Способ получения фурфурола и левулиновойкислоты

 

О П И С А Н И Е 2II724

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских,социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 29Ь, 3/10

12о, 11

Заявлено 10.VIII.1962 (№ 790589/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.II.1968. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 25.1V.1968

;т 1ПК D 01с

С 07с

УДК 661.728.8

547.724.1:547.484.451 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. С, Минина, А. Е. Саруханова и Х. У. Усманов

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУРФУРОЛА И ЛЕВУЛИНОВОЙ

КИСЛОТЫ

Известны способы получения фурфурола и левулиновой кислоты из целлолипнина, например хлопковой гидратцеллюлозы, березовой древесины, кукурузных кочерыжек, обработKGB указанного сырья 6%-ной серной кислотой при нагревании.

Предложен способ получения фурфурола и левулиновой кислоты гид ролизом целлолигнина.

С пособ заключается в том, что стебли хлопчатника (гуза-,паи), предпочтительно в пакетированной форме, обрабатывают 5%-ной сер,ной кислотой в присутствии металлического железа в качестве катализатора. Железо вводят в реакционную смесь в количестве 0,5% веса от сухого сырья в виде стальной проволоки, что благоприятствует увеличению выхода,левулиновой кислоты.

Пр и м ер. В гидролиз-,аппарат емкостью

37 мз загружают .пакеты стеблей с однов ременной подачей раствора 5%-ной серной кислоты. В а ппарат загружают 1,0 т сырья (половина аппарата) и 5 кг железа в виде строволоки, которой обвязывают пакеты и подают

10 мз раствора серной кислоты.

После получасовой выдержки избыток раствора выводят из гидролиз-аппарата. При постепенном под ьеме давления (температура

150 — 160 С) сьврье прогревают паром высокого давления (16 атм). При этой температуре отгоняют фурфурол в течение 2 час до тех пор, пока содержание фурфу рола в отбираемом ко нденсате не снизится до 0,5%, Выход фурфурола от веса сырья составляет 7,5О/о. После отпоили фурфурола температуру поднимают до 180 С, при этой температуре выдерживают в течение 2 час для гидролиза трудногид|ролизуемых полисахаридов и распада образовавшихся моноз до левулиновой кислоты, гуминовых веществ и других продуктов. Гидролизат, содержащий левулиновую кислоту, отжимают от лигни на; остаток промывают. Гидролизат и промывные воды собирают в один сборник. Содержание органических кислот в гид ролизате (по фенолфталеину) составляет

2,6О4, минеральных (по метилоранжу) — 1,9 /о.

Выход органических кислот от сырья 16,6%.

Гидролизат средней пробы в количестве 20 л используют для выделения чистой левулиновой кислоты. Для этого кислый гидролизат упаривают .в пять раз и экстратируют серным эфиром в непрерывно действующем экстракторе в течение 12 час, затем серный эфир отгоняют, а остаток подвергают фракционной перегонке в вакууме 4 мм рт. ст. при температуре 115 — 120 С. Из 20 л гидролизата получают 154,2 г левулиновой кислоты. Выход чистой левули новой кислоты от веса сырья

6,13з/о, против Зп/о, получаемых в 40-литро30 вом автоклаве без применения железа, а вы2l1724

Таблица

Выход левулиноВыход левулино- I вой кислоты от вой кислоты от целлолигнина, и целлолигнина, оо OT сырья в присут

Увеличение выхода левуКонцентрация H,SO, от веса сырья (с учетом поправки на неточность анализа 10;е в сторону завышения) ствии ионов железа (с учетом поправки на неточность анализа 10"„ в сторону завышения) 1 линовой кисв растворе, лоты: а счет железа, и

+3, 65

16,05

0,5

12,3

19,2 -(6,80

12,9

1,0

13,7

2,0

10,6

4,0

6,0

9,7

17,0

10,0

Составитель И. Борисенко

Редактор Л. Герасимова Техред Л. Я. Бриккер Корректоры; А. П. Васильева и М. П. Ромашова

Заказ 808(15 Тираж 530 Подписное

1(НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 ход левулиновой кислоты по данным НИИГСА от 3,17 до 5,01010 (iIIo,конечному продукту).

18,7 1 +5,0

19,0, +8,4

169 +72 (! 18,3 (+ 1,3

При повторном промышленном испытании по описанному выше режиму с применением металлического железа выход чистой левулпHctB0H кислоты составил 6,5070.

Данные йо выходам левулиновой кислоты из целлолигнина гуза-паи в присутствии серной кислоты и металлического железа и без него приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что гррисутствие ионов железа в гидролизате катализирует процесс гидролиза в сторону увеличения соде|ржания продуктов моноз левулино вой кислоты, причем максимальный выход левулиновой кислоты наблюдается при концентрации серной кислоты ст 1 до 60 „.

Предмет изобретения

1. Способ получения фурфурсла и левулиновой кислоты гидролизом целлолигнина, от,гичающггйся тем, что стебли хлопчатника (гуза-паи) обрабатывают 50, -ной серной кислотой в присутствии металлического железа, взятого в количестве 0,5% от веса сухого сырья.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стебли хлопчатника обрабатывают в пакетированной форме.