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1、+-实用技术 可Q 糠醇生产技术 糠醇是一种重要的呋哺衍生物,它是以 糠为原料经加氢反应而制得的由于糠醇的 用途非常广泛,所以发展糠醇生产,不仅能 进一步提高其经济效益,而且还能相应的促 进糠醛生产的发展。 一、潦醇的性质和用途 糠醇的学名是:a一呋喃甲醇。分子式 C Heo=,分子量为98O5,相对密度 】1296(20。C),熔点一14s,拂点171, 折光率14868(20),与水的共沸点为 9985,其共沸组成中含91O 糠醇 是一种略带气味和苦辣滋味的无色流动液 体,能与水和乙醇、乙醚、丙酮,乙酸乙酯 等多种有机溶剂自由混溶,而不溶于石蜡等 烃类物中 躲醇为有毒物质,育麻痹神经作用,
2、能 引起血尿症因此,要防止辣醇与皮肤、呼 吸道和消化道接触。糠醇化学性质活泼,暴 露于日光下和空气中会变成棕色或深红色, 若与酸性物或氧化物接触也会变质糠醇在 盐酸、磷酸和顾丁烯二酸酐等酸性物质 催化下能缩合成树脂 棘醇主要用于制造树脂该类树脂有良 好的耐酸、耐碱、耐育机溶剂腐蚀、耐水、 耐高温等性能,也是较好的防腐涂料可做 成砂浆、水泥、胶泥使用。目前国内使用量 较大的是糠醇脲甲醛树脂(即呋喃I型树 脂),该树脂为铸造工业的砂芯特结剂,利 用射芯机热芯台成型,以代替手工制芯,其 特点是硬化速度快,砂芯强度高,生产机械 化、自动化,能大大提高劳动生产率。 =、生产方法的选择 目前在工业生产上,
3、由棘醛制艨醇有三 种方法。 1康尼盔霉法 该法是将糠醛与烧碱反应,使糠醛的一 半量还泵成糠醇另一半量氧化成糠酸的铺 盐,其反应式如下; I-IC-CI-I HCCH 2 Il U+NaO HU lI_ HC C-CHO HC CCH 一OH O O 糠醛 氢氧化钠 醇 HCCH + II l1 HC CC 00Na O 糠馥钠 这种还原糠醛的方法,由于不需要制造 氢气,因此设备简单,便于推广,但主副产 物各半,不易分离,需耍耗用大量有机溶剂。 2il压氢化法 在铜铬钙催化剂存在下,对糠醛进行高 压加氢而获得糠孽,其反应式为; H cH+H HC CGHO O 糠醛 氢气 HCCH ll l1
4、I-IC CCH 2一OH 0 维普资讯 http:/ 用这种还原方法得到 禳薄质量好、产 率高,同时副反虚少,是j乏玉多数工厂采用 的万法。缺点是反应压力较高,对设备要求 较高 5气相需压氢化法 这种方法也是在铜一铬一钙催化剂存在 下,把糠醇加热气化,并与氢气混合而起反 应,获得糠醇。此法若还原过度,会生成副 产物2一甲基呋喃。该法对设备要求不高,但 操作不易控制,常因温度和投料量的变化而 产生大量副产物,故其产率低困是气相常 压法生产,所以要求设备体积较大,能量消 耗也高 三、离压氢化法澍糠醇的基本原理 糠醛与氢气作用生成糠醇,这既是还原 反应,也是加氢反应还原是指裱醛分子的 醛基(一C
5、H O)还原成伯碳羟基 (一cHz一0H)加氢是指氢气糠醛分子 中的醛基碳氧双键(C=0)上发生加成, l H 这两种说法是一回事 糠醛是液体,氧是气体,属于气液相反 应凡是加压反应,一般是易进行的,反应 要求的条件也比较高。糠醛加氢,为了使反 应顺利迅速,除了要用适当的催化剂外,还 需要给反应系统以压力。如果单纯依靠氢气 在糠醛介质中通过时的流动接触,是不足以 完成这个反应的,还必须有赖于氢气在糠 醛介质中昀溶解混合。然而在常压下,氢气 在糠醛中的解度不大,因此需要有一定的压 力来提高溶解度反应系统的压力越高,氢 气在糠醛中溶解得就越多,反应也就越容易 进行在常压下糠醛于1617就沸腾了,
6、而在加压时,2OO左右它仍可保持为液相, 因而增大压力有利于反应进行 糠醛加氢制糠醇所用的催化剂是一种含 铜 铬 钙三种金属的氨络台物,它是以分 别含有这些金属元素的盐类与氨水作用,通 过几步反应而制得的。这种催化剂能覆使加 氢反虚只在糠醛分子的醛基上发生,面不圭 氧杂环上发生,使反应产物停留在糠醇阶段 上。 糠醛崔化加氢有副反应生成,其中最主 要的是糠醛分子上的醛基(一CH0)被还原 成为甲基(一CH。),从而生成2甲基呋哺, 此外,糠醛在氢气的作用下,或者在较高温 度和压力的作用下,能破坏成某些开链的烃 类,这些副产物需通过蒸馏除去 糠醛加氢反应的转化率是较高的,反应 后基本上没有剩留的糠
7、醛。但是,如果还有 未反应的糠醛夹杂到产品糠醇中 ,那就难 以在蒸馏中分离开,因为它们的沸点相差很 小。这时就要用纯碱溶l液来处理。碱处理 是让柬反应的糠醛转变成糠醇和糠酸,由于 糠酸的沸点很高(23O一232),在蒸馏中 可以与糠醇分离开 四 离压氧化法制糠辞的工2过程 1生产工艺条件 配科比:糠醛 1公斤 氢气 7001000立升(常压 体积) 催化剂10 左右 反应压力 5910一79 帕 反应温度 19021O 放料间歇时间203O分钟 冷却温度 115205 2生产工艺过程 糠醇生产的工艺流程如图下。糠醛的氢 化反应采用连续式操作,在刚开车时,先 把反应系统设备(包括预热器和氢化 反
8、应器)预热至160C后,通入氢气,使系 维普资讯 http:/ 统压力上升至49l 0。帕,送入糠醛和崔化 剂的悬浮液,等系统压力达到6i10 帕、 氢化反应器达200时停止加热,使氢气循 环,再进行压力,温度和投料速度等的调 节,特正常后进入连续运转状态 来自气柜的氢气,经水封罐3和流最计 4,进入氢气压缩机5四级压缩,成为高压 氢气。高压氢气经过两个串连的缓冲罐6和 7,送入氢化反应系统。来自贮罐8的糠醛 用压缩空气压入计量槽9,经计量后,送入 混料罐1O,再将铜一铬一钙催化剂投入此罐 内,经揽拌,混台成糠醛和崔化剂的悬浮 液。原料悬浮液经高压泵l1增加压力后,通过 止回阀12后,与高压氢
9、化在管道里混台成气 液混合物料,然后经预热器l3进入氢化反应 器14和15进行反应反应生成物又经冷却器 16进行自然降温,再经气液分离器17 18, 使气体和液体得以分离。 由气液分离器顶部逸出的未反应氢气, 经装育糠醛的醛冼罐l和水洗罐2进行洗 涤,以除去杂质,然后与新鲜氢气混合,再 次送入反应系统循环使用。气液分离器底部 流出的液体就是带 牲化剂颗粒的粗糠醇, 将其间歇地从分离器送到贮槽l9中。经板框 压矗蓦机2O进行过滤,滤滚粗糠醇流入贮槽 22,再用水对滤讲罐化剂进行洗涤,其洗液 流入贮槽21此洗液可用来配制碱,即在贮 槽2l中加入适量的纯碱(NaCO。),配制 成浓度15 的纯碱溶液
10、将纯碱溶液拄需要 量加入到贮槽22所盛的粗糠醇中击,让它 在蒸馏前破坏掉所夹杂的一些未反应的糠 醛。当糠醛含量超过05X时,就需要加碱处 理;低于0 时,可不用加碱处理 在粗糠醇液中还含有不大于 的水分和 2甲基呋嘀等杂质需要舌除。利用蒸馏系统 的真空,将粗糠醇液从贮槽22抽入蒸熘釜 23进行减压蒸馏蒸馏出来的蒸汽经冷凝 器冷凝成液体后,分别流入各个受器 首先蒸馏出的是水,进入受槽25。其次蒸 馏出的是低沸物,接收在受槽26中。低沸物中 有2030是副产物2一甲基眭喃,此外还有 副产物开链烃和未反应的糠醛等。蒸馏出的 成品糠醇接收在受槽27中,再用真空抽入成 品贮罐28中。高拂物剩留在蒸馏釜中
11、,它是 由糠酸和沥青、德醇的缩合物或聚合物所组 成的混合物。低沸物与成品应按以下的工 艺条件截取: 真空度88i0帕l115为成品 真空度94 x 10 帕:105为成品 成品蒸馏直到真空度达9。x10 帕,而蒸馏 出来的蒸气温度下降时为止低拂物可作为 菩4产物出售 五、糠醇生产的主要设备 1高压氢气缓冲薯 可选用厚壁无缝钢管制作,其尺寸为 18015x 2500毫米,容积为35升在管 的两端用钢制法兰密闭,在管的一端连接 氧气进出管 2氢气压缩枫 采用四级压缩机,要求最大压力达到 6867 xi0 一90l1 帕,机体温度不大 于80*(3在每一级压缩以后的氢气都要经过 水冷却器和油分离器 j高压氢化反应銎 选用厚壁低台金钢管制作,其尺 寸为 180165000毫米,容积70升。反应 器的夹套用普通钢管制作。 4其它设备 预热器、冷却器和气液分离器等,均可 采用厚壁无缝锕管制作。 维普资讯 http:/
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