Forschungsfortschritt der Furfuralproduktionstechnologie und -vorbereitungsmethode

Felfural.ist ein wichtiges grundlegendes organisches chemisches Rohstoff, das derzeit nicht durch chemisches Verfahren synthetisiert werden kann. Es ist die einzige ungesättigte organische Chemikalie mit einem großen spezifischen Volumen, das aus Kohlenhydratverbindungen erhalten wird. Seine chemischen Eigenschaften sind sehr aktiv und wird häufig als organisches chemisches Zwischenprodukt verwendet, das zur Herstellung von Benzin, Dieselöl und Luftfahrtkerosin verwendet werden kann. Mit der zunehmend schwerwiegenden Energiekrise und Umweltprobleme weltweit wird die Nachfrage nach Furfural weiter wachsen. Der bestehende Furfural-Produktionsprozess-Energieverbrauch ist jedoch riesig, die Umweltverschmutzung ist äußerst ernst, die Produktionskosten sind hoch und die Ertrag ist gering, und die Ertrag ist gering, viele nachteilige Faktoren lassen die Europäische Union und die Vereinigten Staaten in den letzten Jahrzehnten die Produktion von streng verboten haben Furfural in ihrem eigenen Land. China ist ein wesentlicher Hersteller und Exporteur von Furfural, der etwa 70% der Gesamtleistung von Furfural in der Welt ausmacht. In Anbetracht der wichtigen Rolle von Furfural in organischer chemischer Industrie und Energieindustrie muss der bestehende Furfural-Produktionsprozess dringend verbessert werden.

Furfural-Produktionstechnologie.

Industrial ist Furfural aus der Hydrolyse von Hemicellulose in der lignocellulosischen Biomasse mit verdünnten Säuren (H2S04, HCl, H3P04, Essigsäure) erhalten, wobei der am häufigste verwendete Katalysator H2S04 ist. Die wichtigsten Furfuralproduktionsprozesse im In- und Ausland umfassen Quakeroats-Prozess, Agrifuran-Prozess, Petroch-Chimie-Prozess, Escher WYSS-Prozess und Rosenlew-Prozess. In Nordchina wird die verbesserte Huaxia 83-Technologie meistens in Festbettreaktor und kontinuierlicher dynamischer Raffination verwendet.

Mechanismus der Furfuralbildung von Hemicellulose

Probleme, die im vorhandenen Prozess vorhanden sind

1. Niedrige Ausbeute: nur etwa 50% des theoretischen Werts und die Reaktionszeit ist lang. Gleichzeitig tritt auch die wechselseitige Polymerisation von Furfural mit Xylose und Zwischenprodukten auf. Felfural wird weiter in Acetonaldehyd, Formaldehyd, Glyceraldehyd, Glykolaldehyd usw. abgebaut. Diese Nebenreaktionen verringern die Selektivität der Furfuralbildung von Pentose.

2. Korrosion: Korrosionsausrüstung und seine Trennung und Recycling sind sehr schwierig, und die verdünnte Säurehydrolyse führt auch zu einer großen Anzahl von Säure-Furfural-Abwassererzeugung, die die Behandlung sehr schwierig ist.

3. Riesiger Energieverbrauch: Die Verwendung von Dampf als Wärmequellen- und Extraktionsmittelergieverbrauch ist riesig, der Dampfverbrauch ist 30-50-fache der Furfuralproduktion, der Dampfgehalt von grobem Aldehyd ist sehr hoch, was zu einer anschließenden Raffination führt und Reinigungsprozesskosten sind ebenfalls hoch.

4. Viele Risikofaktoren: Es gibt Feuer, Explosion, Vergiftung, Lärm und andere Risikofaktoren im Produktionsprozess von Furfural, was leicht ist, eine große Anzahl von Verlusten und Sachverlust zu verursachen.

Erkundung der Verbesserung der Furfural-Produktionstechnologie

Gegenwärtig konzentriert sich die Verbesserung der Furfuralausbeute hauptsächlich auf die Erhöhung der Reaktionstemperatur, der Erhöhung der Säurefestigkeit und der Verkürzung der Reaktionszeit. Bei der Verwendung von Schwefelsäure als Katalysator und Zugabe von Superphosphat, Superphosphat, Nitrat, Ammoniumchlorid und anderen Additiven wurden auch in der Praxis der Furfuralproduktion verwendet, die als \"modifizierte Schwefelsäure-Methode\" bekannt ist. Furfuralertrag könnte weiter erhöht und Aldehydreste in neutralem Verbunddünger geändert werden.
Die oben verbesserten Methoden haben einige Fortschritte bei der Verbesserung der Furfuralausbeute vorgenommen, der Schlüsselpunkt ist jedoch, die Prozesssteuerung der Furfuralproduktion zu optimieren, und die Probleme des Energieverbrauchs und der Umweltverschmutzung wurden nicht vollständig gelöst.

Forschungsplanung bei der Vorbereitung von Furfural

Um die Probleme des Ertrags, Umweltverschmutzung, Energieverbrauch und Sicherheit im Prozess der Furfuralproduktion zu lösen, ist es notwendig, eine umfassende Innovation der bestehenden Produktionstechnologie durchzuführen, und der Hauptabbruchpunkt ist es, neues grünes katalytisches System zu entwickeln und Lösemittelsystem und erkunden neue Vorbereitungsmethoden für Furfural. Diese Art von Forschung wurde in den letzten Jahren schrittweise durchgeführt, und bei der Herstellung von Furfural-Rohstoffen, Katalysatoren, Lösungsmitteln, Additiven und Heizmethoden wurden einige Fortschritte erzielt.

1. Lösemittelsystem.

Lösungsmittel können in einphassiges System und ein Zweiphasensystem unterteilt werden. Verglichen mit dem wässrigen System hat das Zweiphasensystem einen großen Vorteil, der Zusatz der organischen Phase kann Furfural herstellen, die in der wässrigen Phase gebildet werden kann, kann schnell in die organische Phase extrahiert werden, was das Auftreten von Nebenreaktionen effektiv hemmt und die Entladung verringert von Abwasser und die organische Phase selbst kann wiederverwendet werden. Die Toxizität von organischen Dämpfen kann jedoch nicht ignoriert werden!

2. Katalysator

An der Entwicklung heterogener Katalysatoren wurde immer mehr Aufmerksamkeit gewidmet, mit einer guten thermischen Stabilität. Anorganische Salze (Säuresalze, starke Säure- und schwache Basissalze) und Metalloxide (TiO2, ZrO 2, ZnO, FE203) werden auch als Katalysatoren zur Herstellung von Furfural verwendet, was die Korrosion von Ausrüstung erheblich reduzieren und Aldehydrückstand leicht machen kann behandelt werden, aber der katalytische Effekt muss jedoch weiter verbessert werden.

3. Trennungsmethode und Additive

Eine wichtige Möglichkeit, die Selektivität von Furfural zu verbessern, besteht darin, das erzeugte Furfural aus dem Reaktionssystem rechtzeitig zu entfernen. Daher wurden neue Furfuraltrennverfahren wie überkritische CO2-Extraktion, hochmolekulare adsorbierende Trennung und N2-Synchrontrennung verwendet, um Felfural zu trennen.

4. Heizungsmethode.

Neue Heizverfahren wie die Mikrowellenheizung können die Furfuralausbeute weiter verbessern.