淺析糠醛分離工藝技術(shù)研究進(jìn)展

1、<p>　　淺析糠醛分離工藝技術(shù)研究進(jìn)展</p><p>　　摘 要：石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)較成熟、穩(wěn)定程度高、實(shí)際效益好，但其仍然存在著一些問題需要解決，如結(jié)垢、堵塞等問題，這些問題的存在嚴(yán)重制約了此項(xiàng)技術(shù)的脫硫效率，因此，應(yīng)采取措施解決生產(chǎn)中存在的問題，提高脫硫效率。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：糠醛 分離 研究進(jìn)展 </p><p>　　糠醛是一

2、種重要的有機(jī)化工溶劑和化工原料，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、涂料、合成樹脂等行業(yè)中。目前國內(nèi)外已經(jīng)對(duì)糠醛分離技術(shù)做了大量的研究，除了對(duì)傳統(tǒng)蒸餾分離法和溶劑萃取法進(jìn)行改進(jìn)外，近幾年又將膜分離技術(shù)、超臨界萃取和吸附分離技術(shù)引入到糠醛分離及糠醛廢水處理工藝中。 </p><p><b>　　1蒸餾分離法 </b></p><p>　　蒸餾分離法是利用糠醛和水在97.5℃形成

3、共沸物的性質(zhì)，通過連續(xù)通入蒸汽使糠醛與水形成35%（w/w）的共沸物從塔頂蒸出，一般需要進(jìn)行多次蒸餾才能得到較純的產(chǎn)品。我國糠醛精餾工藝發(fā)展迅速，已經(jīng)由最初的簡單蒸餾、間歇精餾，發(fā)展到五塔連續(xù)精餾工藝?，F(xiàn)有的五塔流程是在原來流程的基礎(chǔ)上增加了水洗塔以去除糠醛中含有的有機(jī)酸，省去了以往在進(jìn)干燥塔前的加堿中和工序，避免了雜質(zhì)醋酸鈉的生成，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，由精餾塔出來的糠醛精度可以達(dá)到99.5%以上。蒸餾分離法是目前研究最為成熟的糠醛提純方法

4、，可以得到較高精度的糠醛，具有工藝成熟、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。但由木質(zhì)纖維原料制備的糠醛蒸餾液中糠醛濃度很稀，并含有少量的醋酸成分，要得到較高精度的糠醛，需要增加多個(gè)蒸餾塔，生產(chǎn)過程煩瑣、設(shè)備投資大、能耗較高。另外，醋酸還易與糠醛反應(yīng)生成樹脂，降低糠醛產(chǎn)率，并且會(huì)堵塞設(shè)備，如果先將醋酸中和再蒸餾則得不到醋酸，降低生產(chǎn)價(jià)值。最近，Van Buijtenen提出了一種新的糠醛制備工藝，在原有糠醛――水共沸體系的基礎(chǔ)上

5、進(jìn)行改進(jìn)，將載有氣態(tài)酸催化劑的過熱蒸汽通入反應(yīng)裝置中，過熱蒸汽多次循環(huán)使用，濃縮</p><p><b>　　2吸附分離法 </b></p><p>　　吸附分離法是指利用吸附劑的微孔結(jié)構(gòu)，選擇性的吸附水溶液中某種物質(zhì)的過程，常用的吸附劑主要有活性炭、高分子吸附劑、復(fù)合吸附劑、煤質(zhì)吸附劑，近年來吸附法在廢水處理工程中的應(yīng)用越來越多。Jerabek等用氯甲基化凝膠樹脂與

6、由苯乙烯和二乙烯基苯構(gòu)成的大孔吸水聚合物合成交聯(lián)型樹脂吸附柱，通過分離水溶液中的糠醛來研究其吸附性能，并與傳統(tǒng)的吸附劑XAD-2型和XAD-4型吸水樹脂進(jìn)行比較，結(jié)果表明多微孔交聯(lián)樹脂具有更高的吸附性能。但是，多微孔型吸水樹脂的吸附性能受孔體積的限制，在糠醛濃度較高時(shí)，吸收效果明顯下降，難以一次得到高純度糠醛。宋麗華等用活性炭、硅膠、氧化鋁、沸石作為吸附劑來去除糠醛中的水分，從吸水性、經(jīng)濟(jì)型和穩(wěn)定性方面對(duì)幾種吸附劑吸附性能做了比較，認(rèn)為

7、NaX型沸石為最優(yōu)良的吸附劑，吸水效果在93.5%～98.2%之間。另外，對(duì)于糠醛廢水中的少量糠醛組分也可以通過吸附法去除。程秀蓮用LS-100型大孔吸水樹脂來處理糠醛廢水，糠醛的去除率可達(dá)99.6%；李允超等對(duì)竹炭吸附糠醛的性能進(jìn)行了研究。 </p><p><b>　　3超臨界萃取 </b></p><p>　　超臨界CO2萃取技術(shù)是近幾十年來興起的化工分離新技術(shù)

8、，具有“綠色分離技術(shù)”之稱。CO2低黏度、低表面張力、無毒無害、不易燃易爆，臨界溫度（Tc=31.3℃）和臨界壓力（Pc=7.38MPa）較低，故選用超臨界CO2為萃取劑低毒、少殘留，常溫條件下就能進(jìn)行，成為食品、香料、醫(yī)藥和石油等深加工領(lǐng)域獲得高品質(zhì)產(chǎn)品的有效手段。超臨界CO2作為新型的綠色環(huán)保溶劑，近年來受到了越來越多的關(guān)注，很多研究者對(duì)其展開深入研究，提出了各種不同的分離工藝流程。Sake T等用超臨界二氧化碳流體分離富集糠醛，糠

9、醛濃度達(dá)到90%以上。Yeong-Cheol Kim等根據(jù)Sake的萃取工藝研究了固體催化和超臨界CO2萃取制備糠醛工藝，得到了理想的萃取效果。Krishan Gairola等利用超臨界CO2萃取半纖維素水解液中的糠醛，發(fā)現(xiàn)利用同步CO2萃取可以有效抑制水溶液中糠醛副反應(yīng)的發(fā)生，從而顯著提高糠醛的得率，糠醛得率最高可達(dá)69.9%。超臨界CO2萃取技術(shù)作為一項(xiàng)綠色新技術(shù)，有著廣闊的應(yīng)用前景。但也存在著一些問題，如分離過程需在高壓條件下進(jìn)行

10、，對(duì)設(shè)備的要求較高，萃取釜間歇操作，對(duì)提取效率較差的物質(zhì)還需選用適宜</p><p><b>　　4有機(jī)溶劑萃取 </b></p><p>　　溶劑萃取是一種重要的化工分離技術(shù)。其基本原理是通過溶質(zhì)在兩種互不相溶或部分互溶的液相之間分配情況不同的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)液體混合物溶質(zhì)之間的分離或提純。溶劑萃取法具有回收率高、選擇性好、設(shè)備簡單、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，通常在常溫或較低

11、溫度下即可進(jìn)行，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。溶劑萃取糠醛的效果主要取決于糠醛的分配系數(shù)，即糠醛在萃取相中濃度與在萃余相中濃度的比值，另外還取決于溶劑密度、與水的不溶性以及對(duì)糠醛的選擇性等。通常萃取劑的沸點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于糠醛的沸點(diǎn)，且兩者不會(huì)形成共沸物，用普通精餾就可回收溶劑。萃取法工藝簡單，可節(jié)省大量能耗。 </p><p><b>　　5膜分離 </b></p><p>　

12、　膜分離技術(shù)是一種新型的分離方法，是利用一張具有選擇透過性的薄膜在一定的外推動(dòng)力作用下使溶液中的溶質(zhì)和溶質(zhì)、溶質(zhì)和溶劑分離，達(dá)到提純、濃縮和凈化的目的。根據(jù)膜截留組分粒徑大小的不同及膜性能的差異，膜分離過程可分反滲透、電滲析、微濾、超濾、納濾等。近年來，由于膜分離方法設(shè)計(jì)模塊化以及操作比較簡單，膜分離純化技術(shù)受到越來越高的關(guān)注，與傳統(tǒng)的共沸蒸餾和萃取分離法相比，具有節(jié)省建設(shè)成本、降低能耗、節(jié)省安裝成本的優(yōu)勢(shì)。最近一些研究者將膜分離應(yīng)用于

13、糠醛提純工藝中，包括微過濾、超濾、反滲透和滲透蒸發(fā)，操作安全、環(huán)境友好，具有很高的研究價(jià)值。日本的Masaki Sagehashi等人曾用硅橡膠膜對(duì)木質(zhì)纖維原料過熱蒸汽水解液進(jìn)行滲透蒸發(fā)，成功分離出水性的多孔聚胺酯脲膜分離水溶液中的糠醛，對(duì)糠醛具有較高的選擇，滲透流量達(dá)44.7g.m-2h-1。BenkunQi等對(duì)納米膜的分離效果進(jìn)行測(cè)定，首先選用NF90N納米膜濃縮水解液，然后用NF270納米膜進(jìn)行滲析過濾，選擇性的分離出了糠醛。Xi

14、nlei Liu等利用具有金屬有機(jī)框架的ZIF-8納米復(fù)合膜分離水溶液中的糠醛，采用“堵塞-填充”法將具有高離子濃度的ZI</p><p><b>　　6結(jié)語 </b></p><p>　　傳統(tǒng)的蒸餾法技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)于粗糠醛的制備具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，但要得到精度較高的糠醛需要安裝多個(gè)蒸餾塔，生產(chǎn)過程煩瑣，設(shè)備投資大，能耗較高。吸附分離法吸附效果受到糠醛濃度

15、的限制，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。超臨界CO2萃取技術(shù)，綠色環(huán)保，可有效提高糠醛得率，但設(shè)備投資大，操作成本高，研究工作還處于實(shí)驗(yàn)階段。膜分離技術(shù)節(jié)能效果顯著、設(shè)備簡單、操作方便、容易控制，可以用于去除廢水中的糠醛組分，但會(huì)受到溶液濃度的限制，對(duì)濃度較高溶液的處理會(huì)受到滲透壓和膜本身耐壓的限制，回收率較低。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>