一种利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统技术方案

本实用新型专利技术一种利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统，该系统包括静态混合器、反应萃取塔和精馏塔系统，静态混合器用于将半纤维素或木糖原料液与催化剂相互混合得到混合料液，反应萃取塔用于外部进入的油相萃取剂萃取混合料液中已生成的糠醛组分以得到含糠醛组分的油相萃取剂，精馏塔系统用于将含糠醛组分的油相萃取剂中的糠醛组分与油相萃取剂分离。本实用新型专利技术萃取效率高，而且成本低，经济效益好。在使用本实用新型专利技术的系统制备糠醛产品的工艺过程中，整个生产工艺所使用的水相、油相以及酸性离子缓冲液催化剂都可以多次循环使用，减少了能耗和三废的排放量并提高了糠醛的收率。收率。收率。

A system for preparing furfural from hemicellulose or xylose raw liquid

【技术实现步骤摘要】
一种利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统


[0001]本技术属于酸催化及糠醛制备
，特别涉及一种利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统。

技术介绍

[0002]生物质不仅是一种可再生的资源，而且是地球上分布最广泛，数量和种类最多的资源，所以引起很多研究者极大的关注。以生物质基本的平台化合物为原料生产高附加值化合物的研究越来越多，所以可应用的生产技术和生产路线，并最终生产出高附加值的产品对生物质转化产业的发展具有深远的影响。
[0003]糠醛作为生物质的基本平台物质，是一种五碳化合物，其可由农业、林业等储量丰富的生物质转化制得，具有很广泛的用途。糠醛作为呋喃环系重要的衍生化合物，可作为基本原料合成很多高附加值的化合物，有望减轻我国目前对于化石资源的依懒。
[0004]目前，通过半纤维素或木糖脱水制备糠醛所用的催化剂大多数为无机酸，过多无机酸的使用会腐蚀化工设备，不利于长期生产；另一方面固体酸催化剂也被用于半纤维素或木糖脱水制备糠醛的反应，然而由于固体酸催化过程中的反应体系为非均相，反应所需要的活化能较高，造成更多的资源浪费。目前我国在该方面的研究仍处于落后阶段，开发生物质水解制备糠醛的道路依然任重道远。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题在于，提供一种利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统，开发并使用液态的酸性离子缓冲液催化剂制备糠醛产品，制备过程中的水相、油相以及催化剂都可以循环使用，减少了能耗和三废的排放量并提高了糠醛的收率。
[0006]本技术是这样实现的，还提供一种利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统，包括静态混合器、反应萃取塔和精馏塔系统，在所述静态混合器上分别设置半纤维素或木糖原料液进料口、催化剂进料口和混合液出料口，所述混合液出料口通过水相管道与反应萃取塔上部的进料口连通，在所述反应萃取塔的上部还设置便于反应萃取塔内的含糠醛组分的油相萃取剂离开的油相出口，在所述反应萃取塔的底部设置便于油相萃取剂进入反应萃取塔内的油相输入口，设置油相输入管道与油相输入口相连通；所述油相出口通过管道与精馏塔系统的进料端连通，在精馏塔系统上设置糠醛收集管道用以收集糠醛产品。
[0007]进一步地，所述精馏塔系统包括第一精馏塔和第二精馏塔，所述第一精馏塔通过第一管道与油相出口相连通，所述第二精馏塔通过第二管道与油相出口相连通，在第二精馏塔系统的底部或第一精馏塔系统的顶部分别设置糠醛收集管道用以收集糠醛产品。
[0008]进一步地，在所述第一精馏塔系统的底部设置回收油相萃取剂第一收集口，在所述第二精馏塔系统的底部设置回收油相萃取剂第二收集口，所述第一收集口通过第一油相回收管道与油相输入口连通，所述第二收集口通过第二油相回收管道也与油相输入口连通，在所述第一油相回收管道上设置用于除去回收油相萃取剂内杂质的第二过滤器和第二
吸附器。
[0009]进一步地，所述第一管道和第二管道分别通过回流管道与油相出口连通，在所述回流管道上设置油相泵。
[0010]进一步地，所述系统还包括蒸发系统，在所述反应萃取塔的底部还设置水相出口，所述水相出口通过排料管道与蒸发系统的进料端连通，在所述蒸发系统上还设置水蒸汽排出口和浓缩液排出口，所述浓缩液排出口通过浓缩液管道与静态混合器的进料口连通，在所述浓缩液管道上分别设置用于除去浓缩液内杂质的第一过滤器和第一吸附器。
[0011]进一步地，在所述排料管道上设置排料泵。
[0012]进一步地，在所述浓缩液排出口与第一过滤器之间的浓缩液管道上设置第一浓缩泵，在所述第一吸附器与静态混合器的进料口之间的浓缩液管道上设置第二浓缩泵。
[0013]与现有技术相比，本技术的一种利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统，该系统包括静态混合器、反应萃取塔和精馏塔系统，反应萃取塔的水相为通过静态混合器混合的半纤维素或木糖原料液与该催化剂，油相为能从水相中萃取糠醛组分的溶液，精馏塔系统再从已萃取糠醛组分的油相中将糠醛组分分离出来。本技术萃取效率高，而且成本底，经济效益好。在使用本技术的系统制备糠醛产品的工艺过程中，整个生产工艺所使用的水相、油相以及酸性离子缓冲液催化剂都可以多次循环使用，减少了能耗和三废的排放量并提高了糠醛的收率。
附图说明
[0014]图1为本技术利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统一较佳实施例的原理示意图；
[0015]图2为本技术实施例5的油相和水相的组成对糠醛产率的影响曲线示意图；
[0016]图3为本技术实施例6和实施例7的反应的温度和时间对糠醛产率的影响曲线示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0018]请参照图1所示，本技术公开一种利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统，包括静态混合器1、反应萃取塔2、第一精馏塔系统3、第二精馏塔系统4和蒸发系统5。图中的箭头所示为本系统中物料(包括原料液、混合料液、水相、油相、水蒸汽等)流动方向示意。
[0019]所述静态混合器1用于将半纤维素或木糖原料液与催化剂相互混合得到混合料液，所述反应萃取塔2用于外部进入的油相萃取剂萃取混合料液中已生成的糠醛组分以得到含糠醛组分的油相萃取剂，所述第一精馏塔系统3和第二精馏塔系统4分别用于将含糠醛组分的油相萃取剂中的糠醛组分与油相萃取剂分离。
[0020]在所述静态混合器1上分别设置半纤维素或木糖原料液进料口11、催化剂进料口12和混合液出料口13，半纤维素或木糖原料液从原料液进料口11进入静态混合器1内，催化
剂从催化剂进料口12进入静态混合器1内，半纤维素或木糖原料液与催化剂在静态混合器内混合后得到混合料液。所述混合液出料口13通过水相管道115与反应萃取塔上部的进料口21连通，所述混合液作为水相从反应萃取塔2上部的进料口21进入反应萃取塔2内。
[0021]在所述反应萃取塔2的上部还设置便于反应萃取塔内的含糠醛组分的油相萃取剂离开的油相出口22，在所述反应萃取塔2的底部设置便于油相萃取剂进入反应萃取塔内的油相输入口23，设置油相输入管道114与油相输入口23相连通，新的油相萃取剂通过油相输入管道114进入反应萃取塔2。水相沿反应萃取塔2从上往下流，油相萃取剂从下往上地上升与水相在反应萃取塔2内发生逆流接触，油相萃取剂从水相中萃取已发生糠醛反应生成的糠醛组分。
[0022]所述油相出口22通过第一管道6与第一精馏塔系统3的进料端连通，所述油相出口22还通过第二管道7与第二精馏塔系统4的进料端连通。在所述第一管道6和第二管道7上分别设置第一阀门8和第二阀门9。当油相萃取剂的沸点高于糠醛组分时，含糠醛组分油相萃取剂通过油相出口22和第一阀门8被输送到第一精馏塔系统3。当油相萃取剂的沸点低于糠醛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统，其特征在于，包括静态混合器、反应萃取塔和精馏塔系统，所述精馏塔系统用于将含糠醛组分的油相萃取剂中的糠醛组分与油相萃取剂分离，在所述静态混合器上分别设置半纤维素或木糖原料液进料口、催化剂进料口和混合液出料口，所述混合液出料口通过水相管道与反应萃取塔上部的进料口连通，在所述反应萃取塔的上部还设置便于反应萃取塔内的含糠醛组分的油相萃取剂离开的油相出口，在所述反应萃取塔的底部设置便于油相萃取剂进入反应萃取塔内的油相输入口，设置油相输入管道与油相输入口相连通；所述油相出口通过管道与精馏塔系统的进料端连通，在精馏塔系统上设置糠醛收集管道用以收集糠醛产品。2.如权利要求1所述的利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统，其特征在于，所述精馏塔系统包括第一精馏塔和第二精馏塔，所述第一精馏塔通过第一管道与油相出口相连通，所述第二精馏塔通过第二管道与油相出口相连通，在第二精馏塔系统的底部或第一精馏塔系统的顶部分别设置糠醛收集管道用以收集糠醛产品。3.如权利要求2所述的利用半纤维素或木糖原料液制备糠醛的系统，其特征在于，在所述第一精馏塔系统的底部设置回收油相萃取剂第一收集口，在所述第二精馏塔系统的底部设置回收油相...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴有庭，李勉，徐广志，廖承军，胡兴邦，程新平，涂卓恒，陈德水，
申请(专利权)人：浙江华康药业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：