淺析糠醛分離工藝技術研究進展

1、<p>　　淺析糠醛分離工藝技術研究進展</p><p>　　摘 要：石灰石-石膏濕法脫硫技術較成熟、穩(wěn)定程度高、實際效益好，但其仍然存在著一些問題需要解決，如結垢、堵塞等問題，這些問題的存在嚴重制約了此項技術的脫硫效率，因此，應采取措施解決生產中存在的問題，提高脫硫效率。 </p><p>　　關鍵詞：糠醛 分離 研究進展 </p><p>　　糠醛是一

2、種重要的有機化工溶劑和化工原料，廣泛應用于農藥、醫(yī)藥、染料、涂料、合成樹脂等行業(yè)中。目前國內外已經對糠醛分離技術做了大量的研究，除了對傳統(tǒng)蒸餾分離法和溶劑萃取法進行改進外，近幾年又將膜分離技術、超臨界萃取和吸附分離技術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，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，一般需要進行多次蒸餾才能得到較純的產品。我國糠醛精餾工藝發(fā)展迅速，已經由最初的簡單蒸餾、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上增加了水洗塔以去除糠醛中含有的有機酸，省去了以往在進干燥塔前的加堿中和工序，避免了雜質醋酸鈉的生成，提高了產品質量，由精餾塔出來的糠醛精度可以達到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、產品質量穩(wěn)定的優(yōu)點，在工業(yè)生產中應用最為廣泛。但由木質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，需要增加多個蒸餾塔，生產過程煩瑣、設備投資大、能耗較高。另外，醋酸還易與糠醛反應生成樹脂，降低糠醛產率，并且會堵塞設備，如果先將醋酸中和再蒸餾則得不到醋酸，降低生產價值。最近，Van Buijtenen提出了一種新的糠醛制備工藝，在原有糠醛――水共沸體系的基礎上

5、進行改進，將載有氣態(tài)酸催化劑的過熱蒸汽通入反應裝置中，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構，選擇性的吸附水溶液中某種物質的過程，常用的吸附劑主要有活性炭、高分子吸附劑、復合吸附劑、煤質吸附劑，近年來吸附法在廢水處理工程中的應用越來越多。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型吸水樹脂進行比較，結果表明多微孔交聯(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，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、經濟型和穩(wěn)定性方面對幾種吸附劑吸附性能做了比較，認為

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99.6%；李允超等對竹炭吸附糠醛的性能進行了研究。 </p><p><b>　　3超臨界萃取 </b></p><p>　　超臨界CO2萃取技術是近幾十年來興起的化工分離新技術

8、，具有“綠色分離技術”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，常溫條件下就能進行，成為食品、香料、醫(yī)藥和石油等深加工領域獲得高品質產品的有效手段。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注，很多研究者對其展開深入研究，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、醛濃度達到90%以上。Yeong-Cheol Kim等根據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的發(fā)生，從而顯著提高糠醛的得率，糠醛得率最高可達69.9%。超臨界CO2萃取技術作為一項綠色新技術，有著廣闊的應用前景。但也存在著一些問題，如分離過程需在高壓條件下進行

10、，對設備的要求較高，萃取釜間歇操作，對提取效率較差的物質還需選用適宜</p><p><b>　　4有機溶劑萃取 </b></p><p>　　溶劑萃取是一種重要的化工分離技術。其基本原理是通過溶質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來實現(xiàn)液體混合物溶質之間的分離或提純。溶劑萃取法具有回收率高、選擇性好、設備簡單、易于實現(xiàn)自動化等特點，通常在常溫或較低

11、溫度下即可進行，易于實現(xiàn)連續(xù)化大規(guī)模生產。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糠醛的選擇性等。通常萃取劑的沸點遠遠低于糠醛的沸點，且兩者不會形成共沸物，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力作用下使溶液中的溶質和溶質、溶質和溶劑分離，達到提純、濃縮和凈化的目的。根據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，由于膜分離方法設計模塊化以及操作比較簡單，膜分離純化技術受到越來越高的關注，與傳統(tǒng)的共沸蒸餾和萃取分離法相比，具有節(jié)省建設成本、降低能耗、節(jié)省安裝成本的優(yōu)勢。最近一些研究者將膜分離應用于

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，具有很高的研究價值。日本的Masaki Sagehashi等人曾用硅橡膠膜對木質纖維原料過熱蒸汽水解液進行滲透蒸發(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，對糠醛具有較高的選擇，滲透流量達44.7g.m-2h-1。BenkunQi等對納米膜的分離效果進行測定，首先選用NF90N納米膜濃縮水解液，然后用NF270納米膜進行滲析過濾，選擇性的分離出了糠醛。Xi

14、nlei Liu等利用具有金屬有機框架的ZIF-8納米復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結語 </b></p><p>　　傳統(tǒng)的蒸餾法技術成熟，產品質量穩(wěn)定，對于粗糠醛的制備具有很好的經濟效益，但要得到精度較高的糠醛需要安裝多個蒸餾塔，生產過程煩瑣，設備投資大，能耗較高。吸附分離法吸附效果受到糠醛濃度

15、的限制，難以實現(xiàn)大規(guī)模生產。超臨界CO2萃取技術，綠色環(huán)保，可有效提高糠醛得率，但設備投資大，操作成本高，研究工作還處于實驗階段。膜分離技術節(jié)能效果顯著、設備簡單、操作方便、容易控制，可以用于去除廢水中的糠醛組分，但會受到溶液濃度的限制，對濃度較高溶液的處理會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 </b></p><p>