一种采用玉米芯制造糠醛的设备制造技术

一种采用玉米芯制造糠醛的设备，包括拌酸机及多个反应塔，各反应塔均与拌酸机通过管路连接，各反应塔连接有一个换热器。本发明专利技术提供的采用玉米芯制造糠醛的设备，通过在各个反应塔的底部设置换热器，弥补各个反应塔中的热能损失，避免反应塔内的水蒸气冷凝，减少液体积存造成的副反应，提高木糖转化率，同时，通过设置多级反应塔，将多级反应塔内生成的气相糠醛总和，从而能够提高糠醛的收率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工
，具体涉及一种采用玉米芯制造糠醛的设备。
技术介绍
一步法生产糠醛是以玉米芯为原料，以硫酸为催化剂，以高压(0.6-0.8MPa)蒸汽为载体，在160度下首先将半纤维素水解成木糖，进而将木糖脱水生成糠醛。由于糠醛含有醛基、环氧基和不饱和键，在酸催化下液相中极易发生聚合、缩合等副反应，故生产中采用以蒸汽为载体，高温下使糠醛汽化，进入气相减少副反应发生。但由于蒸汽用量大，气相中糠醛含量低，因此采用三塔串联流程。该流程不仅会减少蒸汽用量，增加糠醛浓度，同时使原来单塔间歇操作流程转变成拟连续操作流程，提高了生产率，降低了能耗。但由于过程中热能的损失、物料的升温、聚戊糖水解、木糖脱水均会造成水蒸气冷凝，从而使塔内液体量增加，尤其在塔壁和塔的下部，液体积存造成副反应发生，从而造成糠醛毛收率低（低于50%），损失大。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的不足，提供一种能提高采用玉米芯制造糠醛收率的设备，本专利技术提供一种采用玉米芯制造糠醛的设备，包括拌酸机及多级反应塔，其中，多级反应塔中的各级反应塔塔顶通过第一管路与拌酸机连接，且各级反应塔塔底连接有换热器，各换热器通过第二管路与饱和蒸汽源连接；在多级反应塔中，除了第一级反应塔和最后一级反应塔之外，其余各级反应塔之间通过第三管路顺次连接，且与下一级反应塔连接的换热器设置于下一级反应塔和上一级反应塔之间连接的第三管路上；最后一级反应塔与第一级反应塔之间通过第四管路连接，且与第一级反应塔连接的换热器设置于该第四管路上。其中，在多级反应塔中，除了第一级反应塔和最后一级反应塔之外的其余各级反应塔之间，上一级反应塔的塔顶通过第三管路与下一级反应塔的塔底连接；最后一级反应塔的塔顶通过第四管路与第一级反应塔的塔底连接。其中，各换热器与饱和蒸汽源之间的第二管路上设有用于控制饱和蒸汽源的供应速率的阀门。其中，各级反应塔塔顶通过第五管路与糠醛分离工段连接。其中，与各级反应塔连接的第五管路上设有阀门，并且，在各阀门中，与反应中的末级反应塔连接的阀门开启，其余阀门保持关闭。其中，各第三管路上，上一级反应塔与下一级反应塔所连接的换热器之间设有阀门，并且，该阀门仅在上一级反应塔的输出气体需要向下一级反应塔输送时才开启。其中，前述第四管路上，最后一级反应塔与第一级反应塔所连接的换热器之间设有阀门，并且，该阀门仅在第一级反应塔不作为反应中的初级反应塔时才开启。其中，各级反应塔塔底设有用于排出残渣的第六管路。本专利技术提供的采用玉米芯制造糠醛的设备，通过在各个反应塔的底部设置换热器，弥补各个反应塔中的热能损失，避免反应塔内的水蒸气冷凝，减少液体积存造成的副反应，提高木糖转化率，同时，通过设置多级反应塔，将多级反应塔内生成的气相糠醛总和，从而能够提高糠醛的收率。附图说明图1：根据本专利技术的采用玉米芯制造糠醛的设备的实施例的结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面配合附图详细说明本专利技术的技术方案及其产生的有益效果。本专利技术提供一种采用玉米芯制造糠醛的设备，包括拌酸机及多级反应塔，其中，多级反应塔中的各级反应塔塔顶通过第一管路与拌酸机连接，拌酸机用于将经粉碎合格的玉米芯与酸液混合，并将混合后的物质通过第一管路送入各级反应塔进行反应；各级反应塔塔底连接有换热器，各换热器通过第二管路与饱和蒸汽源连接，由于半纤维素水解生成木糖和木糖脱水生成糠醛的反应过程中，会吸收大量的热，导致反应塔内温度降低，使得气相糠醛在进入下一级反应塔后，影响下一级反应塔内的转化率，因此，通过各级反应塔塔底连接一换热器的结构，可使进入各级反应塔内的含糠醛的气相，得到进一步升温，从而使各级反应塔内维持第一级反应的反应条件，保证糠醛的收率。在多级反应塔中，除了第一级反应塔和最后一级反应塔之外，其余各级反应塔之间通过第三管路顺次连接，且与下一级反应塔连接的换热器设置于下一级反应塔和上一级反应塔之间连接的第三管路上，具体实施时，上一级反应塔的塔顶通过第三管路与下一级反应塔的塔底连接；第三管路用于将上一级反应塔内反应生成的气相糠醛导入下一级反应塔内，换热器用于在将上一级反应塔内反应生成的气相糠醛导入下一级反应塔内之前，对其升温。最后一级反应塔的塔顶通过第四管路与第一级反应塔的塔底连接，与第一级反应塔连接的换热器设置于该第四管路上，且所述第四管路上，末级反应塔与初级反应塔所连接的换热器之间设有阀门，并且，该阀门仅在第一级反应塔不作为反应中的初级反应塔时才开启；同时，各第三管路上，上一级反应塔与下一级反应塔所连接的换热器之间设有阀门，并且，该阀门仅在上一级反应塔的输出气体需要向下一级反应塔输送时才开启；各级反应塔塔顶通过第五管路与糠醛分离工段连接，且第五管路上设有阀门，并且，在各阀门中，与反应中的末级反应塔连接的阀门开启，其余阀门保持关闭；如此，各级反应塔通过上述第三管路及第四管路，形成了一个循环的回路，通过配合第三管路、第四管路以及第五管路上设置的阀门的开启或关闭，使本专利技术提供的设备中，各级反应塔都可以作为初级气相糠醛产生装置，也都可以作为末级气相糠醛产生装置，同时也可以使得本设备在产生气相糠醛的过程中，如果其中某一级反应塔需要装料或卸料，那么剩下的几级反应塔仍能形成一个完整的装置继续反应，避免因为其中某一级反应塔的工作中止而影响到整个装置的工作。具体实施时，只有作为末级气相糠醛产生装置的反应塔上连接的第五管路上的阀门开启，作为输出产物的通道。作为初级气相糠醛产生装置的反应塔，配合之后顺序连接的各级反应塔，使各级反应塔内产生的糠醛通过第三管路以及第四管路顺序供应至作为末级气相糠醛产生装置的反应塔中，最后经第五管路输出。较优的，各换热器与饱和蒸汽源之间的第二管路上设有阀门，用于控制饱和蒸汽源的供应速率。较优的，各级反应塔塔底设有用于排出残渣的第六管路。图1为根据本专利技术的一实施例结构示意图，如图所示，本专利技术提供的采用玉米芯制造糠醛的设备，以设置三个反应塔为例，分别为反应塔12、反应塔30以及反应塔31，反应塔12、30及31塔顶通过第一管路（图示的管道4）与拌酸机2连接，拌酸机2用于将经粉碎合格的玉米芯与酸液混合，并将混合后的物质通过第一管路送入反应塔12、30及31内进行反应。反应塔12塔顶通过第三管路（具体对应图中的管道19、20及18）与反应塔30塔底连接，所述第三管路上与反应塔30塔底连接的部分（即图示管道18处）设有换热器17，用于对进入反应塔30内的气相糠醛升温；同时，所述第三管路上，反应塔12塔顶与换热器17之间设置有阀门16，当反应塔12作为末级气相糠醛产生装置时，阀门16关闭，反应塔12内的气相糠醛进入糠醛分离工段，当反应塔12不作为末级气相糠醛产生装置时，阀门16开启，反应塔12内的气相糠醛进入反应塔30内。反应塔30塔顶通过第三管路（具体对应图中的管道28、27及24）与反应塔31塔底连接，所述第三管路上与反应塔31塔底连接的部分（即图示管道24处）设有换热器25，用于对进入反应塔31内的气相糠醛升温；同时，所述第三管路上，反应塔30塔顶与换热器25之间设置有阀门26，当反应塔30作为末级气相糠醛产生装置时，阀门26关闭，反应塔30内的气相糠醛进入糠醛分离工段，当反应塔30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用玉米芯制造糠醛的设备，包括拌酸机及多级反应塔，其特征在于：多级反应塔中的各级反应塔塔顶通过第一管路与拌酸机连接，且各级反应塔塔底连接有换热器，各换热器通过第二管路与饱和蒸汽源连接；在多级反应塔中，除了第一级反应塔和最后一级反应塔之外，其余各级反应塔之间通过第三管路顺次连接，且与下一级反应塔连接的换热器设置于下一级反应塔和上一级反应塔之间连接的第三管路上；最后一级反应塔与第一级反应塔之间通过第四管路连接，且与第一级反应塔连接的换热器设置于该第四管路上。

【技术特征摘要】
1.一种采用玉米芯制造糠醛的设备，包括拌酸机及多级反应塔，其特征在于：多级反应塔中的各级反应塔塔顶通过第一管路与拌酸机连接，且各级反应塔塔底连接有换热器，各换热器通过第二管路与饱和蒸汽源连接；在多级反应塔中，除了第一级反应塔和最后一级反应塔之外，其余各级反应塔之间通过第三管路顺次连接，且与下一级反应塔连接的换热器设置于下一级反应塔和上一级反应塔之间连接的第三管路上；最后一级反应塔与第一级反应塔之间通过第四管路连接，且与第一级反应塔连接的换热器设置于该第四管路上。2.如权利要求1所述的采用玉米芯制造糠醛的设备，其特征在于：在多级反应塔中，除了第一级反应塔和最后一级反应塔之外的其余各级反应塔之间，上一级反应塔的塔顶通过第三管路与下一级反应塔的塔底连接；最后一级反应塔的塔顶通过第四管路与第一级反应塔的塔底连接。3.如权利要求1所述的采用玉米芯制造糠醛的设备，其特征在于：各换热器与饱和蒸汽源之间的第二管路上...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑学明，尚会建，刘红梅，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北;13