常壓兩步法生產糠醛工藝條件研究.pdf

1、糠醛是一種廣泛應用于石油工業(yè)、化學工業(yè)、醫(yī)藥、食品及合成橡膠、合成樹脂等行業(yè)的重要有機化工原料和化學溶劑?？啡┑纳a是以含有多縮戊糖的纖維為原料，先經水解得到戊糖再由戊糖脫水環(huán)化制得。目前，工業(yè)生產中主要采用一步法生產工藝，糠醛收率低，污染嚴重，原料利用率低。兩步法糠醛生產工藝與一步法相比具有糠醛收率高、原料能夠綜合利用等優(yōu)點。兩步法中高溫高壓兩步法研究較為普遍，在新型催化劑、糠醛提取方式、糠醛收率方面都有較大突破，但是，高溫高壓兩步法

2、生產工藝對設備要求高，且不利于糠醛轉移到汽相中，限制了糠醛收率的進一步提高；常壓兩步法生產工藝研究較少，主要是因為生產過程中形成大量副產物，但是其糠醛收率可達到80％以上，而且采用設備成本相對低廉?？偟膩碚f，在兩步法中，第一步戊聚糖水解生成戊糖工藝成熟，但第二步戊糖脫水環(huán)化形成糠醛工藝則還需要更深入的研究。
　　 本文對木糖脫水環(huán)化制備糠醛的常壓工藝條件進行了研究并進一步對汽提法進行改進，實驗中采用木糖作原料，以HCl+NaCl

3、體系為催化劑，利用響應曲面法(RSM)考察了催化劑性能、催化劑用量、反應時間、木糖初始濃度等因素對糠醛收率的影響，并得到了主要因素與糠醛收率之間的數學模型。實驗過程中采用HCl+NaCl體系為催化劑是為便于催化劑的回收利用以及利于糠醛的采出。
　　 研究結果表明，鹽酸濃度以及氯化鈉濃度為常壓生產過程中糠醛收率的主要影響因素，隨著兩者濃度的提高，溶液酸性逐漸增強，糠醛收率也逐步提高，但當鹽酸濃度和氯化鈉濃度超過一定值時，糠醛收率嚴

4、重下降甚至造成堵塞，這是由于常壓下雖然汽相中糠醛含量增加，可以增大糠醛收率，但反應時間比較長，在酸催化下由于副反應產生的黑色固體物質也越來越多，這需要進一步研究糠醛及時從液相轉移到汽相中的方法。
　　 本文以HCl+NaCl體系為催化劑時，得到的糠醛最大收率大約為60％，相對濃鹽酸作催化劑，其避免了回收濃鹽酸時采用昂貴的共沸精餾設備，而且NaCl可降低糠醛在溶液中的溶解性。另外，在常壓條件下其對設備腐蝕性小，且催化劑易于回收利用