53. Методы получения фск

Процесс производства фурфурола состоит из двух основных технологических стадий — получения фурфуролсодержащих р-в и рект-го концентрирования и очистки ф-ла. Фурфуролсодержащие конденсаты получают либо в результате фурфурольных варок пентозансодержащего сырья на специализированных заводах фурфурольного профиля, либо в качестве побочных продуктов производства на предприятиях дрожжевого или спиртодрожжевого профиля.

В качестве основных видов пентозансодержащего сырья используют растительные отходы сельскохозяйственного производства и древесину лиственных пород (включая одубину). Теоретически возможный выход фурфурола из пентоз составляет 64%, из пентозанов 73%.

Для фурфурольного производства характерно значительное многообразие технологических приемов переработки пентозансодержащего сырья. Основное применение в промышленных условиях находят следующие методы получения фурфурола: двухстадийный фурфурольно-гексозный метод гидролиза, при котором сырье подвергается парофазной фурфурольной варке в присутствии H₂SO₄ в качестве катализатора с последующим перколяционным гидролизом целлолигнина и получением гек-созного гидролизата для дрожжевого производства; одностадийная серно-кислотная фурфурольная варка с использованием целлолигнина в качестве топлива; двухстадийный фурфурольно-гексозный метод с применением солевых катализаторов напервой стадии; автокаталитический (бескислотный) парофаз-ный метод в аппаратах периодического или непрерывного действия.Наряду с парофазными методами разработаны режимы, сочетающие жидкофазный гидролиз гемицеллюлоз с последующей дегидратацией пентоз, содержащихся в гидролизатах. Однако эти режимы не получили практического применения, так как парофазные методы являются более экономичными. Различные варианты процесса в парофазных условиях, при котором реакции гидролиза и дегидратации совмещены в одном реакторе, относят к прямым методам получения фурфурола в отличие от жидкофазного гидролиза гемицеллюлоз с последующей дегидратацией пентозных гидролизатов.Фурфурольно-гексозный метод гидролиза с .применением кислотных катализаторов. В нашей стране основное развитие получил двухстадийный фурфурольно-гексозный метод г-за, так как при этом обеспечивается комплексная переработка пентозансодержащего сырья.При проведении фурфурольной стадии процесса количество подаваемого раствора кислоты на смачивание сырья должно быть минимальным. При переработке растительных отходов сельскохозяйственного производства применяется 10%-ный раствор H₂SO₄. При использовании в качестве сырья древесины лиственных пород используют 93—95%-ную H2SO₄ или солевые катализаторы. Для пропитки исходного сырья применяют винтово-лопастные смесители. Равномерное смачивание сырья достигается путем распыления раствора катализатора. Часть вводимой в сырье кислоты нейтрализуется зольными элементами сырья. Наименее зольным является древесное сырье. В фурфурольном производстве нецелесообразно применять насыщенный водяной пар, который дает повышенное количество конденсата. В связи с этим при прогреве сырья и фурфурольной варке обычно применяют перегретый пар темпера рой 240 °С.В процессе парофазной фурфурольной варки произв. одновременная подача острого пара и отбор фурфуролсод-жащих паров из верхней части гидролизаппарата. Получение фурфурола с солевыми катализаторами. Помимо неорганических кислот каталитической активностью при образовании фурфурола обладают кислые соли и соли сильных кислот и слабых оснований, способные при гидролизе генериро­вать ионы водорода. Основное практическое применение находят фосфаты, содержащие дигидрофосфат кальция,а также нитрат и хлорид аммония. При получении фурфурола в слабокислой среде в присутствии солевых катализаторов превращения трудногидролизуемых полисахаридов незначительны, что позволяет проводить переработку лиственной древесины подвухстадийному фурфурольно-гексозному методу. Автокаталитические методы получения фурфурола. При получении ф-ла методом автогидролиза катализатором является уксусная кислота, образующаяся при деацетилировании гемицеллюлоз. Уксусная кислота относится к слабым кислотам, в связи с чем активная кислотность ее растворов сравнительно невысока.

Получение фурфурола автокаталитическим (бескислотным) методом осуществляют на ряде предприятий в аппаратах периодического и непрерывного действия при использовании в качестве сырья древесины лиственных пород (включая оду-бину). Дегидратация пентозных гидролизатов. С целью повышения выхода фурфурола предпринимались многочисленные попытки раздельного проведения операций гидролиза гемицеллюлоз и дегидратации пентозных гидролизатов.Процесс дегидратации осуществляли в промышленных масштабах. При этом пентозный гидролизат, полученный при двухстадийном пентозно-гексозном гидролизе пентозансодер-жащего сырья с концентрацией РВ 5—6 %, подвергался дегидратации в трех реакторах, через которые последовательно пропускался водяной пар. Температура процесса дегидратации 160—170 °С, продолжительность 4 ч, количество вторичного пара 40% от объема гидролизата, концентрация H₂SO₄ 1 %. Был испытан также процесс с непрерывной подачей пентозного гидролизата в реактор и непрерывным отбором фурфуролсо-держащих паров. Дегидратация пентозных гидролизатов. С целью повышения выхода фурфурола предпринимались многочисленные попытки раздельного проведения операций гидролиза гемицеллюлоз и дегидратации пентозных гидролизатов.

Процесс дегидратации осуществляли в промышленных мас­штабах. При этом пентозный гидролизат, полученный при двухстадийном пентозно-гексозном гидролизе пентозансодер-жащего сырья с концентрацией РВ 5—6 %, подвергался дегид­ратации в трех реакторах, через которые последовательно про­пускался водяной пар. Температура процесса дегидратации 160—170 °С, продолжительность 4 ч, количество вторичного пара 40% от объема гидролизата, концентрация H₂SO₄ 1 %. Был испытан также процесс с непрерывной подачей пентозного гидролизата в реактор и непрерывным отбором фурфуролсо-держащих паров.Однако в настоящее время дегидратационный процесс не находит практического применения в связи с низким выходом фурфурола (до 5—6% от хлопковой шелухи), высоким расхо­дом пара, значительной карамелизацией оборудования в результате осмоления фурфурола и сложностью осуществления процессаОднако в настоящее время дегидратационный процесс не находит практического применения в связи с низким выходом фурфурола (до 5—6% от хлопковой шелухи), высоким расхо­дом пара, значительной карамелизацией оборудования в ре­зультате осмоления фурфурола и сложностью осуществления процесса.