Способ получения фурфурола

Авторы патента:

БЕРЕНШТЕЙН ЕЛЕНА ИОСИФОВНА

АЙХОДЖАЕВ БАТЫР ИБРАГИМОВИЧ

ЮСУПХАНОВА МУХАББАТ МИРСАИДОВНА

КАРИМБЕРДЫЕВА ПАТМА

C07D307/50 - получение из природных продуктов

Использование: в целлюлозном производстве . Сущность изобретения: продукт - фурфурол, БФ С5 Н4 02, выход 60% от абс.сухого вещества. Реагент 1: вода. Реагент 2: пентозансодержащее сырье. Условия реакции: нагревание в присутствии смеси состава, %: Й25О42-10;меркаптобензимидазол 0,5-2,0; ОП-7 0,25-1,0; вода до 100 2 табл.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)5 С 07 D 307/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4781275/04 (22) 10.01.90 (46) 07.05.92. Бюл. N 17 (71) Научно-исследовательский институт химии и технологии хлопковой целлюлозы (72) Е.И.Беренштейн, Б.И;Айходжаев, M.М.Юсупханова и П.Каримбердыева (53) 547.793.2 (088,8) (56) Морозов Е,Ф. Производство фурфурола. вЂ” М .: Лесная промышленность, 1979, с.153.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения гидролизом фурфурола пентозансодержащего растительного сырья, который может быть использован в производстве пластмасс.

Известен способ получения фурфурола из пентозансодержащего сырья при кипячении с разбавленными минеральными кислотами. Получение фурфурола осуществляется путем парофазной обработки сырья,, смоченного раствором серной кислоты, при

160-170 С и соответствующем давлении в гидролизаппаратах. В этих условиях пентозаны, содержащиеся в сырье, гидролизуются до пентоз. которые, дегидратируясь, образуют фурфурол. Выход фурфурола зависит от правильной координации параметров процесса гидролиза, определяющих как скорость его образования, так и распада.

Ввиду плохой смачиваемости пен оэансодержащего сырья (шелуха, кукурузная кочерыжка) водными растворами серной кислоты и высокой скорости распада фурфурола в условиях реакции выход его составляет не более 30-40% от теоретически возможного, в случае использования в каче Ы 1731774 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУРФУРОЛА (57) Использование: в целлюлозном производстве. Сущность изобретения: продуктвЂ” фурфурол, БФ С5 Н4 02, выход 60% от абс,сухого вещества, Реагент 1: вода. Реагент 2: пентозансодержащее сырье. Условия реакции: нагревание в приСутствии смеси состава, $: Н2$04 2-10; меркаптобензимидазол 0,5-2,0; ОП-7 0,25-1,0; вода до

100. 2 табл. стве сырья хлопковой шелухи выход фурфурола составляет всего 9-10% от массы исходного сырья.

Целью изобретения является повышение выхода фурфурола.

Поставленная цель достигается за счет того, что гидролизующая смесь состоит иэ серной кислоты, неионогенного ПАВ (ОП-7) и 2-меркаптобензимидазола (МБИ), ОП-7 используется в промышленности в качестве поверхностно-активного вещества, 2-меркаптобензимидазол относится к числу неокрашивающих стабилизаторов, применяется в качестве стабилизатора.

В растворе серной кислоты с добавкой

ПАВ меркаптобензимидазол находится во взвешенном состоянии в виде суспенэии. которая равномерно обволакивает хлопковую шелуху. Введение МБИ в состав гидролизующей смеси позволяет замедлить скорость распада фурфурола. Гидролиэующую смесь готовят следующего состава, мас,%:

Серная кислота 2-10

МБИ 2,0-0.5

ОП-7 0,25-1,0

1731774

Растворитель (вода) Остальное

Пример 1. 10 r абсолютно сухой хлопковой шелухи заливают 8%-ным раствором серной кислоты (модуль 1:1) с добавкой смеси МБИ 2,0 мас.% и ОП-7 в количестве 1,0 мас.%. После пропитки шелухи раствором серной кислоты всю массу загружают в лабораторный гидролиэаппарат и нагревают в течение 30 мин при давлении 1 атм, при этом происходит сдувка воздуха и неконденсируемых газов. Затем давление поднимают до 6 атм и в течение

1,5 ч производят нагревание. Фурфурол отгоняют перегретым паром, общий обьем конденсата 150 мл, По окончании гидролиза определяется количество фурфурола.

Содержание его в исследуемой пробе

1,1%, что составляет 16,5% от абсолютно сухого вещества.

Пример 2. 10г абсолютно сухой хлопковой шелухи заливают 8%-ным раствором серной кислоты (модуль 1:1) с добавкой смеси

МБИ 1 5 мас.% и ОП-7 в количестве 1,0 мас.%. После пропитки шелухи раствором серной кислоты всю массу загружают в лабораторный гидролизаппарат и нагревают в течение 30 мин при давлении 1 атм, При этом происходит сдувка воздуха и неконденсируемых газов. Затем давление поднимают до 6 атм и в течение 1,5 ч производят нагревание. Фурфурол отгоняют нагретым паром. Общий объем конденсата 150 мл. По окончании гидролиза определяют количество фурфурола, Содержание его в исследуемой пробе 1,04%. что составляет 15,5% от абсолютно сухого вещества.

Пример 3. 10 г абсолютно сухой хлопковой шелухи заливают 8%-ным раствором серной кислоты с добавками смеси

МБИ 1,5 мас,%> и ОП-7 0,5 мас.%. Условия реакции те же, что и в предыдущем примере. После окончания гидролиза определяют количество фурфурола, Содержание его в исследуемой пробе 0,97%, что составляет

14,5% от абсолютно сухого сырья.

Данные влияния состава гидролизующей смеси на выход фурфурола из хлопковой шелухи по примерам 1 вЂ” 13 и из кукурузной кочерыжки по примерам 14 вЂ” 26 приведены в табл,1 и 2.

Пример 17. 10 г кукурузной кочерыжки заливают 2%-ным раствором серной кислоты с добавками МБИ 1,5 мас,% и ОП-7

0,25 мас,%, После пропитки кочерыжки раствором серной кислоты всю массу загружают в лабораторный гидролизаппарат и нагревают в течение 30 мин при давлении 1 атм, при этом происходит сдувка воздуха и нвконденсируемых газов. Затем давление поднимается до 6 атм и в течение 1,5 ч производится нагревание, фурфурол отгоняется перегретым паром. общий объем конденсата 150 мл. По окончании гидролиэа определяют количество фурфурола, Содержание его в исследуемой пробе 1,6%, что составляет 24,0% от абсолютно сухого вещества, Пример 18, 10 г кукурузной кочерыжки заливают 2%-ным раствором серной кислоты с добав ой смеси МБИ 1,0 мас,% и

ОП-7 0,25 мас,%. Условия реакции те же, что и в предыдущих примерах, По окончании гидролиза определяется количество фурфурола, Содержание его в исследуемой пробе

1,44%, ÷òî составляет 21,5% от абсолютно сухого вещества, Пример 19. 10 r кукурузной кочерыжки заливают 2%-ным раствором серной кислоты с добавкой смеси МБИ 1,5 мас.% с

ОП-7 0,1мас.% Условия реакции те же, что и в предыдущих примерах. Содержание фурфурола в исследуемой пробе 1,15%, что составляет 17,2% от абсолютно сухого вещества.

Контроль. 10,г кукурузной кочерыжки заливают 2%-ным раствором серной кислоты {модель 1;1), После пропитки кочерыжки раствором серной кислоты всю массу загружают в лабораторный гидролиэаппарат и нагревают в течение 30 мин при давлении 1 атм, при этом происходит сдувка воздуха и неконденсируемых пэров. Затем давление поднимается до 6 атм и в течение 1,5 ч производится нагревание. Фурфурол отгоняется перегретым паром, общий обьем конденсата составляет 150 мл. По окончании гидролиза определяют количество фурфурола. Содержание его в исследуемой пробе 1,12%, что составляет 16,9%.

Контроль, 10 г абсолютно сухой хлопковой шелухи заливают 8%-ным раствором серной кислоты. После пропитки раствором серной кислоты всю массу загружают в гидролизаппарат. Условия реакции те же, что и в предыдущих примерах.

Количество фурфурола в исследуемой пробе 0,64%, т.е. 8,6% от абсолютно сухого вещества.

Как видно из табл,1 и 2, введение смеси добавок МБИ с ОЛ-7 в гидролизующую смесь приводит к увеличению выхода фурфурола на 21,4-27,3%, т.е. выход от теоретически возможного составляет для кукурузной кочерыжки 60%, а для хлопковой шелухи 62%, Таким образом, использование поверхностно-активного вещества ОП-7 в количестве 0,25-1,0 мас.% со стабилизатором МБИ в количестве 2,0-0,5 мас.% способствует увеличению выхода фурфурола при исполь1731774

2-10

0,5-2,0

0,25-1.0

Остальное

Таблица 1 зовании в качестве сырья шелухи или кочерыжки. Увеличение или уменьшение указанных количеств в гидролизующей смеси приводит к уменьшению зффекта добавок.

Фо рмула изобретения

Способ получения фурфурола гидролизом пентозансодержащего сырья при обработке его раствором гидролизующей смеси, содержащей серную кислоту, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения выхода фурфурола, в состав гидролизующей смеси дополнительно вводят смесь добавок меркаптобензимидазола с неионогенным

ПАВ вЂ” ОП-7 при следующем соотношении

5 компонентов, мас,%:

Серная кислота

Меркаптобензимидазол

ОП-7

Вода

1731774

Таблица 2

Составитель А. Вязгин

Редактор О. Юрковецкая Техред М,Моргентал

Корректор А. Осауленко

Проиэво1и; з венно-изда1ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1555 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору для дегидратации пентоз

Способ получения фурфурола // 1659410

Способ получения фурфурола // 1587051

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению фурфурола, который находит применение в производстве пластмасс

Способ получения фурфурола // 1558911

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению фурфурола, который используется в качестве растворителя и сырья в производстве пластмасс

Способ получения фурфурола // 1525155

Способ получения фурфурола и кормовых дрожжей // 1507789

Изобретение относится к химической и микробиологической промышленности, а именно к способам получения фурфурола и кормовых дрожжей

Способ получения фурфурола и уксусной кислоты // 1386619

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению фурфурола и уксусной кислоты, которые применяются в органическом синтезе

Способ совместного получения фурфурола и сахаров // 1365674

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к совместному получению фурфурола (ФР) и сахаров (СХ)

Способ переработки целлюлозо-содержащего сырья // 1359382

Изобретение относится к химической переработке древесины и позволяет повысить выход целевого продукта

Способ получения 5-оксиметилфурфурола // 1351932

Способ производства фурфурола и уксусной кислоты // 2113436

Изобретение относится к промышленному производству фурфурола и уксусной кислоты из пентозансодержащего сырья, например, из лиственной древесины

Способ производства фурфурола и уксусной кислоты // 2123497

Изобретение относится к промышленному способу производства фурфурола и уксусной кислоты из пентозансодержащего сырья, например из лиственной древесины, обработкой перегретым водяным паром при давлении 0,7 - 1,4 МПа и температуре 200 - 250°С в присутствии в качестве катализатора раствора соли или смеси солей, образующих при диссоциации катионы с зарядом не менее двух, со степенью насыщения 20 - 90% в количестве до 15% от массы сухого сырья

Способ получения простых эфиров 5-гидроксиметилфурфурола // 2203279

Изобретение относится к области органического синтеза, конкретно к технологии получения простых эфиров 5-гидроксиметилфурфурола (5-ГМФ) из сахарозы, которые могут применяться в фармацевтической и парфюмерной промышленности, а также в качестве сырья для широкого ряда синтезов

Способ и система для утилизации фурфуролсодержащей сточной воды и способ и система для производства фурфурола // 2389691

Изобретение относится к области получения фурфурола и системе для утилизации фурфуролсодержащей сточной воды

Способ переработки растительного сырья для получения фурфурола в спиртово-дрожжевом производстве // 2041219

Изобретение относится к гидролизной промышленности, а именно к разработке способов получения фурфурола, спирта и кормовых дрожжей с использованием различных видов растительного сырья

Способ получения фурфурола // 1735291

Способ получения фурфурола // 1759838

Способ переработки растительного сырья для получения фурфуролсодержащего конденсата и кормовых дрожжей // 1799380

Изобретение относится к комплексному использованию растительного сырья для получения фурфурола и кормовых дрожжей

Способ получения фурановых соединений из углеводов, целлюлозы или лигноцеллюлозного сырья // 2628802

Изобретение относится к области получения жидких органических веществ из лигноцеллюлозного сырья и углеводов, а именно к способу получения фурановых соединений, заключающемуся в том, что углеводы, целлюлозу или предобработанное с помощью гамма-облучения и/или окисления лигноцеллюлозное сырье смешивают с растворителем - ионной жидкостью или смесью ионных жидкостей и катализатором, в качестве которого используют кислоты Льюиса и кислоты Бренстеда. В качестве кислот Льюиса используют предпочтительно хлориды переходных металлов или их смеси с хлоридом лития, в частности хлорид хрома(III), эквимолярная смесь хлорида хрома(III) и хлорида лития, комплекс хлорида алюминия с основанием Шиффа, эквимолярная смесь хлорида хрома(III) с хлоридом лития. В качестве кислот Бренстеда предпочтительно используют гетерополикислоты или их комплексы с основаниями Шиффа, в частности фосфорновольфрамовую кислоту, комплекс фосфорновольфрамовой кислоты с основанием Шиффа. Полученную реакционную смесь направляют в реакционный аппарат тонкопленочной перегонки, в котором поддерживают температуру поверхности нагрева в диапазоне 110-150°C, температуру поверхности охлаждения в диапазоне минус 20 - минус 50°C, а давление - ниже давления паров продуктов при температуре поверхности нагрева. Реакционную смесь либо наносят слоем заданной толщины на поверхность нагрева с помощью пленкообразователей, либо подают самотеком с заданной скоростью на поверхность нагрева, регулируют время пребывания реакционной смеси на поверхности нагрева путем изменения вязкости реакционной смеси. С поверхности охлаждения отводят сконденсированный целевой продукт, а остаток, состоящий из непрореагировавшего сырья, растворителя и катализатора, отводят с поверхности нагрева и направляют на рецикл на поверхность нагрева. Технический результат заключается в оптимизации технологических параметров, обеспечении одновременного проведения комплекса химических реакций и повышения выхода целевого продукта. 3 з.п. ф-лы, 17 пр.