanowa produkt odpadowy wykorzys¬ tywany dotychczas tylko w niewielkim stopniu ja¬ ko material opalowy dla zamkniecia-bilansu ener¬ getycznego procesu wytwarzania i wydzielania fur¬ furolu, lub stosuje .sie, w. niewielkich ilosciach jako wypelniacz do gorszego .gatunku tektur^ cz.y papi,eru a w glównej mierze.kieruje sie jako bezuzyteczny produkt odpadowy na. haldy, gdzie ulega samorzut¬ nie powolnemu spalaniu. Skladowane wokól wy¬ twórni furfurolu haldy, odpadowej lignocelulozy stwarzaja powazne problemy z punktu widzenia ochrony naturalnego srodowiska czlowieka.Jak wykazaly analizy, pohydrolityczna lighocelu- loza po pierwszym stopniu hydrolizy termicznej zawiera 1—2% wag. pentozanów, 0,9—1,5% wag. wolnego furfurolu, 0,4—0,6% wag. kwasów orga¬ nicznych w przeliczeniu na kwas octowy, 30—40% wag. lacznie ligniny i celulozy, 40—50% wag. wody i 2—6% wag. substancji popiolowych.Znane sposoby przerobu surowców roslinnych do furfurolu sa procesami periodycznymi i nie zaj¬ muja sie dalsza przeróbka odpadowej lignocelulozy.Tylko nieliczne rozwiazania a wsród nich sposób podany w opisie RFN nr 14935ÓI jest procesem cia¬ glym i polega na termicznym rozkladzie stalych surowców roslinnych zawierajacych pentozany przy uzyciu kwasu siarkowego jako katalizatora. Pro¬ ces prowadzi sie w temperaturze 180—260°C a czesc odpadowej lignocelulozy spala sie w celu dostarczenia ciepla dla procesu.Celem wynalazku bylo podniesienie wydajnosci procesu otrzymywania furfurolu na drodze termicz¬ nej hydrolizy surowców roslinnych i opracowanie sposobu przerobu odpadowej pohydrolitycznej ligno¬ celulozy na uzyteczne przemyslowe pólprodukty.Istota wynalazku polega na dalszej przeróbce termicznej odpadowej pohydrolitycznej lignocelu¬ lozy przez ogrzewanie w temperaturze 200—30Ó°C przy pomocy przegrzanej pary wodnej w czasie do jednej godziny. Uzyskany w tym procesie kon- 93 015densat kieruje sie do procesu wydzielania furfu¬ rolu lacznie z kondensatem z pierwszego stadium hydrolizy termicznej, natomiast stala pozostalosc po drugim stopniu procesu wprowadza sie do pieca prazalniczego, gdzie poddaje sie ja wytlewaniu przez ogrzewanie bezposrednie przy pomocy ga¬ zów spalinowych w temperaturze do 600°C w okre¬ sie 2—4 godzin. Otrzymuje sie w wyniku tego do¬ datkowe ilosci smoly i gazu a pozostalosc stanowi produkt zweglony wykorzystywany jako pólprodukt do preparacji wegli aktywnych. Gaz natomiast wy¬ korzystuje sie jako zródlo ciepla w procesie hy¬ drolizy termicznej.Dwustopniowy, proces hydrolizy surowców ro- , Minnych * pozwala* podniesc wydajnosc furfurolu o blisko 20% w stosunku do dotychczas stosowa- ^j^btftpo&obów i uzyskac cenne produkty uboczne jak? gaz opalowy, który znajdzie zastosowanie do ogrzewania aparatów w tym samym procesie, smole uzywana jako lepiszcze do wegla oraz zweglona pozostalosc, która jest cennym pólproduktem do wytwarzania wegli aktywnych.Sposób wedlug wynalazku pozwala poddawac hydrolizie do furfurolu takie produkty roslinne, których przerób tradycyjnymi metodami bylby malo ekonomiczny z uwagi na niska wydajnosc oraz duza ilosc odpadowej lignocelulozy.. Takim surow¬ cem jest na przyklad sloma rzepakowa. Przecietna zawartosc pentozanów wynosi w niej okolo 15%.Hydroliza termiczna tego surowca wedlug znanych metod pozwala uzyskac wydajnosc furfurolu w przeliczeniu na sucha mase rzedu 5—6%, oprócz tego otrzymuje sie okolo 90% lignocelulozy, która nadaje sie jedynie do opalania niektórych pieców przemyslowych.Natomiast przeróbka termiczna slomy rzepako¬ wej sposobem wedlug wynalazku pozwala uzyskac wydajnosc furfurolu siegajaca 7,5% w przeliczeniu na sucha mase obok 7% smoly, 30% produktu zweglonego oraz 50—55% gazów palnych sklada¬ jacych sie glównie z CO, CH4, C2H6 i innych.Pozwala to zwiekszyc efektywnosc procesu o bli¬ sko 100% w stosunku do znanych metod glównie dzieki podniesieniu wydajnosci furfurolu oraz u- zyskaniu cennego pólproduktu do preparacji wegli aktywnych.Hydrolize termiczna produktu roslinnego, przy¬ kladowo slomy rzepakowej lub bagassy, prowadzi sie wedlug wynalazku w zestawie aparatów przed¬ stawionych na rysunku. Produkt roslinny ze skla¬ dowiska 1 po rozdrobnieniu w sieczkarni 2 i nasyce¬ niu odpowiednim roztworem katalizatora w mie¬ szalniku 3 kieruje sie do hydrolizera 4, w którym przebiega glówny proces hydrolizy pentozanów do furfurolu. Hydrolize prowadzi sie pod cisnieniem okolo 12 atn przy uzyciu nasyconej pary wodnej.Lignoceluloze pohydrolityczna kieruje sie do dru¬ giego hydrolizera 5, w którym stosuje sie prze¬ grzana do temperatury 250—300°C pare wodna.Opary z hydrolizera 5 dolacza sie do oparów z hy¬ drolizera 4 i wspólnie kieruje do rektyfikacji celem Wydzielenia furfurolu na kolumnach 10 i 11.Lilgnoceluloza z hydrolizera 5 podawana jest do pieca wytlewnego 7, gdzie przy uzyciu gazów spa¬ linowych prowadzi sie proces wytlewania. Pro- 93 015 <. 40 50 55 dukt zweglony odbiera sie W cyklonie 8 \ kieruje na zewnatrz, zas smoly wytlewne odbiera sie z separatora 9.Gazy wytlewne uchodzace góra separatora 9 zawraca sie poprzez sprezarke 12 do palnika 13, gdzie ulegaja spaleniu i w postaci gazów spalino¬ wych kierowane sa do pieca prazalniczego 7, gdzie oddaja swoje cieplo zapewniajac utrzymanie tern peratury w piecu rzedu 500 do 600°C. Nadmiar gazów kieruje sie do spalania w palniku 14 a spaliny kieruje sie do przegrzewacza pary 6, skad po oddaniu ciepla i schlodzeniu odprowadzane sa do atmosfery.Przyklad I. Slome rzepakowa zrhjelona na sieczke nasycono kwasem siarkowyrn o stezeniu 0,7% wagowych do uzyskania* stosunku widnego roztworu kwasu do suchej masy jak 3:1. Tak przy¬ gotowana mase w ilosci 4,5 kg zaladowano do hydrolizera o pojemnosci 50 1 i poddano hydro¬ lizie przy pomocy pary wodnej o cisnieniu 12 atn.Czas hydrolizy wynosil 1 godzine a temperatura 185°C. Nastepnie w ciagu godziny odbierano z hy¬ drolizera pare wodna wraz z furfurolem. Ilosc uzyskanego kondensatu stanowila okolo 3-krotnej ilosci w stosunku do suchej masy poddanej hy¬ drolizie. Uzyskany kondensat przedstawial sie na¬ stepujaco: zawieral 1,70% wagowych furfurolu, 1,30% wag. kwasów organicznych w przeliczeniu na kwas octowy, 0,4% wagowych metanolu i 96,6% wagowych wody. Wydajnosc furfurolu liczona na sucha mase slomy wyniosla 6% wagowych.Nastepnie do hydrolizera wprowadzono przegrza¬ na pare wodna o temperaturze 300°C i cisnieniu 12 atn. Temperatura w hydrolizerze podniosla sie do 230°C. Po uplywie 0,5 godziny uzyskano do¬ datkowo 3 kg kondensatu o zawartosci 0,67% wa¬ gowych furfurolu, co stanowi ?1,80% wydajnosci w przeliczeniu na sucha mase slomy a wiec ogólna wydajnosc furfurolu zostala zwiekszona o 23%.Po wyladowaniu lignocelulozy z hydrolizera po drugim stopniu hydrolizy zaladowano ja do pieca prazalniczego gdzie poddano ja'wytlewaniu w tem¬ peraturze 500—600°C w czasie 3 godzin uzyskujac 358,0 g produktu zweglonego, co stanowi 31,8% suchej slomy, 75 g smól, co stanowi 6,66% suchej masy oraz 400 NI gazów zawierajacych 19% obje¬ tosciowych CO, 28% objetosciowych C02, 40% o- bjetosciowych metanu, 3,5% objetosciowych ety¬ lenu, 7,4% objetosciowych etanu, 0,9% objetoscio¬ wych propylenu, 1,2%' objetosciowych propanu.Sklad gazów nie uwzglednia zawartej tam pary wodnej. Produkt zweglony zawiera 11% popiolu.Przyklad II. 6 kg 'wiórów debowych nasyco¬ nych 0,7%-owym wodnym roztworem kwasu siar¬ kowego w stosunku 3:1 zaladowano do hydrolizera i poddano hydrolizie jak w przykladzie I. Otrzyma¬ no 6 kg kondensatu zawierajacego 1,74% wagowych furfurolu, 1,35% wagowych kwasów organicznych w przeliczeniu na kwas octowy, 0,7% wagowych metanolu, 96,21% wagowych wody. Uzyskano 7,0% wydajnosci furfurolu liczonej na sucha mase drew¬ na. Nastepnie tak jak w przykladzie I zmieniono parametry hydrolizy i po drugim stopniu otrzy¬ mano dodatkowe 3 kg kondensatu o stezeniu 1% wagowego furfurolu, co stanowi 2% wydajnosci a93 015 6 wiec ogólna wydajnosc powiekszona zostala o 29%.Z hydrolizera odebrano 3 kg lignocelulozy o za¬ wartosci 50% wilgoci i poddano ja wytlewaniu w piecu prazalniczym w temperaturze 600°C w ciagu 4 godzin. Uzyskano 90,0 g smól, co stanowi 6% w przeliczeniu na sucha mase wiórów, 420,0 g produktu zweglonego, co stanowi 28% suchej masy oraz 620,0 1 gazów o skladzie zblizonym do skladu podanego w przykladzie I. Produkt zweglony za¬ wiera 4,1% wagowych popiolu.Przyklad III. 1,25 kg suchej bagassy zmie¬ szano z 3,75 kg 0,7%-owego wodnego roztworu kwasu siarkowego. 5 kg tak przygotowanej masy zaladowano do hydrolizera i poddano hydrolizie jak w przykladzie I. W pierwszym stopniu hydro¬ lizy otrzymano 5 kg kondensatu zawierajacego 2,256% wagowych furfurolu, co stanowi 90% wy¬ dajnosci, 1,4% wagowych kwasów organicznych w przeliczeniu na kwas octowy, 0,2% wagowych me¬ tanolu i 96,144% wagowych wody.W drugim stopniu hydrolizy otrzymano 4 kg kondensatu o zawartosci 0,625% wagowych furfu¬ rolu, co stanowi 2% wydajnosci w przeliczeniu na sucha mase bagassy i zwieksza ogólna wydajnosc o 18,2%. Po dwustopniowej hydrolizie otrzymano 3,0 kg lignocelulozy, która nastepnie poddano wy¬ tlewaniu w piecu prazalniczym w temperaturze 600°C w czasie 3 godzin. Otrzymano 100,0 g smól, co stanowi 8% w przeliczeniu na sucha mase 387,5 g produktu zweglonego, to jest 31%, zas 58% suchej masy stanowily gazy o skladzie ana¬ logicznym do gazów jak w przykladzie I. Pro¬ dukt zwleglony zawieral 87,91% wegla i 12,09% popiolu. PL