浅析糠醛分离工艺技术研究进展.doc

浅析糠醛分离工艺技术研究进展摘 要：石灰石-石膏湿法脱硫技术较成熟、稳定程度高、实际效益 好，但其仍然存在着一些问题需要解决，如结垢、堵塞等问题，这些问题 的存在严重制约了此项技术的脱硫效率，因此，应采取措施解决生产中存 在的问题，提高脱硫效率关键词：糠醛 分离研究进展糠醛是一种重要的有机化工溶剂和化工原料，广泛应用于农药、医药、 染料、涂料、合成树脂等行业中目前国内外已经对糠醛分离技术做了大 量的研究，除了对传统蒸馅分离法和溶剂萃取法进行改进外，近几年又将 膜分离技术、超临界萃取和吸附分离技术引入到糠醛分离及糠醛废水处理 工艺中1蒸馅分离法蒸馅分离法是利用糠醛和水在97. 5C形成共沸物的性质，通过连续通 入蒸汽使糠醛与水形成35% (w/w)的共沸物从塔顶蒸出，一般需要进行多 次蒸儒才能得到较纯的产品我国糠醛精馅工艺发展迅速，已经由最初的 简单蒸偏、间歇精馅，发展到五塔连续精馅工艺现有的五塔流程是在原 来流程的基础上增加了水洗塔以去除糠醛中含有的有机酸，省去了以往在 进干燥塔前的加碱中和工序，避免了杂质醋酸钠的生成，提高了产品质量, 由精馅塔出来的糠醛精度可以达到99. 5%以上蒸馅分离法是目前研究最为成熟的糠醛提纯方法，可以得到较高精度的糠醛，具有工艺成熟、产品 质量稳定的优点，在工业生产中应用最为广泛。

但由木质纤维原料制备的 糠醛蒸馅液中糠醛浓度很稀，并含有少量的醋酸成分，要得到较高精度的 糠醛，需要增加多个蒸馅塔，生产过程烦琐、设备投资大、能耗较高另 外，醋酸还易与糠醛反应生成树脂，降低糠醛产率，并且会堵塞设备，如 果先将醋酸中和再蒸t留则得不到醋酸，降低生产价值最近，Van Buijtenen 提出了一种新的糠醛制备工艺，在原有糠醛一一水共沸体系的基础上进行 改进，将载有气态酸催化剂的过热蒸汽通入反应装置中，过热蒸汽多次循 环使用，浓缩混合气体中的糠醛浓度实验结果证明在气态酸性体系中糠 醛不会发生副反应，得到的糠醛水溶液中糠醛浓度高，有利于进一少精制, 有效降低了糠醛提纯能耗2吸附分离法吸附分离法是指利用吸附剂的微孔结构，选择性的吸附水溶液中某种 物质的过程，常用的吸附剂主要有活性炭、高分子吸附剂、复合吸附剂、 煤质吸附剂，近年来吸附法在废水处理工程中的应用越来越多Jerabek 等用氯甲基化凝胶树脂与由苯乙烯和二乙烯基苯构成的大孔吸水聚合物 合成交联型树脂吸附柱，通过分离水溶液中的糠醛来研究其吸附性能，并 与传统的吸附剂XAD-2型和XAD-4型吸水树脂进行比较，结果表明多微孔 交联树脂具有更高的吸附性能。

但是，多微孔型吸水树脂的吸附性能受孔 体积的限制，在糠醛浓度较高时，吸收效果明显下降，难以一次得到高纯 度糠醛宋丽华等用活性炭、硅胶、氧化铝、沸石作为吸附剂来去除糠醛 中的水分，从吸水性、经济型和稳定性方面对几种吸附剂吸附性能做了比 较，认为NaX型沸石为最优成的吸附剂，吸水效果在93. 5%~98. 2%之间 另外，对于糠醛废水中的少量糠醛组分也可以通过吸附法去除程秀莲用 LS-100型大孔吸水树脂来处理糠醛废水，糠醛的去除率可达99. 6%；李允 超等对竹炭吸附糠醛的性能进行了研究3超临界萃取超临界C02萃取技术是近几十年来兴起的化工分离新技术，具有“绿 色分离技术”之称C02低黏度、低表面张力、无毒无害、不易燃易爆， 临界温度(Tc=31.3C)和临界压力(Pc=7. 38MPa)较低，故选用超临界 C02为萃取剂低毒、少残留，常温条件下就能进行，成为食品、香料、医 药和石油等深加工领域获得高品质产品的有效手段超临界C02作为新型 的绿色环保溶剂，近年来受到了越来越多的关注，很多研究者对其展开深 入研究，提出了各种不同的分离工艺流程SakeT等用超临界二氧化碳流 体分离富集糠醛，糠醛浓度达到90%以上。

Yeong-Cheol Kim等根据Sake 的萃取工艺研究了固体催化和超临界C02萃取制备糠醛工艺，得到了理想 的萃取效果Krishan Gairola等利用超临界C02萃取半纤维素水解液中 的糠醛，发现利用同步C02萃取可以有效抑制水溶液中糠醛副反应的发生, 从而显著提高糠醛的得率，糠醛得率最高可达69. 9%o超临界C02萃取技 术作为一项绿色新技术，有着广阔的应用前景但也存在着一些问题，如 分离过程需在高压条件下进行，对设备的要求较高，萃取釜间歇操作，对 提取效率较差的物质还需选用适宜的夹带剂等超临界萃取分离糠醛水溶 液设备投资大，操作成本高，目前研究工作还处于实验之中4有机溶剂萃取溶剂萃取是一种重要的化工分离技术其基本原理是通过溶质在两种 互不相溶或部分互溶的液相之间分配情况不同的性质来实现液体混合物 溶质之间的分离或提纯溶剂萃取法具有回收率高、选择性好、设备简单、 易于实现自动化等特点，通常在常温或较低温度下即可进行,易于实现连 续化大规模生产溶剂萃取糠醛的效果主要取决于糠醛的分配系数，即糠 醛在萃取相中浓度与在萃余相中浓度的比值，另外还取决于溶剂密度、与 水的不溶性以及对糠醛的选择性等。

通常萃取剂的沸点远远低于糠醛的沸 点，且两者不会形成共沸物，用普通精馅就可回收溶剂萃取法工艺简单, 可节省大量能耗5膜分离膜分离技术是一种新型的分离方法，是利用一张具有选择透过性的薄 膜在一定的外推动力作用下使溶液中的溶质和溶质、溶质和溶剂分离，达 到提纯、浓缩和净化的目的根据膜截留组分粒径大小的不同及膜性能的 差异，膜分离过程可分反渗透、电渗析、微滤、超滤、纳滤等近年来， 由于膜分离方法设计模块化以及操作比较简单，膜分离纯化技术受到越来 越高的关注，与传统的共沸蒸馅和萃取分离法相比，具有节省建设成本、 降低能耗、节省安装成本的优势最近一些研究者将膜分离应用于糠醛提 纯工艺中，包括微过滤、超滤、反渗透和渗透蒸发，操作安全、环境友好, 具有很高的研究价值口本的Masaki Sagehashi等人曾用硅橡胶膜对木 质纤维原料过热蒸汽水解液进行渗透蒸发，成功分离出水性的多孔聚胺酯 服膜分离水溶液中的糠醛，对糠醛具有较高的选择，渗透流量达 44. 7g. m-2h-loBenkunQi等对纳米膜的分离效果进行测定，首先选用NF90N纳米膜浓缩水解液，然后用NF270纳米膜进行渗析过滤，选择性的分离出 了糠醛。

Xinlei Liu等利用具有金属有机框架的ZTF-8纳米复合膜分离水 溶液中的糠醛，采用“堵塞-填充”法将具有高离子浓度的ZIF-8硅橡胶 纳米复合膜连接在分层排列的钢制网丝上，ZIF-8纳米离子并入到硅橡胶 骨架中，结果表明组合的复合纳米膜具有较高的渗透蒸发和蒸汽渗透性 能，对糠醛分离有很好的稳定性和选择性（分离系数达到53. 3,渗透流量 达到0.90kg m-2h-l）o膜分离技术节能效果显著、设备简单、操作方便、 容易控制，但会受到溶液浓度的限制，对浓度较高溶液的处理将受到渗透 压和膜本身耐压程度的限制，I口I收率较低6结语传统的蒸馅法技术成熟，产品质量稳定，对于粗糠醛的制备具有很好 的经济效益，但要得到精度较高的糠醛需要安装多个蒸馅塔，生产过程烦 琐，设备投资大，能耗较高吸附分离法吸附效果受到糠醛浓度的限制， 难以实现大规模生产超临界C02萃取技术，绿色环保，可有效提高糠醛 得率，但设备投资大，操作成本高，研究工作还处于实验阶段膜分离技 术节能效果显著、设备简单、操作方便、容易控制，可以用于去除废水中 的糠醛组分，但会受到溶液浓度的限制，对浓度较高溶液的处理会受到渗 透压和膜本身耐压的限制，回收率较低。

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