[发明专利]一种棉杆汽爆提取木糖制备糠醛及全质化利用的方法

说明书

本发明提供一种棉杆汽爆提取木糖制备糠醛装置，包括隔板，进料箱，螺旋蒸汽器，汽曝器，洗浆机，糠醛分流塔，糠醛精馏塔，糠醛储罐，支撑腿，排料阀，带阀门排污管，棉杆滤杂导入箱结构，糠醛制备气体防污处理扇结构，温控加热保温筒结构和废水防污排放处理箱结构，所述的隔板右上端螺栓连接在进料箱的内侧右上壁；所述的进料箱下部出口处螺栓连接在螺旋蒸汽器的上部进口处。本发明棉杆斗，导流管，U型衬座，过滤网，集杂盒，抽拉盖和挡座的设置，可对棉杆进行滤杂，以保证加工制备糠醛效率；本发明吸附网，出气管，处理箱，清理底盖，吸附芯和排气风机的设置，可进行释放处理废气，以避免环境污染。

技术领域

本发明属于植物提取技术领域，尤其涉及一种棉杆汽爆提取木糖制备糠醛及全质化利用的方法。

背景技术

糠醛是一种目前尚不能通过化学方法合成的重要的基础有机化工原料；也是从糖类化合物中所获得的唯一一种不饱和大比容有机化学品，其化学性质十分活泼，糠醛及其衍生物都是应用广泛的有机化工中间体。此外，糠醛还可通过与甲醛的羟甲基化作用生成5－羟甲基糠醛，也可作为原料制备汽油、柴油和航空煤油，由糠醛通过加氢作用生成的甲基四氢呋喃可直接作为汽油的基料。随着世界范围内能源危机和环境问题的日益严峻，各化工领域对糠醛的需求量将会持续增长。

目前糠醛的工业生产采用批处理反应器使原料与稀酸水溶液在水解锅内混合，并采用高压蒸汽提供反应所需要的热量，同时，蒸汽的另一个重要作用是将糠醛从反应体系中及时移除，减小因二次反应而造成的糠醛产率降低，常用的工艺条件是在高温(140～185℃)高压(5～10MPa)下反应6～10h，H2SO4用量为3％，固液比在(2～3)∶1，受多种条件限制，工业生产上最大糠醛收率只能达到理论值的45％～55％。反应器出口蒸汽中糠醛的质量分数约为3％，糠醛和水的混合物(即粗醛)通过汽提塔进行浓缩，形成富含糠醛的蒸汽。由于糠醛在水中的溶解能力有限(20℃，8.3％)，相分离现象非常明显，下层富含糠醛相进一步通过连续的精馏塔进行精制和提纯，从而得到糠醛成品，上层含水相则回流至汽提塔。在分离过程中，甲醇和乙酸是有价值副产物。水解后的废渣(主要成分是纤维素和木质素)作为锅炉燃料生产蒸汽。现有的糠醛生产工艺存在诸多弊端：首先是收率问题，目前世界范围内约70％的糠醛生产企业采用批量处理反应器，糠醛收率只有理论值的50％左右，但是消耗蒸汽量却是糠醛产量的30～50倍，且反应时间较长。现有的催化体系副反应较多，水相、强酸、高温、与氧气接触、较长的反应时间等都会导致糠醛的缩合和树脂化，同时，糠醛与木糖及反应中间产物之间也会发生交互聚合反应，糠醛还会进一步降解生成丙酮醛、甲醛、甘油醛、乙醇醛等，这些副反应会降低戊糖生成糠醛的选择性。

但是，现有的棉杆汽爆提取木糖制备糠醛及全质化利用的方法存在着棉杆滤杂处理效果差，产生的气体处理不当容易污染环境，无法处理废水，温控效果差和利用操作方法复杂问题。

因此，发明一种棉杆汽爆提取木糖制备糠醛及全质化利用的方法显得非常必要。

发明内容