本發(fā)明屬于有機(jī)合成應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及采用一種來(lái)自化纖廢液回收的半纖維素連續(xù)法制造糠醛技術(shù)，具體為一種連續(xù)流微通道反應(yīng)器半纖維素兩步法制備糠醛的方法。
背景技術(shù)：
：糠醛是一種目前尚不能通過(guò)化學(xué)方法合成的重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，是從糖類化合物中所獲得的唯一一種不飽和大比容有機(jī)化學(xué)品，其化學(xué)性質(zhì)十分活潑，糠醛及其衍生物都是應(yīng)用廣泛的有機(jī)化工中間體。此外，糠醛還可通過(guò)與甲醛的羥甲基化作用生成5-羥甲基糠醛，也可作為原料制備汽油、柴油和航空煤油，由糠醛通過(guò)加氫作用生成的甲基四氫呋喃可直接作為汽油的基料。隨著世界范圍內(nèi)能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，各化工領(lǐng)域?qū)啡┑男枨罅繉?huì)持續(xù)增長(zhǎng)。但是，現(xiàn)有的糠醛生產(chǎn)工藝能耗巨大，環(huán)境污染極其嚴(yán)重，生產(chǎn)成本偏高且收率低下，以上諸多不利因素使歐盟和美國(guó)在過(guò)去數(shù)十年中已嚴(yán)令禁止在本國(guó)范圍內(nèi)生產(chǎn)糠醛。中國(guó)是糠醛生產(chǎn)和出口大國(guó)，占世界糠醛總產(chǎn)量70％左右。鑒于糠醛在有機(jī)化工及能源領(lǐng)域中的重要作用，現(xiàn)有的糠醛生產(chǎn)工藝亟待改進(jìn)。生物質(zhì)水解制糠醛的反應(yīng)機(jī)理是酸在水中電離出的h+與水結(jié)合為h3o+，它使半纖維素中的糖苷鍵的氧原子迅速質(zhì)子化，糖苷鍵因減弱而斷裂，末端形成的碳正離子與水相互作用最終形成單糖，同時(shí)釋放出h+，繼續(xù)與水結(jié)合。水在高溫高壓條件下也可以電離出h+與oh－，具備酸堿自催化功能，因此生物質(zhì)半纖維素在高溫高壓水中的反應(yīng)機(jī)理也符合生物質(zhì)水解的機(jī)理。半纖維素水解產(chǎn)生的木糖上的羥基與氫離子結(jié)合脫去一分子水，同時(shí)環(huán)斷裂形成碳碳雙鍵與碳氧雙鍵，再次脫去兩分子水成環(huán)得糠醛。由半纖維素生成糠醛的機(jī)理及水解動(dòng)力學(xué)半纖維素在酸和水的作用下發(fā)生水解生成戊糖，而后木糖經(jīng)過(guò)異構(gòu)化作用和連續(xù)三步脫水反應(yīng)生成糠醛。以酸為催化劑由木質(zhì)纖維素的半纖維素部分生成的糠醛及木糖進(jìn)一步發(fā)生副反應(yīng)。首先，在酸的作用下，糖苷鍵被打破，半纖維素水解為戊糖，此步反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度較快。隨后，生成的木糖在酸的作用下脫去3分子水生成糠醛。由于糠醛性質(zhì)不穩(wěn)定，會(huì)進(jìn)一步與木糖及反應(yīng)中間產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成胡敏素，糠醛自身也會(huì)發(fā)生樹脂化反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)或溫度較高時(shí)，胡敏素的產(chǎn)生尤為明顯。在水相中，木糖脫水反應(yīng)的活化能(ea＝124kj/mol)，高于糠醛與木糖交互反應(yīng)的活化能(ea＝72kj/mol)及糠醛自身樹脂化反應(yīng)的活化能(ea＝68kj/mol)，而在所有副反應(yīng)中，糠醛與木糖的反應(yīng)是生成胡敏素的主要途徑。以酸為催化劑，由木糖生成糠醛的反應(yīng)過(guò)程是其中木糖的異構(gòu)化是整個(gè)反應(yīng)的限速步驟。通過(guò)以上機(jī)理分析可知，有兩種途徑可提高糠醛的產(chǎn)率和選擇性，一是優(yōu)化反應(yīng)條件減少副反應(yīng)的發(fā)生，二是尋找恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┘涌炷咎堑漠悩?gòu)化反應(yīng)?，F(xiàn)有的糠醛生產(chǎn)工藝存在諸多弊端：首先是收率問(wèn)題，目前世界范圍內(nèi)約70％的糠醛生產(chǎn)企業(yè)采用批處理反應(yīng)器，糠醛收率只有理論值的50％左右，但是消耗蒸汽量卻是糠醛產(chǎn)量的30～50倍，且反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)?，F(xiàn)有的催化體系副反應(yīng)較多，水相、強(qiáng)酸、高溫、與氧氣接觸、較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間等都會(huì)導(dǎo)致糠醛的縮合和樹脂化，同時(shí)，糠醛與木糖及反應(yīng)中間產(chǎn)物之間也會(huì)發(fā)生交互聚合反應(yīng)，糠醛還會(huì)進(jìn)一步降解生成丙酮醛、甲醛、甘油醛、乙醇醛等，這些副反應(yīng)會(huì)降低戊糖生成糠醛的選擇性。其次，稀酸易腐蝕設(shè)備，且其分離和循環(huán)使用非常困難，而稀酸水解法還會(huì)導(dǎo)致大量酸性糠醛廢水產(chǎn)生，治理難度極大。再次，使用蒸汽作為熱源和萃取劑耗能巨大。因此有人希望解決上述問(wèn)題，專利cn102391218a中公開了一種固定床催化木糖脫水制備糠醛的方法：反應(yīng)釜中進(jìn)入3mol/l的酸催化劑溶液，再加助催化劑nacl至飽和，升溫至回流，攪拌形成一個(gè)固定體積和濃度的催化劑層的旋轉(zhuǎn)液面，再將經(jīng)稀酸催化水解秸稈得到的10-20％的木糖按一定速度噴加到反應(yīng)釜中，進(jìn)行木糖脫水反應(yīng)，糠醛溶液經(jīng)精餾得到純度達(dá)到99％以上的糠醛，收率達(dá)到50～70wt％。專利cn102399203a公開了一種溶解漿木片水解液硫酸連續(xù)法制造糠醛技術(shù)，具體地說(shuō)是利用生產(chǎn)溶解漿的闊葉木桉木、楊木等的預(yù)水解液為原料，連續(xù)水解、連續(xù)生產(chǎn)糠醛的技術(shù)。其技術(shù)方案為：一種溶解漿木片水解液硫酸連續(xù)法制造糠醛技術(shù)，預(yù)水解液采用連續(xù)的無(wú)酸條件下制得，過(guò)濾分離水解液和少量的溶解木質(zhì)素；預(yù)水解液脫水反應(yīng)生產(chǎn)糠醛，采用以硫酸為催化劑、連續(xù)化生產(chǎn)工藝。所用生物質(zhì)為資源豐富的闊葉木桉木、楊木等，為糠醛生產(chǎn)開辟了新的豐富的原料資源和方法；水解液用于生產(chǎn)糠醛，而水解后的木片進(jìn)一步生產(chǎn)溶解漿，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)木材中半纖維素和纖維素的高效資源化利用；連續(xù)化的水解工藝和連續(xù)的糠醛生產(chǎn)工藝，糠醛轉(zhuǎn)化率高達(dá)到76.6％；無(wú)酸的水解工藝，水解催化劑為木片本身水解產(chǎn)生的乙酸、甲酸等，大大降低對(duì)設(shè)備的腐蝕。以上方法均未給出反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)收率仍較低。一步法生產(chǎn)糠醛因?yàn)楫a(chǎn)率低，污染嚴(yán)重，原料利用率低，所以兩步法生產(chǎn)糠醛越來(lái)越受到了重視。兩步法是指戊聚糖的水解和戊糖的脫水環(huán)化分別在兩個(gè)不同的水解鍋內(nèi)進(jìn)行，這樣可以根據(jù)每步的最佳實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行反應(yīng)，使反應(yīng)能夠充分進(jìn)行，提高每一步反應(yīng)的產(chǎn)率，所以兩步法糠醛生產(chǎn)工藝的糠醛產(chǎn)率較一步法高，并且原料中木質(zhì)纖維素在戊聚糖水解過(guò)程中不發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)分離可以用來(lái)生產(chǎn)其他具有附加價(jià)值的化學(xué)品，原料的利用率有所提高。而且戊聚糖水解時(shí)的條件比較溫和，容易控制，還可以降低能耗、得到很高的木糖產(chǎn)率。殷艷飛等人[.慈竹竹黃兩步法水解制糠醛[j].中國(guó)造紙學(xué)會(huì)第十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2012:495-500.]以造紙?jiān)鲜Ｓ辔镏顸S為原料，對(duì)兩步稀酸水解制備糠醛的工藝條件進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，戊糖得率最高的反應(yīng)條件為固液比1:10，溫度115℃，反應(yīng)時(shí)間2.5h，硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5％，此條件下聚戊糖轉(zhuǎn)化率可達(dá)到72.06％。在溫度154℃，反應(yīng)時(shí)間8h，硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)19.34％，戊糖初始含量4.53％的條件下，糠醛得率可達(dá)到理論得率的63.85。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明正是基于以上技術(shù)問(wèn)題，提供一種利用連續(xù)流微通道反應(yīng)器將半纖維素制備糠醛的方法。該方法可利用化纖行業(yè)廢堿液回收的半纖維素為原料，在連續(xù)微通道反應(yīng)器中，采用兩步法反應(yīng)將半纖維素直接轉(zhuǎn)化成糠醛，通過(guò)分離，回收催化劑的方式，使產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)效益、降低污染、改善生態(tài)環(huán)境等方面均有較大提高。微反應(yīng)工藝，即采用微通道反應(yīng)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)鍋進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的工藝，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種連續(xù)流微通道反應(yīng)器半纖維素兩步法制備糠醛的方法，該方法分兩步進(jìn)行：第一反應(yīng)區(qū)：(1)為使反應(yīng)達(dá)到最佳得率，將含半纖維素的原料配置成半纖維素含量為8-20wt％的水溶液，催化劑配成30-80wt％的水溶液，超出這個(gè)范圍，將有固體析出，堵塞反應(yīng)器，影響反應(yīng)的進(jìn)行；(2)將配置好的半纖維素水溶液和催化劑(硫酸或鹽酸)水溶液，經(jīng)由各自計(jì)量泵控制半纖維素水溶液和催化劑硫酸或鹽酸水溶液，進(jìn)入混合模塊-1，混合后再進(jìn)入微通道反應(yīng)器預(yù)熱模塊-1進(jìn)行預(yù)熱，設(shè)定溫度為90-120℃，壓力0.1～0.5mpa，由外部換熱器進(jìn)行控制，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，再同步進(jìn)入增強(qiáng)傳質(zhì)型模塊-1內(nèi)進(jìn)行混合反應(yīng)，反應(yīng)溫度同樣由外部換熱器進(jìn)行控制在90-120℃；(3)在該反應(yīng)模塊-1中發(fā)生反應(yīng)后，繼續(xù)通過(guò)一系列增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道模塊-1，設(shè)定溫度為90-120℃，壓力0.1～0.5mpa，反應(yīng)時(shí)間60-120s，反應(yīng)過(guò)程完成后，生成的木糖溶液，從反應(yīng)器-1的出口流出，進(jìn)入混合模塊-2；第二反應(yīng)區(qū)(4)在此混合模塊-2中，加入催化劑硫酸或鹽酸及阻聚劑，混合后進(jìn)入預(yù)熱模塊-2，升溫至180-220℃，進(jìn)入反應(yīng)模塊-2，設(shè)定溫度為180-220℃，壓力1.6～2.2mpa，由外部換熱器進(jìn)行控制，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，再同步進(jìn)入增強(qiáng)傳質(zhì)型模塊內(nèi)進(jìn)行混合反應(yīng)，混合溫度同樣由外部換熱器進(jìn)行控制在180-220℃；(5)在該反應(yīng)模塊-1中進(jìn)行反應(yīng)后，繼續(xù)通過(guò)一系列增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道模塊-2，反應(yīng)時(shí)間1-5min，反應(yīng)過(guò)程完成后，產(chǎn)物從反應(yīng)器的出口流出；(6)自微通道反應(yīng)器-2出口得到的反應(yīng)液進(jìn)入分離器，分離器用夾套加熱維持溫度180-220℃，生成的糠醛與水蒸汽通過(guò)節(jié)流閥進(jìn)入分餾塔，得到的粗糠醛再通過(guò)精餾得到成品糠醛；由微通道反應(yīng)器出來(lái)的反應(yīng)液以切線方式進(jìn)入分離器，在此進(jìn)行氣液分離，糠醛與水蒸氣混合氣體，由上部導(dǎo)氣管通過(guò)節(jié)流閥排出進(jìn)入分餾塔，液體落入分離器內(nèi)，該液體為微量未反應(yīng)的的木糖和酸性催化劑，落入分離器下部液體中繼續(xù)反應(yīng)，用泵從分離器底部抽出，在維持分離器液面的同時(shí)，多余液體打回微通道反應(yīng)器混合模塊-2內(nèi)，根據(jù)測(cè)定結(jié)果補(bǔ)加催化劑，維持催化劑的濃度3-5mol/l；所述的半纖維素原料來(lái)自化纖廢液回收的半纖維素含量為10-25wt％的水溶液或半纖維含量為50-80wt％的固體物。第一步反應(yīng)，所述的半纖維素水溶液流量60-120ml/min；催化劑為硫酸或鹽酸，當(dāng)采用的催化劑為硫酸時(shí)，控制其流速為6-12ml/min，當(dāng)采用的催化劑為鹽酸時(shí)，控制其流速為6-15ml/min；停留時(shí)間均為60-120秒。第二步反應(yīng)所述的木糖溶液流量60-120ml/min；催化劑為硫酸或鹽酸，當(dāng)采用的催化劑為硫酸時(shí)，控制其流量為6-12ml/min，當(dāng)采用的催化劑為鹽酸時(shí)，控制其流量為6-15ml/min；停留時(shí)間均為1-5min。所用的微通道反應(yīng)器為美國(guó)康寧公司的增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道反應(yīng)器，該反應(yīng)系統(tǒng)由多塊模塊組裝而成；該模塊的材質(zhì)為碳化硅硅和特種玻璃等；模塊內(nèi)微通道結(jié)構(gòu)為增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)為心型結(jié)構(gòu)。所述的阻聚劑為羥基苯甲醚、對(duì)叔丁基鄰苯二酚、對(duì)苯二酚、n-苯基取代脲、硫脲、萘胺和三苯基磷中的任意一種或多種的混合物，添加量為0.1wt％～1wt％。所述的分離器為用于連續(xù)反應(yīng)器的物料分離器，該分離器包括分離器罐體和循環(huán)反應(yīng)器，在所述的分離器罐體和循環(huán)反應(yīng)器外部均設(shè)有蒸汽夾套，物料泵的進(jìn)料口與分離器罐體的底部連通，物料泵的出料口通過(guò)三通，一端通向混合器，另外一出口通過(guò)分流閥與循環(huán)反應(yīng)器連接，循環(huán)反應(yīng)器通過(guò)管道與分離器罐體連通，攪拌器設(shè)置在分離器罐體內(nèi)，溫度計(jì)設(shè)置在分離器罐體上。所述的分離器罐體為圓柱形錐體結(jié)構(gòu)，具有球形封頭，在分離器罐體的頂部設(shè)置有壓力傳感器，壓力傳感器與壓力顯示器相連接；在所述的分離器罐體上設(shè)置氣體物料排出節(jié)流閥，物料排出節(jié)流閥設(shè)置在氣體排出口處。所述反應(yīng)物料通過(guò)循環(huán)反應(yīng)器以切線方向進(jìn)入分離器上部；所述的循環(huán)反應(yīng)器內(nèi)裝有sv型原件；所述的攪拌器為渦輪式攪拌器，距離所述分離器罐體圓筒直筒底部5cm-10cm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：(一)、連續(xù)流微通道反應(yīng)器半纖維素兩步法制備糠醛，瞬間反應(yīng)物料量小，可精確控制反應(yīng)條件自動(dòng)控制程度高,較好的實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)過(guò)程。在收率、選擇性或安全性等方面得到提高。本發(fā)明采用連續(xù)流微通道反應(yīng)器，反應(yīng)時(shí)間從傳統(tǒng)的數(shù)小時(shí)縮短到1至5分鐘，顯著提高了反應(yīng)效率。(二)、由于原料在微通道中混合極佳，溫度精確控制，反應(yīng)過(guò)程中，催化劑的用量可以大大減少，還可回用，降低了成本，且產(chǎn)物的選擇性明顯提高。(三)、本發(fā)明中使用連續(xù)流微通道反應(yīng)器材質(zhì)為特種玻璃及碳化硅，計(jì)量泵的材質(zhì)為聚四氟乙烯或玻璃，耐腐蝕性優(yōu)良，解決了在常規(guī)反應(yīng)器中腐蝕設(shè)備嚴(yán)重的問(wèn)題。(四)、在微通道反應(yīng)器中，從進(jìn)料、預(yù)熱、混合以及反應(yīng)過(guò)程全程為連續(xù)流反應(yīng)，避免了常規(guī)間歇反應(yīng)中需要額外配置裝置和轉(zhuǎn)移中出現(xiàn)的泄露，環(huán)保安全，生產(chǎn)效率高。(五)、糠醛生產(chǎn)中主反應(yīng)是木糖脫水環(huán)化生成糠醛，同時(shí)有副反應(yīng)發(fā)生，主要的副反應(yīng)有在高溫和酸性條件下糠醛聚合生成低聚產(chǎn)物以及高溫下糠醛分解等反應(yīng)。因此如果能把生成的糠醛立即從反應(yīng)系統(tǒng)(酸性、高溫)中移出，減少其在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，應(yīng)是提高糠醛得率的有效的途徑之一，本申請(qǐng)中所述的裝置即可完成該操作。(六)、我們利用用化纖行業(yè)廢堿液回收的半纖維素為原料，采用連續(xù)流微通道反應(yīng)器將半纖維素直接轉(zhuǎn)化成糠醛，通過(guò)分離，回收催化劑的方式，在產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)效益、降低污染改善生態(tài)環(huán)境等方面均有較大的提高。(七)、反應(yīng)中沒(méi)有廢酸液排出，全部回用，減少了對(duì)環(huán)境的污染。附圖說(shuō)明：圖1為實(shí)施例1中采用的連續(xù)流微通道反應(yīng)器的工藝流程示意圖。圖2為本發(fā)明中所述用于連續(xù)反應(yīng)器的物料分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1——分離器筒體；2——循環(huán)反應(yīng)器；3——蒸汽夾套；4——分流閥；5——物料泵；6——攪拌器；7——溫度計(jì)；8——節(jié)流閥。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加便于理解，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明中所述的工藝做進(jìn)一步的闡述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。本申請(qǐng)文件中的％，如無(wú)特殊說(shuō)明，均表示wt％。下述實(shí)施例中所用的分離器為用于連續(xù)反應(yīng)器的物料分離器，該分離器包括分離器罐體和循環(huán)反應(yīng)器，在所述的分離器罐體和循環(huán)反應(yīng)器外部均設(shè)有蒸汽夾套，物料泵的進(jìn)料口與分離器罐體的底部連通，物料泵的出料口通過(guò)三通，一端通向混合器，另外一出口通過(guò)分流閥與循環(huán)反應(yīng)器連接，循環(huán)反應(yīng)器通過(guò)管道與分離器罐體連通，攪拌器設(shè)置在分離器罐體內(nèi)，溫度計(jì)設(shè)置在分離器罐體上。所述的分離器罐體為圓柱形錐體結(jié)構(gòu)，具有球形封頭，在分離器罐體的頂部設(shè)置有壓力傳感器，壓力傳感器與壓力顯示器相連接；在所述的分離器罐體上設(shè)置氣體物料排出節(jié)流閥，物料排出節(jié)流閥設(shè)置在氣體排出口處。所述反應(yīng)物料通過(guò)循環(huán)反應(yīng)器以切線方向進(jìn)入分離器上部；所述的循環(huán)反應(yīng)器內(nèi)裝有sv型原件；所述的攪拌器為渦輪式攪拌器，距離所述分離器罐體圓筒直筒底部5cm-10cm。連續(xù)流微通道反應(yīng)器半纖維素兩步法制備糠醛的方法：設(shè)備分為兩個(gè)反應(yīng)區(qū)第一反應(yīng)區(qū)：(1)為使反應(yīng)達(dá)到最佳得率，將半纖維素的原料配置成半纖維素含量為8-20wt％的水溶液，催化劑配成30-80wt％的水溶液，超出這個(gè)范圍，將有固體析出，堵塞反應(yīng)器，影響反應(yīng)的進(jìn)行；(2)8-20％的半纖維素水溶液和催化劑硫酸或鹽酸水溶液，經(jīng)由各自計(jì)量泵控制半纖維素水溶液和催化劑硫酸或鹽酸水溶液，進(jìn)入混合模塊-1，混合后再進(jìn)入微通道反應(yīng)器預(yù)熱模塊-1進(jìn)行預(yù)熱，設(shè)定溫度為90-120℃，壓力0.1～0.5mpa，由外部換熱器進(jìn)行控制，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，再同步進(jìn)入增強(qiáng)傳質(zhì)型模塊-1內(nèi)進(jìn)行混合反應(yīng)，反應(yīng)溫度同樣由外部換熱器進(jìn)行控制在90-120℃；(3)在該反應(yīng)模塊-1中發(fā)生反應(yīng)后，繼續(xù)通過(guò)一系列增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道模塊-1，設(shè)定溫度為90-120℃，壓力0.1～0.5mpa，反應(yīng)時(shí)間60-120s，反應(yīng)過(guò)程完成后，生成的木糖溶液，從反應(yīng)器-1的出口流出，進(jìn)入混合模塊-2；第二反應(yīng)區(qū)(4)在此混合模塊-2中，加入催化劑硫酸或鹽酸及阻聚劑，混合后進(jìn)入預(yù)熱模塊-2，升溫至180-220℃，進(jìn)入反應(yīng)模塊-2，設(shè)定溫度為180-220℃，壓力1.6～2.2mpa，由外部換熱器進(jìn)行控制，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，再同步進(jìn)入增強(qiáng)傳質(zhì)型模塊內(nèi)進(jìn)行混合反應(yīng)，混合溫度同樣由外部換熱器進(jìn)行控制在180-220℃；(5)在該反應(yīng)模塊-1中進(jìn)行反應(yīng)后，繼續(xù)通過(guò)一系列增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道模塊-2，反應(yīng)時(shí)間1-5min，反應(yīng)過(guò)程完成后，產(chǎn)物從反應(yīng)器的出口流出；(6)自微通道反應(yīng)器-2出口得到的反應(yīng)液進(jìn)入分離器，分離器用夾套加熱維持溫度180-220℃，生成的糠醛與水蒸汽通過(guò)節(jié)流閥進(jìn)入分餾塔，得到的粗糠醛再通過(guò)精餾得到成品糠醛；由微通道反應(yīng)器出來(lái)的反應(yīng)液以切線方式進(jìn)入分離器，在此進(jìn)行氣液分離，糠醛與水蒸氣混合氣體，由上部導(dǎo)氣管通過(guò)節(jié)流閥排出進(jìn)入分餾塔，液體落入分離器內(nèi)，該液體為微量未反應(yīng)的的木糖和酸性催化劑，落入分離器下部液體中繼續(xù)反應(yīng)，用泵從分離器底部抽出，在維持分離器液面的同時(shí)，多余液體打回微通道反應(yīng)器混合模塊-2內(nèi)，根據(jù)測(cè)定結(jié)果補(bǔ)加催化劑，維持催化劑的濃度3-5mol/l；所述的半纖維素原料來(lái)自化纖廢液回收的半纖維素含量為10-25wt％的水溶液或含量50-80％的固體物；第一步反應(yīng)，所述的半纖維素水溶液流量60-120ml/min；催化劑硫酸流速6-12ml/min或鹽酸6-15ml/min；停留時(shí)間60-120秒；第二步反應(yīng)所述的木糖溶液流量60-120ml/min；催化劑硫酸流量6-12ml/min或鹽酸6-15ml/min；停留時(shí)間30-300s；所用的微通道反應(yīng)器為美國(guó)康寧公司的增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道反應(yīng)器，該反應(yīng)系統(tǒng)由多塊模塊組裝而成；該模塊的材質(zhì)為碳化硅硅和特種玻璃等；模塊內(nèi)微通道結(jié)構(gòu)為增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)為心型結(jié)構(gòu)。所述的阻聚劑為羥基苯甲醚或?qū)κ宥』彵蕉?、?duì)苯二酚、n-苯基取代脲、硫脲、萘胺、三苯基磷中的任意一種或多種的混合物，添加量為0.1wt％～1wt％。實(shí)施例1：所用連續(xù)流微通道反應(yīng)器為美國(guó)康寧公司的增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道反應(yīng)器，(該反應(yīng)器的模式為“心型”結(jié)構(gòu)功能模塊)水利直徑8mm，參照?qǐng)D1、確定微通道反應(yīng)器連接模式，混合反應(yīng)模塊數(shù)根據(jù)流速與反應(yīng)停留時(shí)間確定，加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。半纖維素原料來(lái)自化纖廢液回收的半纖維素含量為20％的混濁液，設(shè)備分為兩個(gè)反應(yīng)區(qū)第一反應(yīng)區(qū)：(1)為使反應(yīng)達(dá)到最佳得率，將半纖維素的原料配置成半纖維素含量為20wt％的水溶液，催化劑硫酸配成40wt％的水溶液，超出這個(gè)范圍，將有固體析出，堵塞反應(yīng)器，影響反應(yīng)的進(jìn)行；(2)20％的半纖維素水溶液和催化劑硫酸水溶液，經(jīng)由各自計(jì)量泵控制半纖維素水溶液和催化劑硫酸或鹽酸水溶液，按1︰0.15進(jìn)入混合模塊-1，混合后再進(jìn)入微通道反應(yīng)器預(yù)熱模塊-1進(jìn)行預(yù)熱，設(shè)定溫度為110℃，壓力0.1～0.5mpa，由外部換熱器進(jìn)行控制，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，再同步進(jìn)入增強(qiáng)傳質(zhì)型模塊-1內(nèi)進(jìn)行混合反應(yīng)，反應(yīng)溫度同樣由外部換熱器進(jìn)行控制在110℃；(3)在該反應(yīng)模塊-1中，繼續(xù)通過(guò)一系列增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道模塊-1，設(shè)定溫度為110℃，壓力0.1～0.5mpa，反應(yīng)時(shí)間60s，反應(yīng)過(guò)程完成后，生成的木糖溶液，從反應(yīng)器-1的出口流出，進(jìn)入混合模塊-2；第一步反應(yīng)，所述的半纖維素水溶液流量100ml/min；催化劑硫酸流速8ml/min；停留時(shí)間60秒；第二反應(yīng)區(qū)(4)在此混合模塊-2中，加入催化劑硫酸及阻聚劑((羥基苯甲醚與硫脲1比1重量比混合物)，混合后進(jìn)入預(yù)熱模塊-2，升溫至200℃，進(jìn)入反應(yīng)模塊-2，設(shè)定溫度為200℃，壓力1.8mpa，由外部換熱器進(jìn)行控制，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，再同步進(jìn)入增強(qiáng)傳質(zhì)型模塊內(nèi)進(jìn)行混合反應(yīng)，混合溫度同樣由外部換熱器進(jìn)行控制在200℃；(5)在該反應(yīng)模塊-2中，繼續(xù)通過(guò)一系列增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道模塊-2，反應(yīng)時(shí)間90s，反應(yīng)過(guò)程完成后，產(chǎn)物從反應(yīng)器的出口流出；(6)自微通道反應(yīng)器-2出口得到的反應(yīng)液進(jìn)入分離器，分離器用夾套加熱維持溫度200℃，生成的糠醛與水蒸汽通過(guò)節(jié)流閥進(jìn)入分餾塔，得到的粗糠醛再通過(guò)精餾得到成品糠醛；第二步反應(yīng)所述的催化劑硫酸流量6ml/min；阻聚劑(羥基苯甲醚與硫脲1比1重量比混合物)流量0.1ml/min停留時(shí)間90s。由微通道反應(yīng)器出來(lái)的反應(yīng)液以切線方式進(jìn)入分離器，在此進(jìn)行氣液分離，糠醛與水蒸氣混合氣體，由上部導(dǎo)氣管通過(guò)節(jié)流閥排出進(jìn)入分餾塔，液體落入分離器內(nèi)，該液體為微量未反應(yīng)的的木糖和酸性催化劑，落入分離器下部液體中繼續(xù)反應(yīng)，用泵從分離器底部抽出，在維持分離器液面的同時(shí)，多余液體打回微通道反應(yīng)器混合模塊-2內(nèi)，根據(jù)測(cè)定結(jié)果補(bǔ)加催化劑，維持催化劑的濃度3.5mol/l；糠醛轉(zhuǎn)化率94％。本發(fā)明方法與傳統(tǒng)釜式反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)時(shí)間的對(duì)比，見下表：不同反應(yīng)方法對(duì)轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)時(shí)間的影響反應(yīng)時(shí)min糠醛轉(zhuǎn)化率％間歇釜水解24075本發(fā)明水解2.594實(shí)施例2：本發(fā)明采用的微通道反應(yīng)器為美國(guó)康寧公司的增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道反應(yīng)器，該反應(yīng)系統(tǒng)由多塊模塊組裝而成；該模塊的材質(zhì)為碳化硅和特種玻璃等；模塊內(nèi)微通道結(jié)構(gòu)分直流型通道結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)兩種，直流型通道為管狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)為心型結(jié)構(gòu)，通道水力直徑為8mm；所用連續(xù)流微通道反應(yīng)器(直通道功能模塊+“心型”結(jié)構(gòu)功能模塊)流程，參照?qǐng)D1、確定微通道反應(yīng)器連接模式，混合反應(yīng)模塊數(shù)根據(jù)流速與反應(yīng)停留時(shí)間確定，加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。半纖維素原料來(lái)自化纖廢液回收的半纖維素含量為70％的固體物，設(shè)備分為兩個(gè)反應(yīng)區(qū)第一反應(yīng)區(qū)：(1)為使反應(yīng)達(dá)到最佳得率，將半纖維素的原料配置成半纖維素含量為20wt％的水溶液，催化劑鹽酸配成30wt％的水溶液，超出這個(gè)范圍，將有固體析出，堵塞反應(yīng)器，影響反應(yīng)的進(jìn)行；(2)20％的半纖維素水溶液和催化劑鹽酸水溶液，經(jīng)由各自計(jì)量泵控制半纖維素水溶液和催化劑硫酸或鹽酸水溶液，按1︰0.15進(jìn)入混合模塊-1，混合后再進(jìn)入微通道反應(yīng)器預(yù)熱模塊-1進(jìn)行預(yù)熱，設(shè)定溫度為110℃，壓力0.1～0.5mpa，由外部換熱器進(jìn)行控制，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，再同步進(jìn)入增強(qiáng)傳質(zhì)型模塊-1內(nèi)進(jìn)行混合反應(yīng)，反應(yīng)溫度同樣由外部換熱器進(jìn)行控制在110℃；(3)在該反應(yīng)模塊-1中，繼續(xù)通過(guò)一系列增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道模塊-1，設(shè)定溫度為110℃，壓力0.1～0.5mpa，反應(yīng)時(shí)間40s，反應(yīng)過(guò)程完成后，生成的木糖溶液，從反應(yīng)器-1的出口流出，進(jìn)入混合模塊-2；第一步反應(yīng)，所述的半纖維素水溶液流量110ml/min；催化劑鹽酸流速10ml/min；停留時(shí)間40秒；第二反應(yīng)區(qū)(4)在此混合模塊-2中，加入催化劑硫酸及阻聚劑(羥基苯甲醚與硫脲1比1重量比混合物)，混合后進(jìn)入預(yù)熱模塊-2，升溫至200℃，進(jìn)入反應(yīng)模塊-2，設(shè)定溫度為200℃，壓力1.8mpa，由外部換熱器進(jìn)行控制，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，再同步進(jìn)入增強(qiáng)傳質(zhì)型模塊內(nèi)進(jìn)行混合反應(yīng)，混合溫度同樣由外部換熱器進(jìn)行控制在200℃；(5)在該反應(yīng)模塊-2中，繼續(xù)通過(guò)一系列增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道模塊-2，反應(yīng)時(shí)間90s，反應(yīng)過(guò)程完成后，產(chǎn)物從反應(yīng)器的出口流出；(6)自微通道反應(yīng)器-2出口得到的反應(yīng)液進(jìn)入分離器，分離器用夾套加熱維持溫度200℃，生成的糠醛與水蒸汽通過(guò)節(jié)流閥進(jìn)入分餾塔，得到的粗糠醛再通過(guò)精餾得到成品糠醛；第二步反應(yīng)所述的催化劑鹽酸流量10ml/min；阻聚劑(羥基苯甲醚與硫脲1比1重量比混合物)流量0.1ml/min停留時(shí)間80s；；由微通道反應(yīng)器出來(lái)的反應(yīng)液以切線方式進(jìn)入分離器，在此進(jìn)行氣液分離，糠醛與水蒸氣混合氣體，由上部導(dǎo)氣管通過(guò)節(jié)流閥排出進(jìn)入分餾塔，液體落入分離器內(nèi)，該液體為微量未反應(yīng)的的木糖和催化劑鹽酸，落入分離器下部液體中繼續(xù)反應(yīng)，用泵從分離器底部抽出，在維持分離器液面的同時(shí)，多余液體打回微通道反應(yīng)器混合模塊-2內(nèi)，根據(jù)測(cè)定結(jié)果補(bǔ)加催化劑，維持催化劑的濃度3.5mol/l；糠醛轉(zhuǎn)化率96％。本發(fā)明方法與傳統(tǒng)釜式反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)時(shí)間的對(duì)比，見下表：不同反應(yīng)方法對(duì)轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)時(shí)間的影響雖然本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)闡述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在此基礎(chǔ)上所做出的未超出權(quán)利要求保護(hù)范圍的任何形式和細(xì)節(jié)的變化，均屬于本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12