硫酸催化玉米芯水解生产糠醛工艺优化研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:joyceywq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
糠醛是一种重要的有机化工原料,广泛用于石油化工、合成树脂、食品、医药、农药、合成纤维等多个工业部门。我国是玉米生产大国,玉米芯产量相当可观,玉米芯硫酸催化水解工艺为我国糠醛行业主流生产技术,但存在着糠醛收率低、三废(废水、废气、废渣)污染严重等问题。   本论文主要针对我国糠醛行业存在的收率低、玉米芯资源浪费严重的问题,通过平流泵连续向高压反应釜注水的方式模拟糠醛工业生产玉米芯在水解锅中的反应过程,对玉米芯硫酸催化水解过程的主要工艺参数进行了系统研究,采用单因素实验和正交实验的方法对工艺条件进行了优化,并通过添加抗氧剂和阻聚剂抑制玉米芯水解过程发生的副反应,使糠醛收率与玉米芯资源利用率得到大幅度提升。本论文研究结果对于改进我国糠醛行业现行工艺技术,具有一定的指导意义。   本论文在以下方面取得了创新性进展:   (1)在深入分析玉米芯水解过程反应动力学的基础上,研究了水解产物在反应釜中停留时间对糠醛收率的影响规律,提出了通过控制停留时间来提高收率的新方法:控制糠醛在釜中的停留时间τ不大于最佳反应时间topt,总反应时间t稍大于木糖在体系中的反应完成时间tx,可得较高的糠醛收率。   (2)系统研究了蒸出流量、反应温度和硫酸浓度对糠醛收率的影响规律。研究结果表明:提高蒸出流量,缩短反应釜停留时间,可提高糠醛收率,但停留时间过短,蒸出流量增大,耗水量增大;硫酸浓度和温度对糠醛收率的影响存在交互作用,适当提高反应温度,选择合适的硫酸浓度,可得较高的糠醛收率。   (3)以糠醛收率和耗水量为调控目标,通过单因素实验和正交实验,获得了玉米芯水解制备糠醛的最适宜工艺条件:停留时间100 min,温度180℃,硫酸浓度0.5%,液固比8。在此条件下,糠醛收率达75.27%,比国内糠醛工业生产过程提高了15%~20%,同时硫酸用量和蒸汽消耗量也得到有效控制。   (4)通过理论分析与实验遴选相结合的方法,开发出了玉米芯水解制备糠醛工艺过程的抗氧化剂和阻聚剂,其中,三苯基膦对玉米芯水解过程的糠醛副反应抑制效果明显,可将糠醛收率进一步提高10%左右。
其他文献
学位
  Developing highly scalable algorithms for global atmospheric modeling is becoming increasingly important as scientists inquire to understand behaviors of th
会议
漆酶(苯二醇:氧氧化还原酶,EC1.10.3.2)是一种含铜的多酚氧化酶,其在造纸、纺织和食品工业等领域有着广泛的应用前景。然而,由于漆酶存在表达水平低、分离纯化操作复杂的问题
  为了解决各级疾控中心对疫苗全程冷链监测的需要,本项目结合最新的物联网技术、先进的RFID温度无线传感技术等最前沿的信息技术开发了整套疫苗全程冷链监测设备,包括了多种
会议
  辐射测温以其非接触及快速响应的优点,在工业生产工艺控制中被广泛应用,而辐射温度计的校准是了解其技术性能的唯一正确途径。本文讨论了使用二等标准铂铑10-铂热电偶作为
  本文从无线温度验证仪的结构组成、工作原理、溯源、稳定性、重复性、传感器一致性、测量依据、应用范围、测量结果比较、测量不确定度评定等方面分别进行阐述,以探讨其在
  黑体腔是蓝宝石光纤温度传感器的核心感温部,是高温传感器的关键部分,其镀制方法的选择对黑体腔质量的影响至关重要,从而直接影响温度传感器的性能,因此,黑体腔的材料以及镀层
电分析化学在近年来发展迅速,其中电极材料对各种电化学传感器的发展起到关键作用。金属氧化物(MO)具有一系列优良特性,具有较高的电催化活性,价格较镀铂便宜,可节约贵金属资源;耐
  对照国内外验证标准,简要介绍了消毒灭菌设备的发展现状及其质量管理方法,并对医药行业中常用的高压灭菌设备的分类和工作原理进行初步的认识。基于对高压灭菌器空载条件下
物质的化学变化是初中化学五大一级主题内容之一,本单元的教学对于学生化学基本观念的形成十分重要.文章从不同的视角对化学变化进行了分析,并从对化学变化本体认识的角度,提