Способ выделения фурфурола

 

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРОЛА из конденсатов паров самоиспарения гидролизата древесины хвойных и хвойно-лиственных породе использойанием очистки от т рпеновых углеводородов, ректификации на очистной колонне и выделения фурфурола на вакуумной колонне при скорости отбора фурфурола ,5 и флегмовом числе 11 ,5, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса, конденсат пропускают в количестве 500-600 гидромодулей через слой древесных опилок с последующей экстракцией фурфурола из фильтрата трихлорэтиленом , укреплением экстракта до концентрации фурфурола 20-50% на очистной ректификационной колонне и очисткой фурфурола от остатка трихлор этилена и примесей на вакуумной рек (Л тификационной колонне.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3305362/23-04 (22) 18. 06. 81 (46) 15.04.83. Бюл. " 14 (72) Н.С.Ручай, Е.Ф.Морозов, Е,П.Шишаков, Ж.ф.Ручай и В.В.Захарич (71) Белорусский ордена Трудового, Красного Знамени технологический институт им. С.M.Êèðoâà (53). 547.722. 07(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство. СССР и 423793, кл. С .07 D 307/48, 15 04.74.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2892796/23-04,, кл. С 07 0 307/50, 1980 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРОЛА из конденсатов паров самоиспарения гидролизата древесины хвойных и хвойно-лиственных пород с использованием очистки от терпеновых углеводородов, ректификации на очистной колонне и выделения фурфурола на вакуумной колонне при скорости отбора фурфурола .

0,4-0,5 м /м -ч и флегмовом числе 11,5, отличающийся тем, что, с целью удешевления.процесоа, конденсат пропускают .в количестве

500-600 гидромодулей через слой древесных опилок с последующей экстрак" цией фурфурола из фильтрата трихлорэтиленом, укреплением экстракта до концентрации фурфурола 20-50 на очистной ректификационной колонне и очисткой фурфурола от остатка трихлорэтилена и примесей на вакуумной рек. тификационной колонне.

1011645

Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения фурфурола из содержащих его водных конденсатов., получаемых при химической переработке древесины хвойных и хвой- 5 но"лиственных пород.

Известен способ выделения фурфурола из конденсатов экстракцией органическими растворителями, например трихлорэтиленом, при объемном соотношении конденсат - трихлорэтилен

1:1 (1,0:1,5 по весу), при этом :тепень извлечения фурфурола достигает

97,5л Г13

Недостатком известного способа является .то, что ни один из предложенных органических растворителей, в том числе и трихлорэтилен, не обладает свойством избирательного извлечения фурфурола в присутствии терпеновых 20 углеводородов, содержащихся в кон денсате в количестве до 404 от фурфурола. Терпеновые углеводороды экстрагируются совместно с фурфуролом.

После отделения экстрагента они оста- 25 ются в фурфуроле-сырце, затрудняют последующую его очистку и снижают качество товарного продукта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 30 эффекту является способ выделения фурфурола из конденсатов паров самоиспарения гидролизата древесины хвойных и хвойно-лиственных пород, заключающийся в том, что конденсат паров 35 самоиспарения гидролизата укрепляют на основной ректификационной колонне до концентрации фурфурола 4-6i и затем укрепленный конденсат экстрагируют керосином при весовом соотношении 4р конденсат: керосин 10-40:1 и полученный очищенный конденсат подвергают ректификации на очистной колонне для отделения летучих примесей с последующей ректификацией фурфурола-сырца 45 на вакуумной колонне при скорости отбора фурфурола 0,4-0,5 м5/м . ч и флегмовом числе 1-1,5. Этот способ позволяет получить фурфурол 1 сорта (?".1.

Однако известному присущи следующие недостатки. Дефицитность и сравнительно высокая стоимость органического, растворителя — керосина, а также его пожароопасность и токсичность.

Небольшая емкость керосина по отношению к терпеновым углеводородам (для извлечения тер енов на 90-95:, степень насыщения н - должна превышать 0,30,4 r терпенов на 1 г керосина ), что обуславливает значительный расход ке росина и, следовательно, большие за» траты на процесс. Большие затраты тепла на ректификацию сильно разбавленных конденсаторов паров самоиспарения гидролизата (100- 120 т пара на

1 т фурфурола ). Затраты на пар составляют около 504 от общих затрат на производство 1 т фурфурола °

Цель изобретения - удешевление процесса выделения фурфурола высокого качества из конденсатов.

Цель достигается способом, который заключ ется в том, что конденсат паров самоиспарения гидролизата древе сины хвойных и хвойно-лиственных пород пропускают-в количестве 500-600 гидромодулей через слой древесных опилок, из фильтрата извлекают фурфурол экстракцией трихлорэтиленом, полученный экстракт подвергают ректификации с отгонкой трихлоэтилена и укреплением экстракта до концентрации фурфурола 20-504 на очистной ректификационной колонне, с последующей очисткой фурфуоола от остатка трихлорэтилена и примесей ректификацией на вакуумной колонне при скорости отбора товарного фурфурола 0.,4-0,5 и /м ч и флегмовом числе 1-1,5, Полученный Фурфурол отвечает требованиям ГОСТа на фурфурол 1 сорта, Отличие данного способа от известного состоит в том, что конденсат пропускают в количестве 500-600 гидромодулей через слой древесных опилок с последующей экстракцией фурфурола из фильтрата трихлорэтиленом, укреплением экстракта до концентрации фурфурола 20-50 на очистной ректификационной колонне и очисткой фурфурола от остатка трихлорэтилена и примесей на вакуумной ректификационной колонне, Процесс осуществляется при гидромодуле обработки опилок конденсатом

500-600. Увеличение гидромодуля выше 600 приводит к проскоку терпенов и снижению степени очистки конденсата. Уменьшение величины гидромодуля менее 500 нецелесообразно в связи с увеличением расхода сорбента (опилок) на процесс.

Извлечение фурфурола из очищенного конденсата осуществляе1cR экстракцией трихлорэтиленом с последующей отгонкой трихлорэтилена и примесей на вакуум-разгонной коп-> н . Уве3 101164 личение степени укрепления экстракта более 501 приводит к значительным потерям.фурфурола за счет осмоления.

Укрепление до концентрации фурфурола не менее 203 приводит к большим потерям трихлорэтилена при вакуум-ректификации укрепленного экстракта.

Пример 1. 2400 мл промышленного конденсата, содержащего 0,290 ь . Фурфурола и О, 101 п-цимола, фильтруют 10 при 20 С в колонке через слой воздушно-сухих (влажность 8<} нефракцио"..нированных древесных опилок (смесь хвойно-лиственных пород в соотношении 1 1) массой 5 0 r со скоростью 1$

900-900 млlсм2 ч. Фильтрат анализируют методом гаэожидкостной хроматографии на содержание фурфурола и и -цимола. Анализ осуществляют на хроматографе "Цвет- 1" с пламенно-ионизацион- 26 ным детектором.. Условия анализа: колонка 1 м . 3 мм заполнена хромосорбом Ж с 201 реоплекс*-400, температура колонки 125 С. Количетсвенную обработку хроматограмм производят мето- 25 дом внутренней стандартизации (стандарт - изоамиловый спирт). .Очищенный конденсат содержит следы и-цимола (в последних пробах) и 0,2844 фурфурола. Степень очистки конденсата Зв, от П-цимола составляет практически

1004. Степень поглощения фурфурола сорбентом 2,07/.

fl р и м е р 2. Эксперимент проводят аналогично примеру 1 при 50ОC.

Степень очистки конденсата от и-цимола составляет практически 1003. Степень поглощения ф рфурола сорбентом

2,23, Пример 3. В условиях аналогич. ных примеру 1 2800 мл конденсата фильтруют через слой древесных опилок при

80оС. Степень очистки конденсата от и-цимола составляет 100/. Степень поглощения фурфурола сорбентом 2,63.

При дальнейшем увеличении количества пропущенного конденсата свыше

2800 мл гидромодуль составляет=

28о0

5. Щ2

=610 наблюдается проскок и -цимола.

Следовательно, предельная степень насыщения составляет 0,6 г и -цимола на

1 г абсолютно сухих опилок.

Пример 4. В настоящем примере используется укрепленный на основной ректификационной колонне промышленный конденсат, который отличается от исходного более высокой концентраци" ей всех летучих компонентов, в том

5 4 числе фурфурола и терпеновых углево-. дородов, Укрепленный промышленный конденсат, содержащий 4,913 фурфурола и

0,45 и -цимола, в количестве 5 л фильтруют при комнатной температуре через слой воздушно-сухих (влажность

8 )древесных опилок массой 40 г. Очи.щенный конденсат содержит 4,703 фурфу рола и следы п-цимола. Степень очистки конденсата от h -цимола 100ь.

Степень поглощения фурфурола сорбентом 4,3ь.

Очищенный конденсат подвергают экстракции трихлорэтиленом по мето- ду перекрестного тока. Число ступеней экстракции 3, продолжительность обработки на каждой ступени 5 мин, соотношение конденсат - экстрагент

1:l по объему. Степень извлечения фур. фурола 97,13. Экстракт (раствор фурфурола в трихлорэтилене ) подвергают ректификации с целью регенерации трихлорэтилена на насадочной ректификационной колонке эффективностью 22 теоретических тарелки. С верхней части колонки при .86-88 С и флегмовом числе 0,3-0,5 отбирают трихлорэтилен,. который возвращается на экстракцию.

Укрепленный экстракт, содержащий

303 (225 г) Фурфурола, подвергают ректификации под вакуумом на насадочной колонке эффективностью 8 теоретических тарелок. После отгонки трихлорэтилена отбирают промежуточную фрак цию в количестве 20 г (Я от загруженного фурфурола), а затеи товарный фурфурол при скорости отбора 0,40,5 м /м2.ч и флегмовом числе 1-,1,5.

Выход товарного фурфурола составляет

185 г или 82,23 от загруженного фурфурола.

Выделенный опытный образец фурфурола содержит 99,7ь основного вещества, и по всем показателям отвечает требованиям на фурфурол 1 сорта по

ГОСТ 10437-71. Высокое качество Фурфурола подтверждает анализ образца методом газожидкостной хроматографии.

Предлагаемый способ выделения фурфурола в сравнении с базовым объектом, который одновременно является и прототипом, обеспечивает получение продукта восокого качества при меньших затратах,,что подтверждается следу. ющим расчетом.

Экономическая эффективность процесса очистки конденсатов от терперновых углеводородов в расчете на 1 т

В 10»645 фурфурола составляет по технологии прототипа

4 денсата керосйном и древесными опилками соответственно,. ;, где 500 и 5500,16

0,40 и 0,60—

80и20

3,6, 1,2и 2,6

Составитель И,Дьяченко

Редактор Т,Парфенова Техред И.Гайду Корректор П. Ильин

Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

» 3035, Her.êåà, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2680/30

Филиал (1ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

550-(500+ 80+3,6+ -ф 550)=

016 - 12

Э

7,8 руб. по предлагаемому способу

550- (500 + ° 20+3,6 +-1- 550) =

0-16

26,8 руб, отпускная цена 1 т фурфурола П и 1 сорта.соответственно, руб, 15 количество терпеновых углеводородов в конденсате, т на 1 т фурфурола, емкость 1 т керосина и абсолютно сухих дре. весных опилок соответ ственйо, руб, стоимость 1 т керосина и абсолютно сухих 2 древесных опилок соот ветственно, руб, эксплуатационные затраты на 1 т фурфуро ла (ориентировочно), Зв руб, потери фурфурола в процессе очистки кон

Кроме того, этот способ позволяет сократить B 3-5 раз затраты тепла на выделение фурфурола, так как фурфурол извлекается экстракцией и ректификации подвергается экстракт. Теплота испарения трихлорэтилена (240 кДж/кг) значительно ниже, чем воды (2260 кДж/кг) и фурфурола (250 кДж/кг ), В связи с этим ректификационное разделение системы фурфурол - трихлорэтилен требуется значительно меньше тепла (20-30 т пара жа 1 т фурфурола) чем на ректификацию водно-фурфурольных конденсатов (100-120 т пара на 1 т фурфурола ). Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить себестоимость

1 т фурфурола на 30-353. Для очистки конденсатов от терпеновых углеводородов в предлагаемом способе используются опилки хвойно-лиственных пород древесины, которые служат исходным сырьем на гидролизных заводах и соответствуют требованиям РТУ РСФСР

677-60 ° 1асыщенные терпеновыми углеводородами опилки подвергаются обработке паром для отгонки терпенэв с целью получения технического растворителя либо используются совместно с лигнином в качестве топлива.