Способ получения фурфурола и устройство для его осуществления

 

1. Способ получения фурфурола парофазной обработкой растительного сырья восходящим Потоком теплоносителя при температуре 160-170°С и давлении 0,,8 МПа в присутствии серной кислоты с концентрацией 10-15% в количестве 20-30% от массы абсолютно сухого сырья с послёдующи отбрром фурфуролсодержащих паров и их отделением от уносимых частиц обрабатываемого материала, о т л и чающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и увеличении выхода целевого продукта, отбор фурфуролсодержаадих паров ведут с мае совой скоростью 2,04-4,40 т/ч на 1 м сечения гидролизаппарата. 2. Устройство для получения фур фурола, содержащее аппарат с горяоВИНОЙ для загрузки растительного сырья, патрубок подачи теплоносителя и патрубок отвода фурфуролсодержащих паров с узлом их очистки, рас положенным внутри аппарата, о т л ичающееся тем, что узел очистки фурфуролсодержсыдих паров вьтолнен в вице корпуса с щелевыми прорезями и направляющими лопатками на его боковой поверхности и установленного внутри него рабочего колеса, снонтированного на одном валу с турбнйой, размещенной за рабочим колесом в : направлении потока фурфуролсодержащих паров.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

, 3(Ю С 07D 307 50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21). 2986626/.23-04 (22 ) 17. 09. 80 (46) 15.07.83. Бюл. Р 26 (72) Е.Ф. Иорозов, В.N. Шкут, М.С. Кебич, В.Е. Олейников, В.В. Чудаев и И.С. Клочков (71) Белорусский технологический институт нм. С.N. Кирова (53) 547.722.07(088.8) (56) 1. Шарков В.И. и др. Технология гидролизных производств. "Лесная промышленность", 1973, с. 307 (прототип). (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУРФУРОЛОМ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.. (57) 1. Способ получения фурфурола парофазной обработкой растительного сырья восходящим потоком теплоносителя ри температуре 160-170 С и .давлении 0,6-0,8 NtIa в присутствии . серной кислоты с концентрацией

10-15% в количестве 20-ЗОЪ от массы абсолютно сухого сырья с последующимй отбором фурфуролсодержащих паров и их отделением от уносимых частиц обрабатываемого материала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса и увеличении выхода целевого продукта, отбор фурфуролсодержащих паров ведут с мас» совуй скоростью 2,04-4,40 т/ч на

1 м сечения гидролизаппарата.

2. Устройство для получения фурфурола, содержащее аппарат с горловиной для загрузки растительного сырья, патрубок подачи теплоносителя и патрубок отвода фурфуролсодержащих паров с узлом их очистки, рас положенным внутри аппарата, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узелочистки фурфуролсодержащих паров выполнен Я в виде корпуса с щелевыми прореэямц и направляющими лопатками на его боковой поверхности и установленного внутри него рабочего колеса, смонтированного на одном валу с турбиной, размещенной за рабочим колесом в : Б направлении потока фурфуролсодержащих паров. 1028670

Изобретение относится к усовер шенствованному способу получения фурфурола и устройству для его осуществления.

Известен способ получения фурфу, рола парофаэной обработкой расти . а 5 тельного-сырья восходящим потоком теплоносителя при температуре

160-170 С и давлении 0,6-0,8 МДа в присутствии серной кислоты с концентрацией 10-15% в количестве 10

20-303 от массы абсолютно сухого сырья с последующим отбором фурфуролсодержащих паров с массовой скоростью 1,01-0,18 т/ч на .1 м сечения гидролизаппарата и отделени- 15 ем их or уносимых частиц отрабатываемого материала в специальной ловушке через тканевый фильтр (1).

НедОстатками этого способа являют ся недостаточно высокий выход фурфу" рола: 7,7Ъ от веса абсолютно сухого сырья (а. с. с) и длительность процесса - 120-180 мин.

Известно также устройство для получения фурфурола, содержащее гидролизаппарат с горловиной для загрузки растительного сырья, патрубок подачи теплоносителя и парубок отвода фурФуролсодержащих паров с узлом их оч истк и (1 $.

Однако это устройство не может обеспечить эффективную очистку фур фуролсодержащих паров от унесенных частиц перерабатываемого сырья при значительных скоростях отвода этих 35 паров.

Цель изобретения — повышение выхода целевого продукта и интенсифика." ция процесса.

Указанная цель достигается тем, 4() что согласно способу получения фурФурола растительное сырье подвергают парофазной обработке восходящий потоком теплоносителя при температу-.. ре 160-170 С и давлении 0,6-0,8 МПа в присутствии серной кислоты с кон центрацией 10-15% в количестве 2030% от масси абсолютно сухого сырья . с последующим. отбором фурфуролсодержащих паров с массовой скоростью

2,04-4,40 т/ч на 1 м сечения гидро"ч: лизаппауата и отделением их от уносимых частиц обрабатываемого материBJIB °

Такой способ может быть осуществлен с использованием специального устройства для очистки фурфуролсодержащих паров от уносимых частиц обрабатываемого сырья, так как интенсификация. процесса отгонки фурфурола влечет за собой значительный унос этих 60 частиц из гидролизаппарата, что приводит к их потерям и загрязнению

Оборудования.

Способ может быть осуществлен устройством для получения фурфурола,, 65 содержащим аппарат с горловиной для загрузки растительного сырья, патрубок подачи теплоносителя и патрубок отвода фурфуролсодержащих паров с узлом их очистки, расположенным внутри аппарата, в котором узел очистки фурфуролсодержащих паров выполнен в виде корпуса со щелевыми прорезями и направляющими лопатками на его боковой поверхности и установленного внутри него рабочего колеса, смонтированного на одном валу с турбиной, размещенной за рабочим ком лесом в направлении потока фурфурол . содержащих паров.

На фиг. 1 представлено устройство для получения фурфурола, верхняя часть; на фиг. 2 - узел очистки фурфуролсодержащих паров, разрез.

Устройство для получения фурфурола содержит аппарат 1 с горловиной 2 для загрузки растительного сырья, патрубок подачи теплоносителя (не показан) и атрубок 3 отвода фурфуролсодержащих паров с узлом их очистки, расположенным внутри annapaTCl 1а

Узел очистки фурфуролсодержащих паров содержит корпус 4 со щелевыми прорезями 5, и направляющими лопатками 6 на его боковой поверхности.

Направляющие лопатки 6 предназначены для тангенциального выброса из потока фурфуролсодержащих паров унесенных частиц обрабатываемого. материала.

Внутри корпуса 4 установлено рабочее колесо 7 с лопастями. Рабочее колесо. 7 смонтировано на одном валу

8 с турбиной 9, размещенной за рабочим колесом 7 в направлении отвода фурфуролсодержащих паров в верхней части узла очистки. Вал 8 смонтирован в подпятниках 10 и 11. В нижней . конической части корпуса 4 с кольцевым зазором к его стенкам закреплен обратный конус 12 с закручивающими лопатками 13.

Для крепления узла очистки к пат рубку 3 предусмотрен фланец 14.

Устройство для получения фурфурола работает следующим образом.

Через горловину 2 в аппарат 1 загружается растительное пентозансодержащее сырье, а через патрубок подачи теплоносителя в нижнюю часть аппарата 1 подают перегретый пар.

Образующиеся в процессе термокаталической обработки пентозансодержащего сырья при давлении 7-10 ати, фурфуролсодержащие пары, поступая в верхнюю часть корпуса 4 фильтрую-, щего устройства, привадят во вращение турбиНу 9 и рабочее колесо 7, очищаются и выводятся из аппарата 1.

За счет значительного перепада давлений (4-5 ати) между аппаратом 1, 1028á70 и паропреобразователем (не показан), :в.который поступают пары после вы:хода из аппарата 1, достигается высокая скорость вращения рабочего колеса 7.Это обеспечивает закручивание поступающего череэкольцевое простран- 5 ство,образованное коническойчастью корпуса 4и обратныаконусом 12,потока

Фурфуролсодержащих паров Под действием возннкаЮщих при этом центробежных сил частйцы сырья или целлолигнина 10 уносимые восходящим потоком Фурфурол:содержащнх паров, имеющие плотность выше, чем Фурфуролсодержащие пары, :;выбрасываются череэщелевые прорези, расположенные в стенке корпуса, и возвращаются во внутреннее нространство аппарата 1.

Таким образом, поток фурфуролосодержащих паров, проходящий через узел очистки, одновременно является двикущей силой, приводящей в действие рабочее колесо 7. Нри этом, чем выше скорость отбора Фурфуролсодержащих паров, тем выше скорость вращения

ТурбиНы и, соответственно рабочего колеса.

Следовательно„ возрастают и центробежные силы„ тем самым увеличивая степень очистки Фурфуролсодержащих naPoB °

Пример 1. Березовые опилки, предварительно смоченные 10%-ным раствором серной кислоты (гидромодуль смачивания 0,3 ), в количестве 176 г . по абсолютно сухому сырью загружают в реактор проточного типа объемом

1,3 л (диаметр 71 мм, высота - 320 ice, и обрабатывают восходящим потоком перегретого до 220ОС пара давлением

0,8 МПа при 170ОС в течение -90-

120 мин. Фурфуролсодержащие..пары отбирают с верхней части ап ц@ата, конденсируют в эмеевиковом,холодильнике и собирают в приемйик. Количественный анализ фурфурола в Фурфуролсодержащих парах проводят методом

ГЖХ на хроматографе "Цвет-102" с пламенно-ионизационным детектором.

Относительная ошибка определения +3%.

Полученные результаты опытов в зависимости от времени пребывания

Фурфурола в реакционной зоне представлены в таблице.

Из полученных результатов видно, что уменьшение времени пребывания фурфурола за счет увеличения массовой скорости отбора Фурфуролсодержащих паров в реакционной зоне способ ствует значительному увеличению выхода целевого продукта.

1028670 о о о о

«««

Л 1 ф Lfl

10 сО IA О

° -4 tA м л Р м сч е-1

««C «

° Ф lA СО ч-4 сР СЧ 1" Ю су че м IA

I ол.

ЭНЗЭ еоае ео ииеа

Ц о е 5а

О,-1

«« 1 %1 сч м

CO Ю

« Л Ю

М иЪЮ CO

«« м сч сч

I Ю

М Ul с!

« оа сО м Ч о и Ф ЧР М>

«« « Р -4 с-3

М В СО

О Е СО О 1О со о М м

« а «««

Л ф сО Ch о о о о

1

;! М СЧ о л- м

« ° « « сч сч с3 !»

« л

1 о сч с-!

ЧЭ

Л СО

lO ill Ul с-1 <ч й

1 с"<

1 «4 о ж

& сй

1 О (ч «

ОО О а

«1

1 о

1 LO м м1

« о о а! х>

Ю Гл&

Ц!

О!

Х1

О! п 1

f4I

I о

N3

& >з <б:: ъ (Ю в «

llew

ЦI» V

3 Rov

СО & Ф

Ф 1

Ц . о И олм

its vx

ovule аoez

I ое

Х 0

vo

О л ео а сч

Ом Е ое

v ve x

6 oU»» и 0В!

1 о

Х и е а

l6 с! 4

О О

v t

vugg

Ф Я»

tk A и Н хо

Ф О

Эа!6 ОÎV

Х Х С»

eveZ

СО

\ (1 -!

CO

«

% о

« с.1 1

1

1028670 8

Из таблицы видно, что при увели- резко уменьшается, при уменьшенйи чении массовой скорости отбора фурфу- массовой скорости менее 2 04 т/ч

2 ролсодержашим.паров выше 4,4 т/ч на 1 м сечения гидролизаппарата вына Ъ м сечения гидролизаппарата ход целевого продукта пониэкономическая эффективность процесса жается.

Составитель И. Волгина

Редактор Т. Веселова Техред;О.Неце Корректор Л. Бокшан

Заказ 4888/21 Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Е-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород; ул. Проектная, 4