SU43848A1 - Способ выделени сол ной кислоты из сахарных растворов - Google Patents

Description

При гидролизе древесины примен ют два метода: гидролиз разбавленными и гидролиз концентрированными кислотами.

Гидролиз разбавленными кислотами имеет целый р д недостатков. Во-первых , в виду применени  при гидролизе высоких температур и давлений, получаютс  пониженные выхода сахара (45- ), причем дл  проведени  процесса требуетс  аппаратура, выдерживающа  эти жесткие услови  гидролиза, вовторых , под вли нием высоких температур при гидролизе образуетс  целый р д продуктов, загр зн ющих полученные сахарные растворы, что затрудн ет в дальнейшем их переработку на спирт или другие продукты, и в третьих , при гидролизе разбавленными кислотами получаютс  сахарные растворы, содержащие всего 3-5% сахара, так что при сбраживании их на спирт получаетс  спиртова  бражка с очень малым содержанием спирта, дл  отгонки которого необходимо расходовать много пара.

Кроме того, вследствие малого содержани  сахара и загр знени  эти раство (66)

ры можно перерабатывать на другие продукты (глицерин, лимонную кислоту, кормовой сахар) только после тщательной их очистки и добавочного упаривани , что оп ть св зано с большими расходами тепла.

При гидролизе сверхконцентрированной сол ной кислотой больша  часть вышеупом нутых недостатков отпадает. Именно, при осахаривании древесины по этому методу получаютс  почти теоретические выхода сахара (до 68%), концентраци  сахарных растворов даже без упаривани  равна приблизительно 35%, причем эти растворы мало загр знены посторонними веществами, вследствие чего их относительно легко можно переработать не только на спирт, но и на глицерин, кормовой сахар и даже на глюкозу.

Возможность получени  кормового сахара из древесных отходов особенно важна дл  севера, где наличие этого продукта могло бы стать основой дл  развити  животноводства на собственной кормовой базе. Применение сол ной кислоты вместо серной имеет большое народно-хоз йственное значение в виду дефицитности. серной кислоты, между тем, как сод на  кйслйта  ад е гс  отходол р да .пранаводств.

Но в виду применени  дл  гидролиза древесины по этому методу значительных количеств сол ной кислоты и в виду того, что сверхконцентрированна  сол на  кислота корродирует почти все доступные металлы и сплавы, метод этот может бы;ь экономически эффективным только при условии разрешени  вопроса регенерации этой кислоты и подбора материала дл  аппаратуры.

На основании :полученных авторами экспериментальных данных предлагаетс  способ регенерации сол ной кислоты из сахарных растворов, полученных при гидролизе древесины, выпариванием в три фазы.

Перва  фаза выпарки - выпаривание сахарных растворов, поступающих из гидролизной батареи с содержанием сахаров в 35% и сол ной кислоты в 32%, в трубчатых керамических вакуум-аппаратах при темпе ратуре 40-50° и при вакууме 40-30 мм до момента образовани  посто нно кип щей сол ной кислоты и достижени  концентрации Сахаров в 45%. Содержание хлороводорода в сахарном растворе падает в этот момент до 16 объемных процентов.

В этой фазе удал етс  около 60% всего количества хлороводорода, поступавшего с гидролизатом на выпарку, в виде паров, содержащих в среднем около 70% хлороводорода. Расход тепла на выпаривание в этой фазе составл ет около 20% от общего количества тепла, потребного на выпаривание всей кислоты . Такое относительно небольшое количество тепла дл  выпаривани  можно без особых затруднений передать через керамические стенки аппарата, особенно име  в виду, что в этой фазе в зкость растворов растет незначительно.

Втора  фаза выпарки (первый вариант ) - выпаривание сахарных растворов, поступающих после первой фазы выпарки , в трубчатых металлических вакуумаппаратах , построенных из специального с.плава, противосто щего средним концентраци м сол ной кислоты. Выпаривание ведетс  при температуре 40- 50°, при вакууме 40-30 мм, до достижени  концентрации сахара в 65%. Содержание кислоты в сахарном растворе падает при атом до 10 объемных процентов хло,ррводарода. ,В этой ф зе удал етс  около 20% всего количества хлороводорода, поступавшего на выпарку в виде паров, содержащих около 23% хлористого водорода и главную часть уксусной кислоты. Расход тепла на выпаривание в этой же фазе составл ет около 40% от всего расхода тепла на выпаривание. Замена слабо провод щей тепло керамической аппаратуры металлической необходима в виду большого расхода тепла на выпаривание в этой фазе, которое вызвано образованием посто нно кип щей солиной кислоты и быстрым нарастанием в зкости растворов.

Втора  фаза выпарки (второй вариант )- выпаривание сахарных растворов в трубчатых керамических выпарных аппаратах путем вдувани  непосредственно в жидкость воздуха, нагретого до температуры 75-120° при одновременном нагревании выпарного аппарата снаружи. Выпаривание ведетс  при температуре 40- 50° при обыкновенном давлении до достижени  концентрации Сахаров в .65% и падени  кислотности в растворе до 10 объемных процентов хлороводорода.

Треть  фаза выпарки - выпаривание сахарных растворов, поступающих после второй фазы выпарки, в дисковых сушильных аппаратах с помощью гор чего воздуха с температурой 100-140° до стадии сухого продукта, содержащего около 2% хлороводорода. В этой же фазе удал ютс  остаточные 20% общего количества хлороводорода в виде паров сол ной кислоты, содержащих около 20-23% хлороводорода, смешанных с воздухом. Расход тепла в этой же фазе составл ет около 40% всего расхода тепла на выпаривание.

Общие потери хлороводорода при регенерации сол ной кислоты в три фазы составл ет около 5% от полученного сахара при выходе сахара в 65% от абсолютно сухой древесины.

Предмет изобретени .

Способ выделени  сол ной кислоты из сахарных растворов, получаемых при

гидролизе древесины сол ной кислотой, отличающийс  последовательным применением известных приемов: а) выпарки в керамиковых вакуум-аппаратах до получени  посто нно кип щей смеси: сол на  кислота - вода; б) выпарки в

металлических вакуум-аппаратах илк в выпарных аппаратах с продуванием гор чего воздуха до концентрации сахара в растворе около 65% и в) досушивани  в распыленном состо нии а струе гор чих газов.