Способ выделения фурфуролсодержащего конденсата из гидролизата растительного сырья

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()925956 (61) Дополмительмое к авт. свид-ву —. (22) Заявлено 31, 12. 80 (21) 32291 54/23-04 с присоединением заявкм №вЂ”.(51)M. Кл.

С 07 0 307/50

9кударетввавыб какктвт

СССР вв дамам вэабрвтвнкй в атврыей (23)Приоритет (53) УДК547 722. . ОЛ 088. 8) Опубликовано 07.05.82. бюллетень №17

Дата опубликования описания 07 05 82

Л. В. Зысин, Б. Н. Егоров, Е.-А. Дорфман, 6 .С.Гутков кмй. и Е. Д. Гельфанд и У

j

Научно"производственное гидролизное объедицение. Тидролизпром"

I (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРОЛСОДЕРЖАЩЕГО КОНДЕНСАТА

ИЗ ГИДРОЛИЗАТА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения фурфуролсодержащего конденсата из гидролизата растительного сырья.

Фурфурол находит применение в производстве пластмасс и органическом синтезе.

Известен способ выделения фурфурола из гидролизата растительного сырья, который заключается в том, что перегретый до 150-185 С гидролизат из гидролизаппарата подвергают трехступенчатому испарению в испарителях и охлаждают до 100-105вС, пары самоиспарения гидролизата, содержащего фурфурол, с каждой ступе15 ни испарения направляют в конденсаторы (решеферы), где происходит передача тепла от конденсирующихся па-, ров самоиспарения к воде, пред" назначенной для приготовления варочной смеси, на стадии гидролиза,при этом последняя нагревается до 120-

140 С, а образовавшийся в решеферах фурфуролсодержащий конденсат полностью поступает на дальнейшую переработку Ц1.

Недостатками указанного способа являются интенсивное загрязнение теплообменных поверхностей, что приво« дит к снижению производительности и

"пролету" паров самоиспарения через теплообменники без конденсации, а также необратимым потерям тепла при нагреве воды, предназначенной для при= готовления варочной смеси, в результате имеют место йотери фурфурола, а температуру воды обычно не удается поднять выше 110-120ОС; сложность системы, обусловленная большим количеством теплообменников, нуждающихся в чистке; значительные трудности при поддержании сбалансированного режима работы линий испарения и конденсации; повышенная инерционность системы, обусловливающая необходимость жесткого режима варки.

Пример. Гидролизат иэ гидролизаппарата при t = 170 С в количестве G = 1000 кг поступает в испаритель 1 ступени, давление в котором Р1 = 3,5 ата (0,35 МПа) . Значения давления на ступенях испарения лежат обычно в диапазоне от 6 до

0,5 ата (0,6-0,05 МПа) в зависимости от значений параметров и схемы технологического процесса.

Температура насыщения при

"-3,5 ата t<= 138 С; теплота парообразованил (конденсации) при Р --=3,5 ата .Т = 513 ккал/кг, теплосодержание пара и воды по линии насыщения при Р = 3,5 ата соответственно

=- 652, 1 = 139 ккал/кг.

Теплосодержание гидролиэата на выходе из гидролизаппарата при t=170 С

272 ккал/кг.

Степень сухости парожидкостной смеси в испарителе 1 ступени

L- Lr 17- -139

Xi= = = --0,0645

513

Количество паров самоиспарения, образующихся за счет вскипания гидролизата в испарителе 1 ступени

3 92595

Цель изобретения - упрощение технологической схемы и удешевление процесса.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения фурфуролсодержащего конденсата из гидролизата растительного сырья испарением гидролизата в двух испарителях, соединенных последовательно, конденсацией паров самаисюарения с об-10 разованием фурфуролсодержащего конденсата.и передачей тепла конденса-, ции воде, используемой для приготовления варочной смеси на стадии гидролиза; в теплообменнике конденса- tS цию паров самоиспарения гидролизата осуществляют при давлении 0,6-;

0,05 ИПа в двух инжекторах фурфуролсодержащим конденсатом, циркулирую- щим в замкнутом контуре, в котором, щ оба инжектора расположены последовательно.

Способ осуществляется следующим образом.

Гидролизат иэ гидролизаппарата пр температуре, например, 170 С поступает в испаритель первой ступени и при давлении 0,6-0,05 ИПа пары самоиспарения, содержащие фурфурол, конденсируются в первом инжекторе на струе охлажденного фурфуролсодержащего конденсата, который циркулирует в контуре за счет работы насоса. Неисправшийся гидролизат поступает в испаритель второй ступени, где поддерживается давление, близкое к атмосферному; пары самоиспарения второй ступени конденсируются во втором инжекторе, включенном последовательно с первым инжектором в общий контур циркуляции.

Тепло конденсации фурфуролсодержащих паров отводится из контура s поверхностном водо-водяном теплообменнике за счет конвективной передачи тепла от фурфуроЛсодержащего конденсата к 4 воде, которая догревается таким образом до 130-135ОС и поступает далее по трубопроводу на приготовление варочной смеси. Окончательный догрев варочной смеси до температуры варки осуществляется в смешивающем подогревателе. По трубопроводу из контура после второго инжектора осуществляется hocTCRHHHA отбор на даль нейщую переработку фурфуролсодержа- И щего конденсата в количестве, равном потоку паров самоиспарения на обоих инжекторах, 0 Х С = 1000 0,0645 65 кг

Температура охлаждающего фурфуролсодержащего конденсата на входе в инжектор 1 ступени tg =200oC, а на выходе из инжектора 1 ступени

=135 С.

Уравнение смешения для инжектора

1 ступени имеет вид ,И

ОТ 12+ СУ(° Й@(=(Cig+ 01) t Qadi, где G - количество охлаждающего фурфуролсодержащего конденсата

65 652 + 6к100 =(G +65). 135

Из этого уравнения видно, что

6 = 980 кг - количество фурфуролсодержащего конденсата, необходимое для конденсации паров самоиспарения гидролиэата в инжекторе 1 ступени.

Температура воды используемой для приготовления.варочной .смеси, на входе в водо-водяной теплообменник и -" 55вС, а на выходе tg = 130 С.

Количество воды для приготовления варочной смеси Я= 920 кг.

Уравнение теплового баланса для водо-водяного теплообненника имеет вид (Ga+ 0Z ) (Ц2 Ц к) =" Ga (t g Ц ) при условии, что удельные теплоемкос5 92595 .ти фурфуролсодержащего конденсата и воды равны между собой

1045(135 tLINK)=920 (130 55) °

Согласно этому уравнению температура конденсата после теплообменни- 5 ка t$g)(= 68 С.

Далее гидролиэат после испарителя

1 ступени при и 138- С поступает в испаритель II ступени в количестве

G=l000-От= 935 кг. При выбранном дав- Io лении в испарителе II ступени Р

1,2 ата (0,12 НПа). Температура насыщения t 104 С. Теплосодержание пара и воды соответственно III

64l ккал/кг, i =.104 ккал/кг. Тепло- 1з та парообразования (конденсации)

<-=536 ккал/кг.В

Степень сухости парожидкостной смеси в испарителе II ступени

i 139-104 ,l

xm -"

ro

53

0 066

Количество паров самоиспарения, образующихся за счет вскипания гидролизата в испарителе II ступени

О(= Х .(G - 01) 0,066 335 62 Kl 25

У,:авнение смешения для инжектора ступени имеет вид

0 j + (G„+ Q)- III„=(G<+ Q+ 0 )х х I „62 ° 641 +(980+65)" 68 (980+65+62) х х i 4Iz зо . Согласно этому уравнению

100 ккал/кг, что соответствует tg» =100 С и полностью совпадает со зна- чением температуры фурфуролсодержа- щего конденсата на входе в инжектор . 1 ступени.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В парах самоиспарения гидролизата процентное содержание фурфурола состаЬляет 0,2-0,43 следовательно,в процессе 40 самоиспарения гидролизата в испарителях I u I I ступени удается извлечь из

l000 кг гидролизата 0,25-0,50 кг фурфурола, KotopbtH содержится в 127 кг паров самоиспарения гидролизата, IcoH денсируемых на струе фурфуролсодержащего конденсата, с точно таким же (0,2-0,4)-процентным содержанием фурфурола. Иэ циркуляционного контура постоянно отводится на последующую

SO переработку фурфуролсодержащий конденсат в количестве, равном количеству паров самойспарения гидролизата, кон денсируемых в инжекторах 1 и II ступеней. Оставшееся количество гидроли-". .зата равно .1000-(65+62)я1000-127а

=873 кг

ВНИИПИ Заказ 2879/6

Использование предложенного способа получения фурфуролсодержащего конденсата из гидролизата обеспечивает по сравнению с известным спосо" бом следующие преимущества: исключается поверхностные конденсаторы; сокращается количество испарителей и. теплообменных аппаратов, что ведет к снижению капитальных затрат; за счет разделения процессов конденсации паров самоиспарения и нагрева воды снижается отложение на теплообменных по" верхностях, в результате возрастает эксплуатационная надежность системы сокращается эксплуатационные расходы за счет снижения расхода пара на догрев варочной смеси и исключаются потери фурфурола; благодаря введению контура циркуляции фурфуролсодержацего конденсата улучшаются маневренные характеристики схемы и упрощается ее эксплуатации; применение инжекторов для конденсации паров самоиспарения позволяет в широких пределах регулировать давление в испарителях, создавая тем самым дополнительную гибкость технологической схемы, и улучшает динамические качества системы. формула изобретения

Способ выделения фурфуролсодержащего конденсата из гидролиэата растительного сырья испарением гидролизата в двух испарителях, соединенных последовательно, конденсацией паров саиоиспарения с образованием фурфуролсодержащего конденсата и передачей тепла конденсации воде используемой для приготовления вароч" ной смеси, на стадии гидролиза в теплообменнике, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью упрощения- технологической схемы и удешевления процесса, конденсацию паров самоиспа-, рения гидролизата осуцествляют при давлении 0,6- 0,05 МПа в двух инжекторах фурфуролсодержацим конденсатом, циркулирующим в замкнутом кон-, туре, в котором оба инжектора рас- положены последовательно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 8. Н. Царков и др. Технология

II гидролоизных производств. М Лес» ная промышленность!, 1973, с . 68-71 (прототип).

1 . Тираж 448 Подписное,