[发明专利]一种新型节能环保的糠醛生产新工艺

说明书

本发明公开了一种糠醛生产新工艺，包括以下步骤：第一步，采用酸式盐硫酸氢钠、硫酸氢铵或硫酸氢钾中的一种或几种按照任意比例复配作催化剂进行生物质(如玉米芯等)中半纤维素水解和脱水反应获得糠醛和糠醛渣；第二步，对含盐糠醛渣采用脱盐釜‑蒸发浓缩釜双釜耦合新工艺进行处理，同时实现盐催化剂与糠醛渣有机质的分离和盐催化剂水溶液的浓缩；第三步，浓缩的盐催化剂水溶液回收作为半纤维素水解催化剂循环利用，充分脱盐的糠醛渣作为锅炉燃料，燃烧后的灰渣制作肥料。本发明避免了现有的以硫酸为催化剂带来的操作不便和环境污染；节能环保，催化剂循环利用，过程成本比传统工艺大幅降低。

技术领域

本发明涉及一种糠醛生产新工艺。

背景技术

半纤维素是地球上丰富的生物质资源的三大组分之一，其含量仅次于纤维素和木质素。半纤维素是一种天然聚合物，虽然其结构单糖并不单一，但是某些生物质的半纤维素的主要结构单糖为木糖，如玉米芯等。利用半纤维素水解得到的木糖进一步脱水，可以得到一种重要的平台化合物糠醛，利用糠醛可以合成很多的生物燃料、生物材料。但由于目前糠醛生产工艺污染严重，发达国家几乎都没有糠醛生产企业，糠醛生产均在发展中国家，发达国家需要的糠醛绝大部分从发展中国家的糠醛企业进口。我国是第一糠醛生产大国，也是最大的糠醛出口国(多米尼加共和国为第二大糠醛生产国)；目前我国有二百多家糠醛生产企业，工业生产均采用硫酸作为催化剂，由于硫酸有毒性、腐蚀性，属于危险化学品，其运输、储存、生产操作都很不便，稀硫酸作为催化剂难以回收利用，生产成本高，而且硫酸作为催化剂最终转移到糠醛渣中，目前糠醛生产工艺均利用糠醛渣作燃料，因此其中的硫酸分解为硫的氧化物，造成大气污染，一些糠醛企业因为环保和高成本问题已经关停，尚在运转的糠醛企业面临高额的环保税，因此迫切需要新型环保、成本低廉的糠醛生产新工艺。

发明内容

为了克服当前糠醛生产工艺的污染和高成本问题，本发明采用如下几种催化剂催化半纤维素水解制备糠醛：1、采用酸式盐即硫酸氢钠、硫酸氢钾、硫酸氢铵中的一种、或任意两种或三种按任意比例复配作催化剂；2、采用一种或若干种所述的酸式盐与其它强酸弱碱盐如硫酸铁，硫酸钴，硫酸镍，氯化铝，氯化铵，三氯化铁，三氯化铬中的一种或几种复配作催化剂；采用所述的催化剂催化半纤维素水解所产生的新型糠醛渣采用脱盐釜-蒸发浓缩釜双釜耦合新工艺进行处理，同时实现催化剂和糠醛渣有机质的分离、催化液的浓缩回收循环利用。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

第一步，采用所述的催化剂催化生物质(如玉米芯等)中的半纤维素水解和脱水反应获得糠醛和糠醛渣；第二步，对含盐糠醛渣采用脱盐釜-蒸发浓缩釜双釜耦合新工艺进行处理，同时实现盐催化剂与糠醛渣有机质的分离和盐催化剂水溶液的浓缩；第三步，浓缩的盐催化剂水溶液回收作为半纤维素水解催化剂循环利用，充分脱盐的糠醛渣作为锅炉燃料，燃烧后的灰渣制作肥料。

本发明解决技术方案的流程图如附图1所示，流程描述如下：