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浅论2-甲基呋喃的提取回收

  2-甲基呋喃(C5H6O)是医药及农药等工业的重要原料和中间体,具有广阔的工业前景。2-甲基呋喃具麻醉作用,能使人体功能出现异常,而且其气体与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热极易燃烧。其气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方。如不回收将造成水、空气的严重污染,存在安全隐患。

  一、产品性能、工艺过程概述  糠醇是一种重要的有机化工原料。糠醇的原料是糠醛,糠醛由农副产品中所含聚戊糖裂解后脱水而得,糠醛在催化剂条件下加氢还原成糠醇。  糠醇是呋喃树脂的主要生产原料,该树脂广泛用于铸造生产中造型、制芯。  在糠醇的氢化生产过程中,除了加氢生成主产物糠醇外,还会产生一定量的低沸副产物2-甲基呋喃,该副产物2-甲基呋喃一般占糠醇产量的2%左右。  2-甲基呋喃是糠醇生产过程中的一个副产物,其主副反应原理如下:  主反应(糠醇):C5H4O2(糠醛)+H2(氢气) C5 H6 O2  (糠醇)副反应(2-甲基呋喃):C5H4O2(糠醛)+ 2H2(氢气) C5H6O2(糠醇)+H2O(水)  现有的糠醇精制工艺往往将该副产物2-甲基呋喃作为低沸物真空脱除,一方面致使高附加值的副产物资源白白浪费,另一方面造成真空泵循环水或车间空气严重污染,而且存在安全隐患(车间弥漫的2-甲基呋喃易燃易爆,且具醚类的刺激气味)。  2-甲基呋喃(C5H2O)是医药及农药等工业的重要原料和中间体,可以合成戊二烯、戊二醇、乙酰丙醇、酮类、2-甲基四氢呋喃、维生素B1、在溶液聚合中还可作为溶剂使用,具有广阔的工业前景。  由于2-甲基呋喃沸点较低(63 ),闪点也很低(-30 )。大部分2-甲基呋喃进入废水或车间空气中,一方面造成真空泵循环水或大气严重污染,且存在安全隐患(2-甲基呋喃具有醚类的刺激气味,且易燃易爆);另一方面致使高附加值的副产物资源白白浪费。  因此,如果能将糠醇生产过程的副产物2-甲基呋喃进行回收,一方面不但可以大大改善车间的空气环境,降低安全隐患;另一方面回收高附加值的副产物2-甲基呋喃还可获得巨大的经济效益。

  二、2-甲基呋喃回收技术方案可行性  目前,单纯2-甲基呋喃的生产工艺国内基本采用糠醛固定床气相加氢合成技术,其糠醛的原料单耗一般高达1.7吨/吨,消耗氢气约600Nm3/吨。对于一个年产500吨的2-甲基呋喃装置,其总投资约800万元。长期以来,国内2-甲基呋喃的价格一直不菲,目前售价约20000元/吨左右。  经过对糠醇生产的深入研究,开发研究糠醇生产过程中副产物2-甲基呋喃的回收技术。该技术对糠醇生产过程中的副产物2-甲基呋喃进行回收,可获得纯度在89%左右的2-甲基呋喃。通过精制提纯最终获得纯度在99.5%左右高质量的2-甲基呋喃产品。  2-甲基呋喃的回收工艺技术方法,在原有糠醇精制工艺上做一些调整,即在糠醇精制脱轻塔后增加冷冻水冷凝器、气液分离器、真空泵、回收罐、提纯罐、储罐、泵以即仪表阀门等设备就能实现。2-甲基呋喃回收工艺是利用水和2-甲基呋喃沸点、密度不同的物理特性,经过减压、加热汽化、冷却、分离、提纯等一系列步骤最终提取含量合格的2-甲基呋喃的一个过程。  因此,本技术方法优势在于,不但保证了糠醇产品质量,优化了车间的空气质量,消除了不安全隐患,与此同时还几乎无成本地回收约300吨/年的2-甲基呋喃(年生产3万吨糠醇规模),而其设备总投资很小,远低于单纯生产2-甲基呋喃的设备投资。  三、2-甲基呋喃回收操作要领  (一)开车前的准备工作  1.检查设备的所有连接部位是否紧固,在确认无误后处于待机状态。2.检查设备的冷却水、润滑情况,是否具备试机条件。3.检查电源电器设备及辅助仪表的完好情况,是否具备试机条件。4.所有带驱动的设备必须人工进行盘车,转动灵活为止(圈数不少于3圈)否则不能动力试车。5.检查设备保护装置是否完好可靠。6.系统吹扫、清洗、消除管道中的赃物,保证投产后不出现堵塞阀门、管道和仪表事故。7.检查所有阀门是否处于关闭状态。开车时逐步打开。8.检查视镜板、视镜筒透光性是否良好。  以上条件具备后方可开车运行。  (二)开车(糠醇精制开车前)  1.打开冷却水循环泵进、出口阀门,启动循环泵,待凉水塔内有水落下后启动凉水塔风扇。2.打开冷冻水机组进、出口阀门,启动冷冻机组,向冷凝器供冷冻循环水。3.将2-甲基呋喃回收罐排空阀、出料阀关闭,打开进汽阀,关闭糠醇精制脱水塔第三台冷凝器进气阀。4.在糠醇生产精制过程中随时观察2-甲基呋喃回收罐液位高度,当液位高度达到液位计的四分之三处时,打开磁力泵1(或磁力泵2)进料阀门、2-甲基呋喃暂存罐1、(2、3、4)的排空阀,启动磁力泵,随即打开磁力泵1(或磁力泵2)出料阀门、2-甲基呋喃暂存罐1、(2、3、4)的进料阀门,将回收罐内2-甲基呋喃泵入2-甲基呋喃暂存罐1、(2、3、4),当2-甲基呋喃回收罐液位高度到达零位时关闭磁力泵1(或磁力泵2)出料阀门,同时停磁力泵1(或磁力泵2),并关闭磁力泵1(或磁力泵2)、2-甲基呋喃暂存罐1、(2、3、4)的进料阀,2-甲基呋喃暂存罐1、(2、3、4)的排空阀关至微开状态。(注:当2-甲基呋喃暂存罐液位达至四分之三时转入下一个罐。)5.当2-甲基呋喃在暂存罐内存放一定时间分层后(上层液位为2-甲基呋喃,下层液位为废水),打开暂存罐出料阀1,将暂存罐内废水放入废水桶内同时观察视镜筒内液位情况,当发现有2-甲基呋喃出现时关闭出料阀1,打开暂存罐出料阀2将2-甲基呋喃放入储罐后关闭暂存罐出料阀2。6.此过程需周而复始。  (三)停车(糠醇停车后)  1.停冷冻机组、循环水泵、凉水塔风机。2.2-甲基呋喃暂存罐1、(2、3、4)的排空阀处于微微开启状态,关闭其他所有阀门。  (四)紧急停车

(作者单位:山西省高平化工有限公司)张胡根