專利名稱：甘蔗渣生產(chǎn)糠醛工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種糠醛生產(chǎn)方法，具體是一種以甘蔗渣為原料生產(chǎn)糠醛的生產(chǎn)工 藝。
背景技術(shù)：
糠醛又名呋喃甲醛，是有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)中的主要原料之一，它的用途非常廣泛， 可用于制成合成樹脂，可通過氫化、氧化、縮合等反應(yīng)以制取大量衍生物。它也是優(yōu)良的溶 劑，可用于精煉石油，精制潤滑油，提煉油脂和溶解硝酸纖維素等，還是制藥和多種有機(jī)合 成的原料和試劑。它是一種重要的基本有機(jī)化工原料。世界糠醛生產(chǎn)能力約為50萬噸/a， 我國產(chǎn)量為35萬噸/a。并且以年10%的速度遞增，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求。主要是糠 醛作為石油化工原料的替代品(如生產(chǎn)四氫呋喃、聚四氫呋喃、順酐等)已逐步的過渡到以 糠醛為原料，可以節(jié)約大量石油資源，并可用再生資源代替越來越缺少的石油資源，具有更 廣泛的現(xiàn)實(shí)意義和能源戰(zhàn)略意義。預(yù)測未來數(shù)年內(nèi)糠醛的產(chǎn)量可達(dá)60萬噸/年，其中30 萬噸以上用于替代石油資源供溶劑直接利用，30萬噸用于精細(xì)化工產(chǎn)品，因此糠醛做可再 生資源將得到更廣泛的開發(fā)和利用。我國糠醛生產(chǎn)廠家因生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備的制約，原材料95%以上主要是玉米 芯，象含多縮戊糖成份較多的甘蔗渣、棉籽殼、稻殼等原料，因其生產(chǎn)過程中排渣困難等因 素，一直沒被采用大量生產(chǎn)使用。因此糠醛廠家也多集中在華北、東北等產(chǎn)玉米的產(chǎn)地。我 國是產(chǎn)糠料作物大國，每年僅甘蔗產(chǎn)量就有10000萬噸，可以產(chǎn)4000萬噸的甘蔗渣，如果綜 合利用好這部分資源，糠醛產(chǎn)量將有一個(gè)大的提升，也可以說對(duì)糠醛產(chǎn)業(yè)是一次革命性的 進(jìn)步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種甘蔗渣生產(chǎn)糠醛工藝，它不僅能 夠廣泛應(yīng)用，而且達(dá)到清潔聯(lián)產(chǎn)綜合利用的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種甘蔗渣生產(chǎn)糠醛工藝，其特征是，包括以下步驟(1)將甘蔗渣(制糖工業(yè)中的甘蔗渣，其含水量為48-50% (wt/wt))送入烘干機(jī) (最好是利用發(fā)電鍋爐尾氣作為熱源，以節(jié)約能源)進(jìn)行烘干至含水量為30% 士 (wt/ wt)，然后在烘干后的甘蔗渣中加入濃度為0.5-0. 7% (wt/wt)的稀硫酸，用拌酸機(jī)進(jìn)行攪 拌混合均勻；然后將拌酸后的甘蔗渣送入蒸球在l_1.2Mpa的蒸汽壓力，180-190°C的蒸汽 溫度下水解2小時(shí)(由發(fā)電鍋爐提供蒸汽，每噸甘蔗渣一般使用16-17噸蒸汽)形成醛汽 原液；所述甘蔗渣與濃度為0.5-0. 7% (wt/wt)的稀硫酸的質(zhì)量比為1 0.4;(2)將步驟(1)所得醛汽原液送入初餾塔蒸出其中的大部分水分(每噸脫除 12-15噸水)，醛水共沸混合物自初餾塔塔頂引出經(jīng)塔頂冷凝器冷卻后進(jìn)入分醛罐分層，比 重較大的下層粗糠醛自分醛罐的底部流出，進(jìn)入水洗塔洗去了粗糠醛中的大部分醋酸和甲 醇，再進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精制后得到成品糠醛；水洗塔分離的廢水經(jīng)過脫輕塔回收其中的甲
上述自初餾塔和精餾塔而來的工藝廢水可以進(jìn)入廢水沉淀池經(jīng)沉淀去除下層沉 淀物后，上層清液再經(jīng)廢水蒸發(fā)設(shè)備轉(zhuǎn)化為二次蒸汽回蒸球回用；(3)經(jīng)蒸球分離的糠醛渣經(jīng)糠醛渣汽渣分離器分離出其中的醛汽后，糠醛渣進(jìn)入 發(fā)電鍋爐燃燒發(fā)電或通過發(fā)酵得到丙酮、丁醇。所述糠醛渣通過發(fā)酵法得到丙酮、丁醇的方法優(yōu)選方法如下糠醛渣與35-55°C 的水按照1 5-10的重量比混合，調(diào)整PH值為4. 5-7后，按照每克糠醛渣加入260-300ncu 纖維素酶的量加入纖維素酶酶解70-100h ；酶解液過濾后加入氮源類物質(zhì)進(jìn)行蒸煮殺菌， 然后在35-41°C下接種菌種，在34-39°C下厭氧發(fā)酵48-72小時(shí)；發(fā)酵液進(jìn)行分離得到丙酮、 丁醇。本發(fā)明所使用的蒸球?yàn)樽灾疲稣羟虻臍んw能夠旋轉(zhuǎn)，殼體內(nèi)加防掛釘，因此殼 體內(nèi)不存在死角，不板結(jié)，不粘球，排渣順暢，減少清渣麻煩，使用方便等特點(diǎn)。所述與進(jìn)汽 孔相對(duì)應(yīng)的殼體內(nèi)設(shè)置有帶有出蒸汽孔的進(jìn)汽盤，與排汽孔相對(duì)應(yīng)的殼體內(nèi)設(shè)置有帶有出 蒸汽孔的受汽盤，因此更方便的排出醛汽。蒸球的具體結(jié)構(gòu)為，包括殼體和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，所述的殼體的兩端分別焊接有軸頭，所 述的軸頭上設(shè)置有軸承，軸承的下部設(shè)置有支座，所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與軸頭的一端連接，兩端軸 頭的中心孔分別為進(jìn)汽孔和排汽孔，所述的進(jìn)汽孔和排汽孔與殼體相通，所述的與進(jìn)汽孔 相對(duì)應(yīng)的殼體內(nèi)設(shè)置有帶有出蒸汽孔的進(jìn)汽盤，與排汽孔相對(duì)應(yīng)的殼體內(nèi)設(shè)置有帶有出蒸 汽孔的受汽盤，所述的殼體的頂部設(shè)置有裝料口，殼體的底部設(shè)置有排渣口，所述的排渣口 上設(shè)置有排渣閥，排渣口的端部設(shè)置有快裝連接接頭。所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括蝸輪和蝸桿，所 述的蝸輪設(shè)置在軸頭上，蝸輪與蝸桿相配合。所述的殼體內(nèi)設(shè)置有防掛釘，所述的防掛釘為 多個(gè)，沿殼體內(nèi)壁均勻分布。所述的殼體是由耐腐蝕材料做內(nèi)襯板制成。本發(fā)明水洗塔分離的廢水經(jīng)過脫輕塔回收其中的甲醇工藝和水洗塔洗去了粗糠 醛中的大部分醋酸和甲醇工藝，見專利“一種提高糠醛得率及回收甲醇的方法”(專利申請(qǐng) 號(hào)200910229489. 9)、專利“一種糠醛生產(chǎn)回收甲醇裝置”(專利申請(qǐng)?zhí)?00920240430. 5) 和專利“一種糠醛生產(chǎn)粗醛水洗塔”(專利申請(qǐng)?zhí)?200920240429. 2)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用制糖后的甘蔗渣先提取糠醛，生產(chǎn)糠醛后的糠 醛渣再加入纖維素酶發(fā)酵得到丙酮、丁醇，從而達(dá)到清潔聯(lián)產(chǎn)綜合利用的目的。本發(fā)明采用 自制蒸球替代傳統(tǒng)的水解釜，解決了排渣困難，特別適用于以甘蔗渣為原料生產(chǎn)糠醛；特殊 的進(jìn)排氣設(shè)計(jì)，更能及時(shí)引出醛汽；提高水解壓力，使反應(yīng)時(shí)間縮短，降低成本，提高效益； 殼體旋轉(zhuǎn)，加防掛釘，殼體內(nèi)不存在死角，不板結(jié)，不粘球，排渣順暢，減少清渣麻煩，使用方 便等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；圖2為本發(fā)明蒸球的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、殼體，2、進(jìn)汽盤，3、軸承，4、進(jìn)汽孔， 5、支座，6、排渣口，7、排渣閥，8、快裝連接接頭，9、裝料口，10、防掛釘，11、受汽盤，12、蝸輪， 13、排汽孔，14、蝸桿，15、軸頭。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:本發(fā)明蒸球的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其結(jié)構(gòu)包括殼體1和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，所述的殼體1的兩 端分別焊接有軸頭15，所述的軸頭15上設(shè)置有軸承3，軸承3的下部設(shè)置有支座5，所述轉(zhuǎn) 動(dòng)裝置與軸頭15的一端連接，兩端軸頭15的中心孔分別為進(jìn)汽孔4和排汽孔13，所述的進(jìn) 汽孔4和排汽孔13與殼體1相通，所述的與進(jìn)汽孔4相對(duì)應(yīng)的殼體1內(nèi)設(shè)置有帶有出蒸汽 孔的進(jìn)汽盤2，與排汽孔13相對(duì)應(yīng)的殼體1內(nèi)設(shè)置有帶有出蒸汽孔的受汽盤11，所述的殼 體1的頂部設(shè)置有裝料口 9，殼體1的底部設(shè)置有排渣口 6，所述的排渣口 6上設(shè)置有排渣 閥7，排渣口 6的端部設(shè)置有快裝連接接頭8，方便與排渣管連接用。所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括蝸輪12和蝸桿14，所述的蝸輪12設(shè)置在軸頭15上，蝸輪12 與蝸桿14相配合。所述的殼體1內(nèi)設(shè)置有防掛釘10，所述的防掛釘10為多個(gè)，沿殼體1內(nèi)壁均勻分 布。在殼體1緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)防掛釘10分割殼體1內(nèi)原料，防止結(jié)塊。所述的殼體1是由耐腐蝕材料做內(nèi)襯板制成。生產(chǎn)糠醛時(shí)，將原料從裝料口 9裝入殼體1內(nèi)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，蝸輪12蝸桿14傳 動(dòng)帶動(dòng)軸頭15及殼體1轉(zhuǎn)動(dòng)，從進(jìn)汽孔4中通入蒸汽，蒸汽沿進(jìn)汽盤2上的進(jìn)蒸汽孔進(jìn)入 與原料接觸，水解后的水解汽沿受汽盤11上的出蒸汽孔和排汽孔13排出，反應(yīng)完后，打開 排渣口 6上的排渣閥7，將渣排出。實(shí)施例2(1)將制糖工業(yè)中含水量為50% (wt/wt)的甘蔗渣送入烘干機(jī)(利用發(fā)電鍋爐 尾氣作為熱源，以節(jié)約能源，同時(shí)甘蔗渣的水分可以回收)進(jìn)行烘干至含水量為30% (wt/ wt)，然后在烘干后的甘蔗渣中加入濃度為0.5% (wt/wt)的稀硫酸，用拌酸機(jī)進(jìn)行攪拌混 合均勻；然后將拌酸后的甘蔗渣送入如圖1所示的蒸球在l_1.2Mpa的蒸汽壓力，180-190°C 的蒸汽溫度下水解2小時(shí)(由發(fā)電鍋爐提供蒸汽，每噸甘蔗渣一般使用16-17噸蒸汽)形 成醛汽原液；所述甘蔗渣與濃度為0.5% (wt/wt)的稀硫酸的質(zhì)量比為1 0.4;(2)將步驟(1)所得醛汽原液送入初餾塔蒸出其中的大部分水分(每噸脫除 12-15噸水)，醛水共沸混合物自塔頂引出經(jīng)塔頂冷凝器冷卻后進(jìn)入分醛罐分層，比重較大 的下層粗糠醛自分醛罐的底部流出，進(jìn)入水洗塔洗去了粗糠醛中的大部分醋酸和甲醇，再 進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精制后得到成品糠醛；水洗塔分離的廢水經(jīng)過脫輕塔回收其中的甲醇；自 初餾塔和精餾塔而來的工藝廢水進(jìn)入廢水沉淀池經(jīng)沉淀去除下層沉淀物后，上層清液再經(jīng) 廢水蒸發(fā)設(shè)備轉(zhuǎn)化為二次蒸汽回蒸球回用；(3)經(jīng)蒸球分離的糠醛渣經(jīng)糠醛渣汽渣分離器分離出其中的醛汽后，糠醛渣加入 纖維素酶發(fā)酵得到丙酮、丁醇。所述糠醛渣加入纖維素酶發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮、丁醇的方法如下糠醛渣與35-55°C 的水按照1 5-10的重量比混合，調(diào)整PH值為4. 5-7后，按照每克糠醛渣加入260-300ncu 纖維素酶的量加入纖維素酶酶解70-100h ；酶解液過濾后加入氮源類物質(zhì)進(jìn)行蒸煮殺菌， 然后在35-41°C下接種菌種，在34-39°C下厭氧發(fā)酵48-72小時(shí)；發(fā)酵液進(jìn)行分離得到丙酮、 丁醇。實(shí)施例3
(1)將制糖工業(yè)中含水量為48% (wt/wt)的甘蔗渣送入烘干機(jī)(利用發(fā)電鍋爐 尾氣作為熱源，以節(jié)約能源，同時(shí)甘蔗渣的水分可以回收)進(jìn)行烘干至含水量為29% (wt/ wt)，然后在烘干后的甘蔗渣中加入濃度為0.6% (wt/wt)的稀硫酸，用拌酸機(jī)進(jìn)行攪拌混 合均勻；然后將拌酸后的甘蔗渣送入如圖1所示的蒸球在l_1.2Mpa的蒸汽壓力，180-190°C 的蒸汽溫度下水解2小時(shí)(由發(fā)電鍋爐提供蒸汽，每噸甘蔗渣一般使用16-17噸蒸汽)形 成醛汽原液；所述甘蔗渣與濃度為0.6% (wt/wt)的稀硫酸的質(zhì)量比為1 0.4;(2)將步驟(1)所得醛汽原液送入初餾塔蒸出其中的大部分水分(每噸脫除 12-15噸水)，醛水共沸混合物自塔頂引出經(jīng)塔頂冷凝器冷卻后進(jìn)入分醛罐分層，比重較大 的下層粗糠醛自分醛罐的底部流出，進(jìn)入水洗塔洗去了粗糠醛中的大部分醋酸和甲醇，再 進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精制后得到成品糠醛；水洗塔分離的廢水經(jīng)過脫輕塔回收其中的甲醇；自 初餾塔和精餾塔而來的工藝廢水進(jìn)入廢水沉淀池經(jīng)沉淀去除下層沉淀物后，上層清液再經(jīng) 廢水蒸發(fā)設(shè)備轉(zhuǎn)化為二次蒸汽回蒸球回用； (3)經(jīng)蒸球分離的糠醛渣經(jīng)糠醛渣汽渣分離器分離出其中的醛汽后，糠醛渣加入 纖維素酶發(fā)酵得到丙酮、丁醇，丙酮、丁醇制備步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例4(1)將制糖工業(yè)中含水量為49% (wt/wt)的甘蔗渣送入烘干機(jī)(利用發(fā)電鍋爐 尾氣作為熱源，以節(jié)約能源，同時(shí)甘蔗渣的水分可以回收)進(jìn)行烘干至含水量為31% (wt/ wt)，然后在烘干后的甘蔗渣中加入濃度為0.7% (wt/wt)的稀硫酸，用拌酸機(jī)進(jìn)行攪拌混 合均勻；然后將拌酸后的甘蔗渣送入如圖1所示的蒸球在l_1.2Mpa的蒸汽壓力，180-190°C 的蒸汽溫度下水解2小時(shí)(由發(fā)電鍋爐提供蒸汽，每噸甘蔗渣一般使用16-17噸蒸汽)形 成醛汽原液；所述甘蔗渣與濃度為0.7% (wt/wt)的稀硫酸的質(zhì)量比為1 0.4;(2)將步驟(1)所得醛汽原液送入初餾塔蒸出其中的大部分水分(每噸脫除 12-15噸水)，醛水共沸混合物自塔頂引出經(jīng)塔頂冷凝器冷卻后進(jìn)入分醛罐分層，比重較大 的下層粗糠醛自分醛罐的底部流出，進(jìn)入水洗塔洗去了粗糠醛中的大部分醋酸和甲醇，再 進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精制后得到成品糠醛；水洗塔分離的廢水經(jīng)過脫輕塔回收其中的甲醇；自 初餾塔和精餾塔而來的工藝廢水進(jìn)入廢水沉淀池經(jīng)沉淀去除下層沉淀物后，上層清液再經(jīng) 廢水蒸發(fā)設(shè)備轉(zhuǎn)化為二次蒸汽回蒸球回用；(3)經(jīng)蒸球分離的糠醛渣經(jīng)糠醛渣汽渣分離器分離出其中的醛汽后，糠醛渣進(jìn)入 發(fā)電鍋爐燃燒發(fā)電。
權(quán)利要求
一種甘蔗渣生產(chǎn)糠醛工藝，其特征是，包括以下步驟(1)將甘蔗渣送入烘干機(jī)進(jìn)行烘干至含水量為30％±1％(wt/wt)，然后在烘干后的甘蔗渣中加入濃度為0.5 0.7％(wt/wt)的稀硫酸，用拌酸機(jī)進(jìn)行攪拌混合均勻；然后將拌酸后的甘蔗渣送入蒸球在1 1.2Mpa的蒸汽壓力，180 190℃的蒸汽溫度下水解2小時(shí)形成醛汽原液；所述甘蔗渣與濃度為0.5 0.7％(wt/wt)的稀硫酸的質(zhì)量比為1∶0.4；所述甘蔗渣含水量為48 50％(wt/wt)；(2)將步驟(1)所得醛汽原液送入初餾塔蒸出其中的大部分水分，醛水共沸混合物自初餾塔塔頂引出經(jīng)塔頂冷凝器冷卻后進(jìn)入分醛罐分層，比重較大的下層粗糠醛自分醛罐的底部流出，進(jìn)入水洗塔洗去了粗糠醛中的大部分醋酸和甲醇，再進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精制后得到成品糠醛；水洗塔分離的廢水經(jīng)過脫輕塔回收其中的甲醇；(3)經(jīng)蒸球分離的糠醛渣經(jīng)糠醛渣汽渣分離器分離出其中的醛汽后，糠醛渣進(jìn)入發(fā)電鍋爐燃燒發(fā)電或通過發(fā)酵得到丙酮、丁醇。
2.如權(quán)利要求1所述的甘蔗渣生產(chǎn)糠醛工藝，其特征是，所述步驟(2)自初餾塔和精餾 塔而來的工藝廢水進(jìn)入廢水沉淀池經(jīng)沉淀去除下層沉淀物后，上層清液再經(jīng)廢水蒸發(fā)設(shè)備 轉(zhuǎn)化為二次蒸汽回蒸球回用。
3.如權(quán)利要求2所述的甘蔗渣生產(chǎn)糠醛工藝，其特征是，所述步驟(3)糠醛渣通過發(fā)酵 得到丙酮、丁醇的方法為糠醛渣與35-55°C的水按照1 5-10的重量比混合，調(diào)整PH值 為4. 5-7后，按照每克糠醛渣加入260-300ncu纖維素酶的量加入纖維素酶酶解70_100h ； 酶解液過濾后加入氮源類物質(zhì)進(jìn)行蒸煮殺菌，然后在35-41°C下接種菌種，在34-39°C下厭 氧發(fā)酵48-72小時(shí)；發(fā)酵液進(jìn)行分離得到丙酮、丁醇。
4.如權(quán)利要求2所述的甘蔗渣生產(chǎn)糠醛工藝，其特征是，所述步驟(1)的烘干機(jī)以發(fā)電 鍋爐尾氣作為熱源。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的甘蔗渣生產(chǎn)糠醛工藝，其特征是，所述蒸球的殼 體能夠旋轉(zhuǎn)，殼體內(nèi)加防掛釘，所述與進(jìn)汽孔相對(duì)應(yīng)的殼體內(nèi)設(shè)置有帶有出蒸汽孔的進(jìn)汽 盤，與排汽孔相對(duì)應(yīng)的殼體內(nèi)設(shè)置有帶有出蒸汽孔的受汽盤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種甘蔗渣生產(chǎn)糠醛工藝。本發(fā)明以甘蔗渣為原料經(jīng)烘干、拌酸后，再送入蒸球水解2小時(shí)形成醛汽原液；然后將所得醛汽原液送入初餾塔蒸出其中的大部分水分，醛水共沸混合物冷凝后進(jìn)入分醛罐分層，粗糠醛進(jìn)入水洗塔洗去了粗糠醛中的大部分醋酸和甲醇，再進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精制后得到成品糠醛；水洗塔分離的廢水經(jīng)過脫輕塔回收其中的甲醇；經(jīng)蒸球分離的糠醛渣經(jīng)糠醛渣汽渣分離器分離出其中的醛汽后，糠醛渣加入纖維素酶發(fā)酵得到丙酮、丁醇。本發(fā)明利用制糖后的甘蔗渣先提取糠醛，生產(chǎn)糠醛后的糠醛渣再加入纖維素酶發(fā)酵得到丙酮、丁醇，從而達(dá)到清潔聯(lián)產(chǎn)綜合利用的目的。本發(fā)明采用自制蒸球替代傳統(tǒng)的水解釜，解決了排渣困難。
文檔編號(hào)C12P7/28GK101914078SQ201010255018
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者楊念強(qiáng), 柏緒桐 申請(qǐng)人:山東萬盛環(huán)保科技發(fā)展有限公司