[发明专利]一种从糠醛汽提蒸汽冷凝液中回收糠醛和醋酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工产品纯化技术领域，特别涉及一种采用复合溶剂从糠醛水溶液中同时萃取回收糠醛和醋酸的方法。

背景技术

糠醛又名呋喃甲醛，是一种重要的杂环类有机化合物。迄今为止，糠醛只能以植物纤维为原料制得，主要是玉米芯、甘蔗渣等，同时也是目前为数不多的几种以木质纤维素类生物质为原料大规模商业化生产的生物基平台化学品。

传统的糠醛生产是以富含有半纤维素的植物秸秆为原料（例如玉米芯、甘蔗渣等），在硫酸催化剂的作用下木质纤维素中的半纤维首先水解主要生成戊糖，戊糖再经脱水合环生成糠醛。由于糠醛在其反应条件下特别容易发生副反应，工业上往往通过连续往反应釜中通入水蒸汽的方式把反应生成的糠醛带出反应体系以提高糠醛收率。在糠醛生成的条件下，半纤维素分子侧链上的乙酰基也容易被氧化脱落从而生成醋酸，因此通入反应釜的汽提蒸汽会同时把糠醛和副产品醋酸带出反应体系，也就是说糠醛汽提蒸汽冷凝液中既含有糠醛也含有醋酸。

糠醛汽提蒸汽冷凝液中糠醛浓度约为5wt%～8wt%，醋酸浓度约为1wt%～2wt %。由于糠醛与水形成共沸物，为了得到成品糠醛，目前工业上采用五塔精制工艺从糠醛汽提蒸汽冷凝液中提取糠醛产品，而醋酸却残留在水中形成富含醋酸的糠醛废水。糠醛废水中由于含有醋酸以及微量的糠醛等有机物，COD值高达35000以上，若直接排放，对环境污染严重，同时也是资源的浪费。

随着液液萃取技术的深入研究，发现采用液液萃取法从糠醛水溶液中提取糠醛所需能耗显著低于传统五塔精制工艺，该方法被认为是一种最具有工业前景的糠醛提取新技术。近年来国内学者又开发了采用液液萃取技术回收糠醛废水中醋酸的技术，既可以回收醋酸，又使糠醛废水的COD值大幅下降，为进一步处理糠醛废水创造了条件。 

中国专利CN 101172941 A公开了一种从回收稀醋酸水溶液中醋酸的方法，该专利采用混胺、正烷醇和煤油的组合物作为复合萃取剂；中国专利CN 102267889 A公开了一种以醋酸异丁酯、醋酸正丁酯、醋酸异丙酯及相应醇的混合物为萃取剂的从稀醋酸水溶液中回收醋酸的方法；中国专利CN 1626494 A公开了一种以辛醇为萃取剂从稀醋酸水溶液中回收醋酸的方法。上述发明中要么直接以高沸醇作为萃取剂，要么以高沸醇作为复合萃取剂的重要组分以提高对醋酸的选择性，但上述溶剂存在的致命缺点是醇类容易与醋酸发生酯化反应造成醇类的损失严重，并大大降低萃取剂的萃取效果，这使得该技术无法在工业中应用。黄峰、张玉林在其发表的文章“从含酸废水中回收醋酸的方法”研究表明乙酸乙酯对醋酸的选择性远大于混胺、正烷醇和煤油等化合物组成的复合溶剂对醋酸的选择性。乙酸乙酯虽然具有较大的分配系数，但乙酸乙酯在水中的溶解度太大，造成萃取剂损失严重，使其无法作为醋酸回收过程的萃取剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种采用复合溶剂为萃取剂从糠醛汽提蒸汽冷凝液中萃取回收糠醛和醋酸的方法，包括如下步骤： 

（1）糠醛汽提蒸汽冷凝液与萃取剂在萃取塔内逆流接触，塔釜得到含有萃取剂、糠醛、醋酸及微量水的萃取相，塔顶得到的萃余相为含有微量糠醛和微量醋酸的水；

（2）步骤（1）中的萃取相进入萃取剂再生塔进行分离，塔顶分相器得到再生的萃取剂和水的混合物，再生的萃取剂经冷却后返回萃取塔循环使用，水外排，塔釜得到不含水的糠醛和醋酸混合物；

（3）步骤（2）中塔釜所得糠醛和醋酸的混合物进入成品塔进行分离，塔釜得到成品糠醛，其纯度大于99wt%，塔顶得到成品醋酸，其纯度大于99wt%；

本发明方法中，步骤（1）中萃取塔所用萃取剂为复合萃取剂，所述萃取剂为苯、乙酸乙酯和沸点小于醋酸沸点的氯代烃，其中，苯占10wt%～60wt%，乙酸乙酯占10wt%～30wt%，氯代烃占10wt%～60wt%。优选，苯占20wt%～40wt%，乙酸乙酯占15wt%～25wt%，氯代烃占20wt%～40wt%。

本发明方法中，所述的氯代烃具体可以是三氯甲烷、三氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷中的一种或几种上述氯代烃的混合物。

本发明方法中，复合萃取剂同时还起到共沸剂的作用，在萃取剂再生塔中萃取剂与水形成共沸物把糠醛和醋酸混合物中的水分带到塔顶。