糠醛生产原理

原理：由戊糖与烯酸作用，经水解、脱水和蒸硫而制得。也可用水解大麦壳、高粱杆、玉米芯等制备。 现在工业上一般采用后者制备。

制备糠醛的方法是水解农副产品，玉米芯含有大量的缩聚糖。水解脱水后可生成糠醛。理论产量可达19-24%，在实际生产中，硫酸的产率可达7%-9%。因此，以玉米芯为原料制备糠醛具有一定的经济效益和环境效益。

玉米芯由玉米芯粉碎和严格筛选制成的，具有组织均匀、硬度适中、韧性好、吸水性强、耐磨性好等优点。在使用过程中不易断裂。玉米芯有很多用处，其中一个就是用来制糠醛。

玉米芯的主要成分干玉米芯营养成分：水分8.7%，有机质91.3%，粗蛋白2.0%，粗脂肪0.7%，粗纤维28.2%，可溶性碳水化合物58.4%，粗灰分2.0%，钙0.1%，磷0.08%。

扩展资料

糠醛可从各种农副产品中提取，包括从燕麦和小麦中提取玉米穗轴、麦麸和锯末。糠醛是由戊聚糖在酸的作用下水解生成戊糖，然后经过脱水和环化而成。淡黄色或琥珀色透明油状液体，具有类似杏仁的特殊香气。

糠醛可以直接或间接合成1600多种化工产品。主要有糠醇、呋喃、呋喃丙烯酸、糠酸、糠酸乙酯、琥珀酸等。广泛应用于制药、农药、树脂、日用化工、铸造、纺织、石油等行业。只有农林废弃物、玉米芯、甘蔗渣等植物纤维原料水解才能生产糠醛，工艺简单。

参考资料来源：百度百科—糠醛

参考资料来源：知网—玉米芯制备糠醛的研究

二、玉米芯制糠醛的制作工艺

1.拌料:

玉米芯比重小，体积大，收获具有季节性。玉米芯必须贮存在清洁干燥的堆，并符合防火要求，否则会发生自然和霉烂变质，使其中主要成分多缩戊糖含量降低。玉米芯的物理性能，如含水量，颗粒大小，渗透性等对糠醛的生产有很大的关系。水分过大的原料要进行干燥。拌料的将玉米芯从料堆场输送至斗式提升机，经螺旋输送机送至混酸机，然后将浓硫酸由浓碱库压至碱计量槽，计量后慢慢加入已放好温水的配槽中，配成5%左右的稀酸，再在混酸机中以固液比1:0.4与玉米芯进行均匀混合。

2.水解:

拌料在水解锅内进行水解反应。这是制取糠醛的一道主要工序。玉米芯中的多缩戊糖以硫酸作为水解剂，经过水解成戍糖。再经过脱水环化生成糠醛。但以上两个反应在常温下不易进行，因此，在实际生产中采用高温高压的方法。一般在生产中采用的温度为145-230℃，蒸汽压力为0.8Mp。水解出醛时间(反应时间)要6小时，前3小时为串进时间，后3小时为串出时间。水解反应后生成的糠醛应该立刻用蒸汽把它吹出来，以免发生副反应。在水解过程中，蒸汽中的糠醛是不均衡的，因此在水解操作中要根据含醛量的变化而调节蒸汽。出醛量高时，阀门开大，出醛量少时，阀门开小。

3.蒸汽处理及冷凝: 从水解锅排出的蒸汽(醛汽)中含有少量醋酸，进入蒸馏塔前要进行中和处理。中和处理是通过气相中和和管以针形阀控制纯碱液(氧化钙或氢氧化钠)来实现的。中和液通过汽液分离器后送醋酸工段回收，醛汽进入冷凝器冷凝。

4.蒸馏: 蒸馏的目的是浓缩稀糠醛溶液，从而提高糠醛的浓度。稀糠醛溶液从蒸馏塔的中部进入，塔底用间接蒸汽加热。糠醛和水的共沸点较低，容易蒸发。稀糠醛溶液经过蒸发，蒸汽就从蒸馏塔泡罩的缝隙冒出，分成许多水汽泡进行上层塔板，而上层塔板上的多余液体就由溢流管回流至下一层。如此反复进行，经过多次蒸发而浓缩的馏分由塔顶引出。残液从塔底部排出。

塔上部引出的蒸汽进入冷凝器，冷凝后进入粗糠醛收集器，收集器里的产品分两层:下层为油状糠醛，浓度可达90%，即粗糠醛；上层为糠醛溶于水的饱和溶液，内含糠醛7-10%。在操作中要保持塔顶温度为94-97℃，塔底温度为98-102℃，馏出液温度要低于55℃。

5.中和: 中和一般采用加碱中和法，将粗糠醛送入有搅拌的中和锅中，加入10%碳酸钠溶液，用量为粗糠醛的3%(折合固体纯碱0.3%)。放入后，搅拌10分钟，静置10分钟后进行精制处理。

6.精制: 一般采用减压蒸馏法或水蒸汽蒸馏法进行精制。精制后的糠醛纯度要达到99%以上，含酸在0.02%以下。

太多了，具体要求可来电或详谈。现在的精馏工艺已进行 变革，收率已进一步提高。同时在精馏前已不再加碱中和，以减少对糠醛分子的破坏。

H+ -3H2O

(C5H8O4)n+nH2O---→n(C5H10O5)----→nC5H4O2

△ △

糠醛由农副产品中所含聚戊糖裂解后脱水而得[1]。糠醛是制备多种药物和工业产品的原料。由糠醛制得的1，6-己二胺〔H2N-（CH2）6-NH2〕，为制取尼龙66的原料。

由糠醛制得的呋喃经电解还原，还可制成丁二醛，后者为生产药物阿托品的原料。许多糠醛的衍生物具有很强的杀菌能力。糠醛主要用作溶剂，它可有选择性地从石油、植物油中萃取其中的不饱和组分，也可从润滑油和柴油中萃取其中的芳香组分。糠醛可代替甲醛与苯酚缩合，制造酚醛树脂。

一步法是戊聚糖水解和戊糖脱水生成糠醛两步反应，在同一个水解锅内一次完成的。

一步法因其设备投资少,操作简单，在糠醛工业中得到了广泛的应用。经过近几十年发展，糠醛的生产工艺和技术都有了很大的提高，从最初的单锅蒸煮，发展到多锅串联以及连续生产工艺。

一步法蒸汽消耗量大，糠醛的收率低，并产生大量的废渣。目前糠醛生产厂处理废渣的办法主要是采用煤渣混烧技术将糠醛废渣用作产生蒸汽的燃料。

两步法是戊聚糖先在100℃左右水解生成戊糖，之后戊糖再在较高温度条件下脱水环化生成糠醛。

20世纪40年代初，J.W.Dunning等较早对两步法制备工艺作了研究，使用了一套连续设备，以硫酸为催化剂，玉米芯为原料制备糠醛。之后，许多研究人员对此做了大量的工作。第一步戊聚糖水解生成戊糖反应的条件温和，工艺已经很成熟,戊糖收率达到95%以上，两步法工艺研究的重点在于对第二步，即戊糖脱水环化生产糠醛的研究。

两步法工艺较为复杂，设备投资高，第二步脱水的工艺条件不是十分成熟，在工业生产中未能得到广泛的实际应用。生物质含有大量半纤维素和纤维素，他们可以经过酸水解生成糠醛或糠醛系列有机产物。利用汽油或柴油在水解过程中动态地直接萃取出部分糠醛及其它溶于油品中的水解产物，间接地增加了燃油的可使用量，达到生产生物液体燃油的目的。

此技术仍然处于理论实验阶段，还有很多问题需要解决。如果此技术实际应用后，既可以解决农村生物质利用的问题，又可以改变汽车工业对石油依赖的现状，具有巨大的社会经济效益。

糠醛厂是加工生产糠醛的。

糠醛，又称2-呋喃甲醛，其学名为α-呋喃甲醛，是呋喃2位上的氢原子被醛基取代的衍生物。它最初从米糠与稀酸共热制得，所以叫做糠醛。

糠醛是由戊聚糖在酸的作用下水解生成戊糖，再由戊糖脱水环化而成。生产的主要原料为玉米芯等农副产品。合成方法有多种。糠醛是呋喃环系最重要的衍生物，化学性质活泼，可以通过氧化、缩合等反应制取众多的衍生物，被广泛应用于合成塑料、医药、农药等工业。

糠醛的主要用途：

1、糠醛是极好的有机溶剂，用于提炼高级润滑油和柴油；

2、糠醛的衍生物有很高的附加值，糠醛是生产糠醇原料，糠醛在催化剂条件下加氢还原成糠醇，而糠醇是呋喃树脂的主要生产原料；

3、糠醛是非常重要的有机化工中间体，可制备戊二醇、乙酰丙醇、戊二烯以及酮类和甲基四氢呋喃等，由糠醛制得的1，6-己二胺〔H2N-（CH2）6-NH2〕，为制取尼龙66的原料；由糠醛制得的呋喃经电解还原，还可制成丁二醛，后者为生产药物阿托品的原料。

扩展资料：

泄漏处理应急方法：

迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土干燥石灰或苏打灰混合。

也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；喷雾状水冷却和稀释蒸气、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

防护措施：

1、呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，应该佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。

2、眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。

3、身体防护：穿防静电工作服。

4、手防护：戴防苯耐油手套

5、其它：工作现场严禁吸烟、进食和饮水。工作毕，沐浴更衣。保持良好的卫生习惯。

参考资料来源：百度百科-糠醛

糠醇树脂是由糠醇为主体与甲醛缩聚而成的(改性产品又添加了尿素)，外观为深褐色至黑色的液体或固体，耐热性和耐水性都很好，耐化学腐蚀性极强，对酸、碱、盐和有机溶液都有优良的抵抗力，是优良的防腐剂。糠醇树脂强度高，是木材、橡胶、金属和陶瓷等优良的粘结剂，也可用于生产涂料。糖醇树脂的一个重要用途是在机械工业的铸造工艺中作砂芯粘结剂，特别适用于大规模的、大批量的机械制造，如汽车军工、内燃机、柴油机、缝纫机等的生产。

植物纤维原料中的戊聚糖经水解和脱水生成的产物。又称2-呋喃甲醛。分子式为：C4H3OCHO，结构式为：

简史和现况

1832年德别雷纳（J.W.D?berei-ner）报道了在蔗糖加二氧化锰和硫酸作用制备甲酸时，从混浊的馏出液中分离出黄色的油状物质。由于数量太少，未能鉴定和命名。1840年斯滕豪斯（J.Stenhouse）用玉米芯、燕麦壳取得同样的产物，并进行了化学组成的研究，确定了分子式，从而推断出用任何植物原料都可以获得糠醛及其有关产物。但其名称是由1845年福恩斯（G.Fownes）先命名为糠油，后发现其具有醛的性质，而改成糠醛。直到1922年美国桂格燕麦公司（The Quaker Oats Co.）首先宣布糠醛的工业化生产。1988年美国年产量约6万吨，占世界第一位。主要生产国还有多米尼加、中国、苏联、法国、南非联邦等国家，世界年产量约30万吨。中国自1943年起生产糠醛，至1989年产量超过4万吨，是世界主要出口国家之一。

生产工艺

糠醛是用富含戊聚糖的植物原料生产的。常用的有玉米芯、燕麦壳、棉籽壳、甘蔗渣、稻壳等，以玉米芯为最好。它们的平均理论糠醛含量（%）为：玉米芯23.4，燕麦壳22.3，棉籽壳18.6，甘蔗渣17.4，稻壳11.4。戊聚糖转变成糠醛的反应过程分两步进行：

若上述两个反应是在同一设备中同时进行的，称直接法（或一步法）；依次分别在两个设备中进行的，称为间接法（或两步法）。常用的直接法，具有设备简单、得率高、成本低、生产能力大等优点，但原料中各组分的综合利用差些，因此间接法仍在研究改进中。

反应过程中糠醛会进一步分解成甲酸和腐殖质。糠醛得率的高低取决于糠醛的生成和糠醛的分解两个反应。影响糠醛得率的因素除了原料特征以外，还有催化剂的种类和浓度、固液比、温度、蒸汽用量及蒸汽在料层中的流动状态等。各国根据原料的特征、催化剂的种类等条件，采用不同的反应设备、水解工艺和加工方法。如美国桂格燕麦公司法（包括间歇和连续两种）、法国农业呋喃法等。中国采用立式间歇式水解锅稀硫酸水解工艺。

直接法糠醛生产示意流程为：

原料和稀硫酸混合后，直接装入水解锅中蒸煮，反应温度在170℃左右。通常用过热到220℃的水蒸气加热，使原料中的戊聚糖水解成戊糖，并进一步脱水生成糠醛。在水蒸气加热和流动下，将生成的糠醛带出水解锅。接着通过二次蒸汽发生器回收热能，醛汽冷凝成原液。生成的二次蒸汽压力较低，可作为蒸馏、精制等的热源。原液中的糠醛浓度受水解工艺和操作条件而变，一般为3～6%。

原液经初馏塔加工，塔顶收集20～30%浓度（受其中低沸点物杂质含量影响而变化）糠醛汽，经冷凝、冷却分成两层：上层为稀醛层，含醛10%，含水90%；下层为浓醛层，含醛90～93%，含水7～10%。上层稀醛送回流或低沸点物塔处理，下层浓醛经脱水和精馏制成成品。

原料和工艺过程对产品质量影响较大。若粗醛中有机酸含量过高且加工达不到标准要求时，可用中和法或水洗法处理。副产物甲醇和醋酸需要时可以回收。水解蒸煮过程的残渣主要用作锅炉燃料。

理化性质

刚蒸馏所得的产品是无色透明的油状液体，与空气接触，颜色逐渐转变成黑褐色。它能与大多数普通溶剂互溶，但与饱和脂肪烃只能微量互溶。无机盐一般不溶于糠醛。

糠醛的分子量96.08，沸点（101.3千帕）161.7℃，冰点－36.5℃，折射率1511211.5261，密度1511211.1598，闪点（闭口杯）61.7℃，燃点315℃。糠醛与水形成具有最低沸点的恒沸物，常压下沸点97.9℃，含糠醛35.2%（重量）。与水部分互溶，20℃时水层和糠醛层分别含糠醛8.3%和水95.2%（重量）。

糠醛的化学性质与呋喃环和醛基有关。在无氧的条件下糠醛是热稳定的，在高温（230℃）下经历若干小时后，除颜色转深以外，其他物理性质不发生变化。

糠醛在催化剂存在下氧化成糠酸，还原成糠醇，脱羰基成呋喃，与强碱作用发生卡尼查罗反应，生成糠醇和糠酸盐。像别的醛类一样，糠醛与具有活泼亚甲基功能团的化合物（如脂肪醛、酮、腈等）缩合，也能与糠醇和酚类化合物作用生成树脂。

糠醛在稀酸中会进一步分解，结果形成黑色的聚合物，反应速率与氢离子浓度和反应温度有关。呋喃环易受大气中氧作用，生成酸性氧化物，添加碱性物质可阻止自氧化反应。糠醛的颜色随酸和聚合物含量增多而变深。

糠醛与苯胺—冰醋酸反应呈鲜红色，常用于糠醛定性显色反应。定量分析以醛基和呋喃环两种性质为基础，常用的容量法有盐酸羟胺法和溴化法。重量法是间苯三酚法。选择测定法时，应考虑杂质的影响。中国成品分析时采用盐酸羟胺法。中国工业糠醛国家标准技术要求如右表。

用途

糠醛主要用作生产呋喃衍生物（糠醇、四氢糠醇、硝基呋喃类药物）的原料。糠醇主要用于铸造树脂生产。铸造工业采用糠醇树脂可以提高铸件质量，降低成本。糠醇树脂还用于设备防腐等方面。糠醇树脂与糠醛丙酮树脂、糠醛（或糠醇）和苯酚甲醛反应生成的树脂一起统称为呋喃树脂。呋喃树脂具有耐酸、耐碱、耐较高温的性质，用于砂轮胶结剂，防腐涂料等。糠醛是良好的选择性溶剂，分离饱和脂肪族化合物中的不饱和化合物和色素等，用作润滑油和植物油等精制和松香脱色，树脂稀释、阻聚，以及四个碳的馏分中分离丁二烯等萃取蒸馏的溶剂