Способ выделения фурфурола Советский патент 1983 года по МПК C07D307/50 

О) 4 СЛ Изобретение относится к усовершен ствованному способу выделения Фурфурола из содержащих его водных конденсатов., получаемых при химической переработке древесины хвойных и хвой но-лиственных пород. Известен способ выделения фурфурола из конденсатов экстракцией органическими растворителями, например трихлорэтиленом, при объемном соотношении конденсат - трихлррэтилен 1:1 (1,0:1,5 по весу), при этом степень извлечения фурфурола достигает 97,5%Г1. Недостатком известного способа является то, что ни один из предложе ных органических растворителей, в то числе и трихлорэтилен, не обладает свойством избирательного извлечения фурфурола в присутствии терпеновых углеводородов, содержащихся в конденсате в количестве до 0 от фурфурола . Терпеновые углеводороды экст рагируются совместно с фурфуролом. После отделения экстрагента они оста ются в фурфуроле-сырце, затрудняют п следующую его очистку и снижают каче ство товарного продукта. Наиболее близким к изобретению по технической, сущности и достигаемому эффекту является способ выделения фурфурола из конденсатов паро самоиспарения гидролизата древесины хвойных и хвойно-лиственных пород, заключающийся в том, что конденсат паров самоиспарения гидролизата укрепляют на основной ректификационной колонне до концентрации фурфурола t-6% и затем укрепленный конденсат экстрагируют керосином «при весовом соотношении конденсат: керосин lO-tOrl и полученный очищенный конденсат подвергают ректификации на очистной колонне для отделения летучих примесей с последующеи ректификацией фурфурола-сырца на вакуумной колонне при скорости отбора фурфурола 0,-0,5 и флегмовом числе 1-1,5. Этот способ позволяет получить фурфурол 1 сор- . та С. Однако известному присущи следующие недостатки. Дефицитность и сравнительно высокая стоимость органического, растворителя - керосина, а также его пожароопасность и токсичность. Небольшая емкость керосина по отношению к терпенооым углеводородам (.для извлечения терпенов на 90-. степень насыщения не догшнл превышать 0,3102 0,4 Г терпенов на 1 г керосина), что обуславливает значительный расход ке росина и, следовательно, большие затраты на процесс. Большие затраты тепла на ректификацию сильно разбавленных конденсаторов паров самоиспарения гидролизата (100-120 т пара на 1 т фурфурола). Затраты на пар составляют около 50% от общих затрат на производство 1 т фурфурола. Цель изобретения - удешевление процесса выделения фурфурола высокого ка. чества из конденсатов. Цель достигается способом, который заключается в том, что конденсат паров самоиспаоения гидролизата древесины хвойных и хвойно-лиственных пород пропускают в количестве 500-600 гидромодулей через слой древесных опилок, из фильтрата извлекают фурфурол экстракцией трихлорэтиленом, полученный экстракт подвергают ректификации с отгонкой трихлоэтилена и укреплением экстракта до концентрации фурфурола 20-50 на очистной ректификационной колонне, с последующей очисткой фурфурола от остатка трихлорэтилена и примесей ректификацией на вакуумной колонне при скорости отбора товарного фурфурола 0,4-0,5 м и флегмовом числе 1-1,5. Полученный фурфурол отвечает требованиям ГОСТа на фурфурол 1 сорта. Отличие данного способа от 1звестного состоит в том, что конденсат пропускают в количестве 500-600 гидромодулей через слой древесных опилок с последующей экстракцией фурфурола из фильтрата трихлорэтиленом, укреплением экстракта до концентрации фурфурола 20-50 на очистной ректификационной колонне и очисткой фурфурола от остатка трихлорэтилена и примесей на вакуумной ректификационной (олонне, Процесс осуществляется при гидромодуле обработки опилок конденсатом 500-600. Увеличение гидромодуля выше 600 приводит к проскоку терпенов и снижению степени очистки конденсата. Уменьшение величины гидромодуля менее 50С нецелесообразно в связи с увеличением расхода сорбента (опилок) на процесс. Извлечение фурфуролст из очищенного конденсата осуществляется экстракцией трихлорэтиленом с последуюей отгонкой трихлорэтиленг и примесей на вакуум-разгонной колочиг. Уее3101линение степени укрепления экстракта более 50 приводит к значителънымпотерям .фурфурола за.смет осмоления. Укрепление до концентрации фурфурола не менее 20 приводит к большим потерям трихлорэтилена при вакуум-ректификации укрепленного экстракта. Пример 1, 2400 мл промышленного конденсата, содержащего 0,290% фурфурола и 0,}0% п-цимола, фильтруют при 20°С в колонке через слой воздушно-сухих (влажность 8) нефракциог.нированных древесных опилок {смесь хвойно-лиственных пород в соотношении 1:1) массой 5|0 г to скоростью 800-900 мл/см -ч. Фильтрат анализируют методом газожидкостной хроматографии на содержание фурфурола и п-ци мола. Анализ осуществляют на хроматографе Цвет- с пламенно-ионизацион ным детектором.. Условия анализа: колонка Т м 3 мм заполнена хромосорбом We 20 реоплексй- 00, температура колонки 125°С. Количетсвенную обработку хроматограмм производят методом внутренней стандартизации (стандарт - изоамиловый спирт). .Очищенный конденсат содержит следы Ц-цимола (в последних пробах) и 0,284% фурфурола. Степень очистки конденсата .от ц-цимола составляет практически 100%. Степень поглощения фурфурола сорбентом 2,07%. Пример2о Эксперимент проводят аналогично примеру 1 при 50°С. Степень очистки конденсата от п-цимо ла составляет практически 100%. Степень поглощения фурфурола сорбентом 2,2%, Пример 3. В условиях аналогич ных примеру 1 2800 мл конденсата филь труют через слой древесных опилок при . Степень очистки конденсата от п-цимола составляет 100%. Степе нь поглощения фурфурола сорбентом 2,6%. При дальнейшем увеличении количества пропущенного конденсата свыше .2600, 2800 мл гидромодуль составляет 5-ОД2 610 наблюдается проскокп-цимола. Следовательно, предельная степень насыщену1я составляет 0,6 г п-цимола на 1 г абсолютно сухих опилок. Пример . В настоящем примере используется укрепленный на основной ректификационной колонне промышленный конденсат, которь1Й отличается от исходного более высокой концентрацией всех летучих компонентов, в том 4 числе фурфурола и терпеновых углевбт дородов. Укрепленный промышленный конденсат, содержащий ,91% фурфурола и 0, -цимола, в количестве 5 л фильтруют при комнатной температуре через слой воздушно-сухих ( влажность 8%)древесных опилок массой kO г. Очищенный конденсат содержит ,Q% ФУРФУ рола и следы п-цимола. Степень очистки конденсата от .П-цимола 100%. Степень поглощения фурфурола сорбентом t,3%. Очищенный конденсат подвергают экстракции трихлорэтиленом по методу перекрестного тока. Число ступеней экстракции 3, продолжительность обработки на каждой ступени 5 мин, соотношение конденсат - экстрагент 1:1 по объему. Степень извлечения фур фурола 97|1%. Экстракт (раствор фурфурола в трихлорэтилене )подвергают ректификации с целью регенерации трихлорэтилена на насадочной ректификационной колонке эффективностью 22 теоретических тарелки. С верхней ча- . сти колонки при 86-88 С и флегмовом числе О,.3-0,5 отбирают трихлорэтилен, . который возвращается ьа экстракцию. Укрепленный экстракт, содержащий 30% (225 г) фурфурола, подвергают ректификации под вакуумом на насадочной колонке эффективностью 8 теоретических тарелок. После отгонки трихлорэтилена отбирают промежуточную фракцию в количестве 20 г (9% от загррженного фурфурола), а затем товарный фурфурол при скорости отбора 0,40,5 и флегмовом числе IT1,5. Выход товарн&го фурфуро.ла составляет 185 г или 82,2% от загруженного фурфурола. Выделенный опытный образец фурфурола содержит 99,7% основного вещества, и по всем показателям отвечает требованиям на фурфурод, сорта по ГОСТ 10 37-71. высокое качество фурфурола подтверждает анализ образца методом газожидкостной хроматографии. Предлагаемый способ выделения фурфурала в сравнении с базовым объектом, который одновременно является и прототипом, обеспечивает получение продукта высокого качества при меньших затратах, ,что подтверждается следу ющим расчетом. Экономическая эффективность процесса очистки конденсатов от терперновых.углеводородов в расчете на 1 т фурфурола составляет по технологии прототипа 550-(500+ -80+3,6+ 550) -7,8 руб. по предлагаемому способу .550-(500+. 20+3,6+ 550) -26,8 руб. где 500 и 530 - отпускная цена 1 т фурфурола П и 1 сорта соответственно, руб, 0,16 - количество терпеновых углеводородов в конденсате, т на 1 т фурфурола, 0,0 и 0,60 - - емкость 1 т керосина и абсолютно сухих дре весных опилок соответ ственно, руб, 80 и 20 - стоимость 1 т керосина и абсолютно сухих древесных опилок соот ветственно, руб, 3,6, - эксплуатационные затраты на 1 т фурфуро ла (ориентировочно ), руб, 1,2 и 2,6 - потери фурфурола в процессе очистки кон1045 денсата керосином и древесными опилками соответственно,.%. Кроме того, этот способ позволяет сократить в 3-5 раз затраты тепла на выделение фурфурола, так как фурфурол извлекается экстракцией и ректификации подвергается экстракт. Теплота испарения трихлорэтилена ( Z+O кДж/кг) значительно ниже, чем воды (22бО кДж/кг) и фурфурола (,250 кДж/кг ), В связи с этим ректификационное разделение системы фурфурол - трихлорэтйлен требуется значительно меньше тепла 20-30 т пара жа 1 т фурфурола) чем на ректификацию водно-фурфурольных конденсатов i lOO-120 т пара на 1 т фурфурола). Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить себестоимость 1 т фурфурола на 30-35. Для очистки конденсатов от терпеновых углеводородов в предлагаемом способе используются опилки хвойно-лиственных пород древесины, которые служат исходным сырьем на гидролизных заводах и соответствуют требованиям РТУ РСФСР б77-60. Ь1асы1ценные ерпеновыми углеводородами опилки подвергаются обработке паром для отгонки терпенов с целью получения технического растворителя либо используются совместно с лигнином в качестве топлива.

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРОЛА из конденсатов паров самоиспарения гидролизата древесины хвойных и хвойно-лиственных породе использойанием очистки от т рпеновых углеводородов, ректификации на очистной колонне и выделения фурфурола на вакуумной колонне при скорости отбора фурфурола ,5 и флегмовом числе 11,5, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса, конденсат пропускают в количестве 500-600 гидромодулей через слой древесных опилок с последующей экстракцией фурфурола из фильтрата трихлорэтиленом, укреплением экстракта до концентрации фурфурола 20-50% на очистной ректификационной колонне и очисткой фурфурола от остатка трихлор этилена и примесей на вакуумной рек(Л тификационной колонне.