ПРОИЗВОДСТВО ФУРФУРОЛА

Фурфурол представляет собой гетероциклический альдегид из группы фурана следующего строения:

Не—— сн

II «

НС^^-С-СНО

О

В чистом виде это прозрачная, бесцветная, сильно прелом­ляющая свет, маслянистая жидкость с запахом пригорелого хлеба. При хранении фурфурол быстро темнеет, постепенно осмоляясь. Температура вспышки его лежит около 56°. Он обла­дает довольно высокой термоустойчивостью. Например, при на­гревании в течение 75 часов при 230° фурфурол распадается только на 5%.

Температура плавления фурфурола — 36,5°. При атмосфер­ном давлении он кипит при 161,7°. При понижении давления тем­пература кипения чистого фурфурола соответственно снижается.

Зависимость температуры кипения фурфурола от давления

Давление в мм рт. Ст. .8 25 65 214 310 625 707 760 812 950

Температура кипения в °С 39,9 72 90 120,3 131,6 154,4 159,0 161,7 163,8 1 70,6

Фурфурол хорошо растворим в метиловом и этиловом спирте, бензоле, ацетоне, хлороформе, серном и уксусно-этиловом эфире, дихлорэтане и т. д.

Неорганические соли практически в фурфуроле нераствори­мы, за исключением хлористого цинка и хлорного железа.

При нормальной температуре взаимная растворимость фур­фурола и воды ограничена и растет с повышением температуры (табл. 35).

Таблица 35

Взаимная растворимость фурфурола и воды в весовых процентах по отношению к растворителю

Температура в °С

Растворимость воды в фурфуроле

Растворимость фур­фурола в воде

0

2,5

__

10

3,6

7,9

20

4,6

8,3

40

6,7

9,5

60

8,6

11,7

90

13,5

16,6

97,9

15,9

18,4

Критическая температура, при которой наступает полное взаимное смешение обеих жидкостей, лежит около 120,9°. Ниже этой температуры водофурфурольная смесь разделяется на два слоя: нижний — раствор воды в фурфуроле, и верхний — раствор фурфурола в воде. Состав этих слоев представлен в табл. 35.

При перегонке водофурфурольных растворов, содержащих менее 18,4% фурфурола, последний ведет себя как легкокипящий компонент, и его содержится больше в парах, чем в кипящей жидкости. При концентрации фурфурола в растворе 18,4—84,1% содержание его в паре постоянно и равно 35,2%, а при концент­рации фурфурола более 84,1% отгоняется пар, обогащенный водой.

В табл. 36 приведен состав жидкой и паровой фазы, а также температура кипения соответствующих водофурфурольных раст­воров.

Из табл. 36 видно, что из разбавленных водных растворов фурфурол благодаря своей повышенной летучести легко отгоняет­ся и концентрируется. Однако в результате образования стойко­го азеотропа с содержанием 35,2% фурфурола дальнейшее кон­центрирование его встречает серьезные трудности. Поэтому для отделения фурфурола от воды в получаемом азеотропе применя­ют свойство последнего после конденсации до жидкого состоя­ния расслаиваться на два слоя, из которых нижний насыщен

Таблица 36

Состав паровой и жидкой фазы водофурфурольных растворов

Весовое содержание фур­фурола в %

Температура кипения рас­твора в °С

Весооое содержание фур­фурола в %

Температура кипения рас­твора в °С

В жидкости

В парах

В жидкости

В парах

0,2

1,5

99,90

9,0

30,5

98,13

0,4

3,0

99,82

10,0

31,7

98,07

0,6

4,4

99,74

11,0

32,6

98,02

0,8

5,8

99,67

12,0

£33,3

97,98

1,0

7,0

99,60

13,0

33,9

97,95

1,5

10,0

99,42

14,0

34,4

97,93

2,0

12,7

99.25

15,0

34,7

97,92

2,5

15,0

99,11

16,0

34,8

97,91

3,0

17,1

98,99

17,0

34,9

97,90

3,5

19,0

98,87

18,0

35,0

97,90

4,0

20,7

98,76

18,4

35,2

97,90

4,5

22,2

98,66

18,4-84,1

35,2

97,90

5,0

23,6

98,58

92,5

35,8

98,70

5,5

24,8

98,50

95,5

39,7

100,60

6,0

25,8

98,43

97,7

55,6

109,50

6,5

26,8

98,37

98,4

71,7

122,50

7,0

27,7

98,31

98,8

90,5

146,00

7,5

28,5

98,26

99,2

95,7

154,80

8,0

29,2

98,21

99,6

97,7

158,80

8,5

29,9

98,17

J 00,0

100,0

161,70

Фурфуролом. Как было показано в табл. 35, при охлаждении водофурфурольных паров образуется расслаивающийся на два слоя конденсат, в котором нижний слой содержит фурфурола тем больше, чем ниже температура жидкости.

Этой особенностью водофурфурольных растворов обычно пользуются на практике для отделения фурфурола от избытка воды. Для этого вначале фурфурол путем ректификации кон­центрируют и охлаждают. Образующийся конденсат расслаивает­ся, нижний слой, богатый фурфуролом, охлаждают и отделяют от верхнего, разбавленного раствора фурфурола в воде. Послед­ний раствор возвращают на укрепление, а фурфурол с примесью воды направляют во вторую колонну, где под вакуумом из него отгоняется вода и получается безводный фурфурол (99%).

Практически такой метод выделения осложняется наличием в парах, кроме воды и фурфурола, также метанола, ацетона, сложных эфиров, скипидара, уксусной кислоты и ряда других продуктов. Присутствие метанола и других легкокипящих при­месей повышает в концентрированных водофурфурольных раст­ворах растворимость фурфурола и затрудняет расслаивание жидкости после ее охлаждения. Поэтому из водофурфурольного раствора перед расслаиванием должны быть отогнаны все пере­численные выше легколетучие примеси. Это осуществляется пу­тем ректификации, так как примеси кипят при более низкой температуре, чем водные растворы фурфурола. Исключение представляет только уксусная кислота, которая вследствие высо­кой температуры кипения при ректификации водофурфуроль­ных растворов остается в водном слое.

Охлажденный нижний водофурфурольный слой (после отде­ления его путем декантации) обычно содержит около 5—6% воды, для отделения которой также можно применить ректифи­кацию, при этом фракция, богатая водой, как более низкокипя — щая (табл. 36), отгоняется в верхнюю часть колонны, а в ниж­ней ее части будет концентрироваться почти безводный фурфу­рол. Поскольку в этом случае температура кипения жидкости в нижней части колонны поднимается до 162°, наблюдается зна­чительное осмоление фурфурола и его примесей на тарелках ко­лонны и в подогревателе. Для избежания этого отгонку ведут под вакуумом, благодаря чему температура кипения фурфурола резко снижается.

На основании изложенных особенностей водофурфурольных конденсатов выделение из них фурфурола-сырца, т. е. содержа­щего 5—6% воды, осуществляется по схеме, приведенной на рис. 84. По этой схеме водофурфурольный пар или конденсат, подлежащий разделению, подается на питающую тарелку 12 Ректификационной колонны 1. В колонне конденсат стекает по тарелкам вниз, а навстречу ему, снизу, поднимается острый пар, который испаряет легкокипящие фракции и поднимает их в верх­нюю часть колонны, где осуществляется их укрепление.

В самой верхней части колонны накапливается легколетучая метанольная фракция, часть паров которой поднимается по тру­бе 2 в дефлегматор 3, где конденсируется и поступает в раздели­тель флегмы 13. Оттуда часть флегмы по трубе 5 возвращается в верхнюю часть колонны и способствует укреплению легколе­тучих фракций, а часть укрепленной метанольной фракции отби­рается через холодильник 4 в сборник.

Поскольку водофурфурольная смесь кипит выше метанольной фракции, она концентрируется на тарелках колонны 1 несколько ниже и по трубе 6 непрерывно отбирается через холодильник 7, в декантатор 8. Это небольшого размера сосуд, в котором охлаж,- денная водофурфурольная смесь расслаивается. Верхний раст­вор фурфурола в воде по трубе 10 с гидрозатвором возвращается
в колонну на несколько тарелок ниже места отбора. Нижний слой фурфурола-сырца по трубе 9 отбирается в сборник, откуда поступает на вакуум-разгонку. Уксусная кислота остается в воде и вместе с водой по трубе 11 в виде лютера выводится из нижней части колонны. Концентрация уксусной кислоты в лютере (в за-

2

ПРОИЗВОДСТВО ФУРФУРОЛА

Рис. 84. Схема устройства ректификационной колонны для выделения фурфурола-сырца из фурфурольных конденсатов.

Висимости от состава исходного растительного сырья и режима переработки) колеблется от 1 до 3%.

353

На некоторых фурфурольных заводах уксусную кислоту в лю — теое нейтрализуют содой или известью, после чего раствор солей выпаривают в вакуум-выпарных аппаратах. Этим методом удает­ся получать относительно дешевый уксуснокислый натр или

23 А. К. Славянский
уксуснокальциевую соль. Если в принятой технологии предусмат­ривается нейтрализация фурфурольных паров перед их конден­сацией или прямым поступлением на колонну, то образующийся лютер не содержит уксусной кислоты и может быть сброшен в ка­нализацию без дополнительной очистки. Фурфурольный конден­сат, содержащий, кроме метанольной фракции, скипидар, пере­рабатывают в колонне несколько более сложной конструкции, чем приведенная на рис. 84. Отделение скипидара основано на том, что вместе с водяным паром он гонится легче фурфурола, но труднее метанольной фракции. Поэтому скипидарную фрак­цию отбирают с тарелок, расположенных выше отбора фурфуро­ла и ниже отбора метанола.

Из-за близкого соседства метанол появляется на тарелках со скипидаром, поэтому последний частично растворяется в водо — фурфурольной смеси и перестает отделяться декантацией. В свя­зи с этим отбираемую скипидарную фракцию разбавляют водой. Скипидарный слой всплывает, его отделяют, а водно-метаноль — ный раствор возвращают в колонну.

Такой метод позволяет раздельно получать метанольную фракцию, скипидар-сырец и сырой фурфурол с содержанием 95—97%- Для получения чистого фурфурола с содержанием 99%, фурфурол-сырец подвергают, как уже указывалось, допол­нительной перегонке в вакууме. Для этой цели применяют колон­ны периодического и непрерывного действия. Устройство кубовой колонны периодического действия представлено на рис. 85.

Этот аппарат состоит из куба 1, соединенного с одним или двумя выносными трубчатыми подогревателями 10. Такое уст­ройство необходимо для периодической очистки трубок подогре­вателей от образующегося на поверхности их смолистого нага­ра. Пары кипящей жидкости из куба поднимаются в небольшую насадочную колонну 2 и далее в дефлегматор 3, служащий для укрепления флегмы.

Количество отбираемого дистиллята регулируют трехходовым краном. Несконденсировавшиеся в дефлегматоре 3 пары с воз­духом поступают в дополнительный конденсатор 4, где удержи­ваются и возвращаются в поток флегмы. Несконденсировавшие­ся газы по трубе 11 отсасываются вакуум-насосом, поддержива­ющим в системе остаточное давление 50—100 мм рт. ст., соот­ветствующее температуре кипения чистого фурфурола (около 100°). Конденсат из делительного крана 6 поступает в холодиль­ник 5 и далее в сборники конденсата 7, 8, 9. При такой разгонке вначале гонятся легкие примеси, включающие метанол, скипидар и воду. Они собираются в приемнике 7. Затем гонится чистый безводный фурфурол, собираемый в сборнике 8. В конце гонки температура паров в кубе постепенно повышается. Эти пары пос­ле конденсации собираются в сборнике 9. Фракция в этом сбор­нике содержит высшие терпены, полимеры фурфурола и т. д. Смолистый кубовый остаток удаляется по трубе 12. Пользуясь
этим аппаратом, можно получить практически безводный фурфу­рол, пригодный для последующей химической переработки.

Рассмотренный выше способ получения чистого фурфурола основан на использовании фурфурольных паров, получающихся при гидролизе пентозансодержащего растительного сырья. Реак­ция вначале заключается в гидролизе пентозанов до пентоз по уравнению

(С6 Н8 о4) п + п НаО — п С5 нш05, пентозаны пентозы

К Вакуум — нососд

ПРОИЗВОДСТВО ФУРФУРОЛА

Рис. 85. Схема вакуум-перегонной установки для очистки фурфурола

Далее образовавшиеся пентозы (ксилоза, арабиноза) дегидрати­руются, причем на каждую молекулу моносахаридов отщепляет­ся ЗН20 и образуется молекула фурфурола н н

Нос—— сон не—— сн

I I — зн2о —*• I I

Н2С С-СНО НС С-СНО

Фурфурол

/ /

ОН НО

Лен/г/оза

Обе эти реакции катализируются кислотами и ускоряются примерно в 2 раза на каждые 10°.

На гидролизно-спиртовых заводах, перерабатывающих в ос­новном хвойную древесину, процесс гидролиза разбавленной сер­ной кислотой ведется в сравнительно жестких условиях, приводя­щих к частичной дегидратации образующихся пентоз до фурфу­рола. Фурфурол выделяется вместе с парами воды при испарении гидролизата, выходящего из гидролизаппаратов в испарители. После отделения и конденсации этих паров в теплообменниках (стр. 324) получается конденсат, содержащий 0,2—0,4% фурфу­рола. После укрепления в специальных установках до содержа­ния 2—3% фурфурола этот раствор подвергается обработке в описанной выше системе ректификационных аппаратов, где фурфурол освобождается от примесей и воды.

Схема переработки такого конденсата (с выделением фурфу­рола-сырца) представлена на рис. 86. Гидролизат 1 по этой схеме из гидролизаппаратов поступает в испаритель 2 высокого давле­ния, где частично вскипает и охлаждается. Образующиеся при этом пары, содержащие фурфурол с примесью метанола, эфироа и скипидара, поступают в решоферы 4, где конденсируются, на­гревая воду, идущую на приготовление разбавленной серной кислоты. Полученный конденсат проходит конденсатоотводчик 5, не пропускающий пара, и попадает в испаритель 6, где допол­нительно вскипает. Образующийся пар подается в верхнюю часть десорбционной колонны 7, предназначенной для предварительно­го укрепления паров фурфурола. Конденсат из испарителя 6 по­дают в среднюю часть колонны, заполненную керамической на­садкой или тарелками.

Гидролизат из испарителя 2 высокого давления поступает в испаритель 3 низкого давления, где снова вскипает. Образую­щийся пар поступает в нижнюю часть десорбера, который рабо­тает как ректификационная колонна, в верхней части которой собираются укрепленные пары фурфурола. Они проходят в решо­феры 8, где охлаждаются, нагревая воду, и в виде укрепленного конденсата через делительный кран 9 частично (в виде флегмы) возвращаются на дальнейшее укрепление в колонну 7. Конден­сат в этой колонне исчерпывают паром из испарителя 3.

Часть укрепленного фурфурольного конденсата через дели­тельный кран отбирается в приемники 10, откуда насосом И перекачивается на питающую тарелку фурфурольной колонны 12. Концентрация фурфурола в этих сборниках составляет 2-4%.

Фурфурольная колонна 12 имеет дефлегматор 14 и выходной конденсатор 15. Летучие примеси к фурфуролу, состоящие из низкокипящих эфиров и ацетона, отбираются по трубе 16. Мета- нольная фракция отводится с верхних тарелок колонны в холо­дильник 17 и далее в сборник метанола 18. Скипидарная фрак­ция отводится с тарелок 19, расположенных ниже, в декантатор

ПРОИЗВОДСТВО ФУРФУРОЛА

20, куда одновременно поступает вода для разбавления смеси и выделения скипидара, который всплывает и по трубе отводит­ся в сборник 21 сырого скипидара. Разбавленная жидкость сни­зу декантатора возвращается в колонну. Фурфурольный конден­сат отбирается еще ниже через холодильник 22 и декантатор 23. Из него сырой фурфурол стекает в сборник 24, откуда периоди­чески или непрерывно направляется в описанную выше вакуум — перегонную установку для обезвоживания. Исчерпывание фурфу­рола из конденсата в колонне производится острым паром — 13.

На гидролизно-спиртовых заводах образуется небольшое ко­личество фурфурола, и выработка его на заводе средней мощно­сти обычно не превышает 150—300 т в год. Между тем потреб­ность нашей страны в фурфуроле измеряется десятками тысяч тонн в год, поэтому этот путь не может быть основным для обес­печения промышленности фурфуролом.

Многотоннажное производство фурфурола основывается на переработке больших количеств богатого пентозанами и дешево­го растительного сырья, к которому в первую очередь относятся: кукурузная кочерыжка (35—40% пентозанов), хлопковая шелу­ха (21—24% пентозанов), подсолнечная лузга (23—26% пенто­занов) и лиственная древесина (20—29% пентозанов). Расти­тельное сырье измельчают, смачивают разбавленными кислотами и нагревают острым паром до температуры 140—180°. В резуль­тате такой обработки пентозаны гидролизуются до пентоз, кото­рые затем дегидратируются до фурфурола. Последний отгоняет­ся с водяным паром и выделяется в чистом виде по описанной выше схеме. Твердый остаток растительного сырья, состоящий из лигнина и большой части целлюлозы (целлолигнин), подвер­гается гидролизу разбавленной серной кислотой, а образующий­ся гидролизат, состоящий главным образом из глюкозы, может быть использован, например, для производства кормовых дрож­жей. Целлолигнин может быть использован также в виде сырья для производства волокнистых плит, древесного угля, активного угля, глюкозы или как топливо.

Практически изложенный выше принцип получения фурфу­рола из различных видов богатого пентозанами растительного сырья вылился в несколько различных технологических процес­сов.

Ниже мы более подробно рассмотрим некоторые из них.

На рис. 87 представлена схема технологического процесса непрерывного получения фурфурола без применения минераль­ной кислоты (способ Ског-Сево). Этот способ заключается в на­гревании измельченного растительного сырья перегретым паром прд давлением 12 ати до температуры 180—190°. В этих усло­виях содержащаяся в растительном сырье в связанном виде уксусная кислота отщепляется в количестве от 2 до 6% от абсо­лютно сухого сырья и, создавая необходимую кислотность среды, способствует гидролизу пентозанов с последующей дегидрата­цией пентоз и образованием фурфурола. По этому методу из 1 т абсолютно сухой дубовой древесины (одубина) получается около 60 кг товарного фурфурола.

Растительное сырье обрабатывают острым паром в гидроли- зере непрерывного действия. Он имеет форму вертикального, слегка расширяющегося книзу цилиндра У, в верхнюю крышку

ПРОИЗВОДСТВО ФУРФУРОЛА

Рис. 87. Схема аппарата для непрерывного получения фурфурола:

/ — цилиндр; 2 — питатель; 3, 5, 6, 14, 15 — трубы; 4 — кипятильник; 7— сепаратор; 8 — сборный шнек; 9 — клапан; 10 и // — циклоны; 12 — холодильник; 13 — сборник

Которого вмонтирован питатель 2, представляющий собой кони­ческий шнек. При помощи питателя в верхнюю часть гидроли — зера непрерывно подается измельченное растительное сырье. Пи­татель создает необходимую плотность сырья в месте поступле­ния его в гидролизер, поддерживая в последнем давление около 12 атм.

В нижней части гидролизера установлен сборный шнек 8 и клапан 9 для непрерывной выгрузки целлолигнина. В резуль­тате снижения давления целлолигнин вместе с образовавшимся паром выбрасывается в циклон 10, где пар отделяется от твер­дых частиц и выводится по трубе 15 в атмосферу, а осевший на дно циклона целлолигнин выгружается под циклон //.

Перегретый пар с температурой 250°, под давлением 12 ати Подается в гидролизер снизу, проходит снизу вверх через толщу сырья, насыщается образующимся фурфуролом и выводится вместе с ним через верхнюю часть гидролизера по трубе 3. Ско­рость перемещения сырья в гидролизере рассчитана на время пребывания его в реакционном пространстве — около 60 мин.

Установка этого типа, изготовляемая фирмой «Дефибратор» (Швеция), работает непрерывно.

Пар, выходящий из гидролизера по трубе 3, поступает1 в ки­пятильник 4, где через стенки трубок нагревает воду, которая, вскипая, образует пар, выходящий по трубе 5 в сепаратор 7. В нем вследствие снижения скорости пара выделяются и оседают увлеченные капли жидкой воды, которая по трубе 6 снова воз­вращается в кипятильник 4. Испарившаяся в кипятильнике 4 во­да непрерывно восполняется свежей умягченной водой.

Образовавшийся пар под давлением около 2 ати из сепара­тора 7 поступает обычно на питание колонн для укрепления и очистки фурфурола. Избыток этого пара может быть исполь­зован и для других производственных нужд. Фурфурольный пар, отдающий тепло воде, конденсируется в межтрубном пространст­ве кипятильника 4, проходит через дополнительный холодильник 12 и собирается в промежуточном сборнике 13. Из последнего фурфурольный конденсат, содержащий 2,5—3,5% фурфурола и около 1,5% уксусной кислоты, по трубе 14 непрерывно подает­ся в описанную выше колонну (см. рис. 84) для укрепления и очистки.

В этом методе работы применяется гидролизер непрерывного действия, изготовляемый из кислотоупорной стали толщиной 12 мм. Высота гидролизера около 7,5 м, диаметр в верхней части 1,4 и нижней 1,6 м. Общий объем около 12 м3. Общая мощность электродвигателей, приводящих в движение механизмы гидро­лизера, 60 кет.

На старых фурфурольных заводах, работающих по описанно­му выше методу, вместо гидролизеров непрерывного действия установлены обычные вертикальные гидролизеры периодическо­го действия, описанные в разделе, посвященном производству этилового спирта (стр. 321).

При этом методе работы выход фурфурола обычно составля­ет около 30% от теоретически возможного. Низкий выход фур­фурола по этому методу является основным его недостатком.

Значительно выше выход фурфурола, составляющий 50—60% от теоретически возможного, получается при применении мето-

‘ На трубе 3 часто устанавливают циклон — для улавливания увлечен­ных паром твердых частиц.

Дов, основанных на обработке паром растительного сырья, пред­варительно смоченного разбавленной серной кислотой.

В настоящее время применяется несколько вариантов этого способа. По одному из вариантов измельченное растительное сырье вначале подается в горизонтальный лоток, снабженный шнеком для перемещения сырья. Сверху, вдоль лотка, установ­лен ряд форсунок, через которые поступает разбавленная серная кислота (8—10%) для смачивания сырья. Расход кислоты со­ставляет около 3% от веса сырья с 20%-ной влажностью.

ПРОИЗВОДСТВО ФУРФУРОЛА

Смоченное кислотой сырье периодически загружается через горловину в вертикальный гидролизер, устройство которого мож­но видеть на рис. 88. Такой гидролизер представляет собой вер-

У¥

ПРОИЗВОДСТВО ФУРФУРОЛА

ПРОИЗВОДСТВО ФУРФУРОЛА

Пар

Рис. 88. Типы аппаратов для получения фурфурола периодическим методом:

А — вертикальный аппарат с мешалкой; б — горизонтальный вращающийся аппарат; В — вертикальный аппарат без мешалки; 1 — цилиндр; 2 — вал с лопастями; 3— загру­зочная горловина; 4 — штуцер для отвода паров фурфурола; 5 — нижний лаз для вы­грузки целлолигнима; 6 — подшипники; 7 — гидролизер; 8 — загрузочное и разгрузочное отверстие; 9 — перфорированная труба для подачи пара в аппарат; 10— перфорирован­ная труба для отвода паров нз аппарата; И — верхняя загрузочная горловина; 12 — ниж­няя разгрузочная горловина

Тикальный стальной цилиндр 1, оборудуемый иногда обогреваю­щей рубашкой и вертикальным вращающимся валом 2, опираю­щимся на подшипники 6.

Целлолигнин по окончании реакции выгружают через лаз 5. Пар, нагретый до температуры 220—240°, с давлением 8—10 атм Поступает в нижнюю часть гидролизера и проходит через сырье снизу вверх, насыщаясь парами фурфурола. Пары выходят из гидролизера через штуцер 4, а далее перерабатываются по
схемам, близким к описанным выше. Для равномерной обработ­ки паром сырье непрерывно перемешивается в гидролизере вертикальной мешалкой. Благодаря этому целлолигнин не сле­живается и легко выгружается в виде сухого остатка, когда открывается нижний лаз 5.

По другому варианту, получившему распространение за пре­делами СССР, фурфурол получают в горизонтальном сигаровид — ном или шаровом вращающемся гидролизере 7 (рис. 88,6). Ап­параты такого типа обычно покрыты внутри слоем кислотоупор­ных керамических или угольных плиток. Загружают сырье и по­дают определенное количество разбавленной серной кислоты через боковое отверстие 8. Через это же отверстие выгружают целлолигнин по окончании варки. На 1 т сухого сырья подается 0,3—0,4 м3 серной кислоты с концентрацией около 7—8%. После загрузки и смачивания сырья отверстие закрывается и гидроли­зер приводят во вращение. Одновременно в гидролизер через левую полую ось и перфорированную трубу 9 подают острый пар, который, нагревая содержимое гидролизера, проходит через него снизу вверх, насыщается фурфуролом и выходит по трубе 10 через правую полую ось из гидролизера, поступая на установ­ку для выделения фурфурола.

В ряде случаев на фурфурольных заводах, работающих по этому методу, для упрощения процесса устанавливают верти­кальные неподвижные гидролизеры (рис. 88,в), покрытые внутри кислотоупорным слоем и не имеющие приспособлений для пере­мешивания сырья. Сырье в такие гидролизеры загружают через верхнюю загрузочную горловину 11, а целлолигнин или выгру­жается через нижнюю горловину 12, или здесь же подвергается перколяционному гидролизу для превращения целлюлозы в глю­козу, после чего лигнин удаляется из аппарата через нижнюю горловину 12. Делаются попытки осуществить в таких аппаратах непрерывный процесс путем установки на верхней горловине1 питателя для сырья, а на нижней — выгружателя остатка.

При получении фурфурола прямым методом на 1 т его расхо­дуется 15—25 г пара и от 200 до 500 кг концентрированной сер­ной кислоты. Выход фурфурола в этом случае зависит от содер­жания пентозанов в исходном растительном сырье, а также при­нятого режима работы и колеблется от 7—8% (хлопковая шелу­ха, подсолнечная лузга) до 10—12% (кукурузная кочерыжка), составляя 50—60% от теоретически возможного выхода.

В ряде случаев при прямом методе получения фурфурола из богатого пентозанами растительного сырья вместо серной кисло­ты применяют кислые или нейтральные соли (суперфосфат, алю­миниевые квасцы и т. д.).

Получаемый описанным выше способом фурфурол использу­ется для различных целей. Так, в нефтяной промышленности фурфурол применяют в качестве селективного растворителя для очистки смазочных масел. Для этой цели неочищенное масло
нагревают с фурфуролом до температуры, при которой они вза­имно растворяются. При охлаждении такого раствора до темпе­ратуры ниже критической оба компонента снова расслаиваются, причем выделяющийся фурфурольный раствор содержит все по­сторонние примеси масла. После отгонки от этих примесей фур­фурол снова используется для очистки новых порций масла.

Основным потребителем фурфурола является химическая промышленность, где он используется как сырье для получения различных производных, находящих широкое применение в раз­личных синтезах. Например, путем гидрирования водородом под давлением и при повышенных температурах в присутствии нике­левого катализатора фурфурол превращается в фурфуриловый спирт,

Не

И

НС

Сн

II +Н2

C-CHO

НС НС

СН

II

С-снон

Фур(рури/>о6д/й

Не

СЛ//р/7]

Идущий для получения различных смол. При нагревании фурфу­рола с окисью кальция или катализатором из хромитов марган­ца, железа и цинка получается фуран,

■сн

НС гн

/сн о

Используемый для различных синтезов и как растворитель.

При окислении фурфурола кислородом воздуха получают ма — леиновый ангидрид, а при гидрировании фурфурола и фурана с различными катализаторами получают тетрагидрофуран, тет- рагидрофурфуриловый спирт и ряд других продуктов. В ряде стран фурфурол используется как исходное сырье для производ­ства нейлона.

Фурфурол

Заслуживают внимания также продукты конденсации фурфу­рола с ацетоном или фенолом и формальдегидом, а именно: раз­личные смолы, используемые в промышленности пластических масс. Производные фурфурола используются также в медицине, сельском хозяйстве, на строительстве и во многих других обла­стях.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв