Получение ванилина из лигносульфонатов

Одной из первых попыток использовать лигносульфонаты не как коллоидные растворы, а для производства новых химических продуктов является получение ванилина. Ванилин представляет собой альдегид, относящийся к ароматическому ряду органиче­ских соединений, и находит себе применение как душистое веще­ство при изготовлении пищевых, винных и парфюмерно-космети­ческих изделий. Кроме того, ванилин применяется в фармаколо­гии для синтеза лекарственных препаратов.

В природе ванилин встречается в стручках ванили, произра­стающей в тропической полосе, в количестве 1,5—2,5%- С разви­тием тонкой химической технологии ванилин стали получать синтетически из различных химических веществ. Так, известны способы получения ванилина из эвгенола, пирокатехина, гваяко­ла и других веществ. Однако все эти сырьевые источники явля­ются дорогостоящими и дефицитными, поэтому, естественно, идут поиски более доступных и близких по своему строению веществ для синтеза ванилина. Лигнин и в особенности лигносульфонаты сульфитного щелока или барды спиртовых заводов оказалось возможным использовать для этих целей. Исходя из формулы сульфитированного лигнина (лигносульфонаты), можно легко представить возможность получения ванилина из этих продуктов.

О

Получение ванилина из лигносульфонатов

Н

-c-CH-so3H

О.

Осн

З

Получение ванилина из лигносульфонатов

Осн3

Он

Он

Сульфитиробанный Ванилин лигнин

Этот процесс освоен промышленностью. Первый опытный за­вод был пущен при Сясьском целлюлозно-бумажном комбинате 1953 г. Технология получения ванилина из лигносульфонатов состоит из следующих основных производственных операций:

1) щелочное окисление лигносульфонатов для получения /ванилата натрия;

2) разрушение ванилата натрия и освобождение ванилина; 1 3) извлечение ванилина экстракцией органическими раство­рителями;

4) очистка ванилина-сырца, кристаллизация и сушка про­дукта.

I Принципиальная технологическая схема производства вани — :лина из лигносульфонатов показана на рис. 124.

В смесителе 1 готовят реакционную смесь, состоящую из ^жидкого сульфитно-бардяного концентрата и раствора едкого 4натра. Эта смесь поступает в реактор 2, снабженный механиче­ской мешалкой и паровой рубашкой для обогрева паром. К кон — ,Цу операции содержимое реактора представляет собой щелочной раствор, содержащий ванилат натрия, лигниновые вещества и побочные продукты реакции. Ванилин из ванилата выделяется • в нейтрализаторе 3, в который подается из мерника 4 серная ■ кислота. Масса из нейтрализатора подается в экстрактор 5, обо­греваемый глухим паром. Экстрагируют бензолом, который цир­кулирует в экстракционной установке. Экстракт ванилина..в бензоле из верхней части экстрактора, пройдя ловушку 6, на­правляется в испаритель 8. Пары бензола конденсируются в кон­денсаторе 7, откуда бензол поступает в экстрактор. Для компен­сации потерь, а также в начале экстракции свежий бензол можно ьйодавать в экстрактор из сборника бензола 9. В испарителе по — — сле отгонки бензола остается ванилин и часть лигниновых смол, /также экстрагируемых бензолом. В таком полупродукте содер­жится 40—50% ванилина и 50—60% смол. Практически прием­лемым оказался прием перевода ванилина в его альдегидбисуль — !фитное соединение, хорошо растворимое в воде, в то время как осмолы не бисульфитируются и остаются в твердой фазе. Эта ^операция осуществляется в аппарате бисульфитаторе 10, куда подается полупродукт из сборника 17, из мерника 11 и 12 водный

Получение ванилина из лигносульфонатов

Раствор бисульфита и вода. Водный раствор ванилинбисульфит — ного соединения направляется в следующий аппарат 13 анало­гичного устройства, где разлагается серной кислотой.

Выделяющийся при этом S02 удаляется из раствора путем продувки воздухом. Освобождающийся ванилин благодаря низ­кой растворимости в воде выпадает из раствора и отделяется на центрифуге 15. Полученный ванилин-сырец содержит около 60% ванилина, а также влагу и остатки смолистых веществ. Дальше ванилин очищают методом вакуум-сублимации. Ванилин плавит­ся и кипит при температуре 283°. Однако при этом он сразу же начинает осмоляться. Поэтому разгонку нужно вести в глубоком вакууме (остаточное давление 1—3 мм рт. ст.); температура от­гонки при этом около 140°. Чтобы избежать кристаллизации вани­лина, холодильник и приемник обогреваются паром.

Последняя ступень очистки ванилина после разгонки заклю­чается в его перекристаллизации из водного раствора. Сначала ванилин растворяют в аппарате 19 водой, раствор пропускают через адсорбер 20 с активированным углем и фильтр 21, после чего охлаждают и кристаллизуют в кристаллизаторе 22. Отде­ленные на центрифуге 23 кристаллы чистого ванилина направ­ляют в сушилку 24, после чего расфасовывают и упаковывают.

В США в 1952 г. пущен ванилиновый цех при сульфитно-спир­товом заводе в Торольде, вырабатывающий в год около 180 т Ванилина чистого и 97%-ного в виде сырья для ряда синтезов. Технология несколько отличается от только что описанной. Ос­новные реакции проходят при подаче в реактор вместо каустика известкового молока и сжатого воздуха. После реакторов жид­кость отделяется на центрифугах и подкисляется в два приема, сначала углекислым газом, получаемым из бродильных чанов спиртозавода, затем серной кислотой. Ванилин экстрагируют толуолом, затем очищают и сушат, что мало отличается от ранее описанного.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв