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摘 要：糠醛，实质上是一种应用范围十分广泛的化工原料，对于我国化工事业的的发展具有十分重要的作用。目前，糠醛现有的生产工艺，在环境污染、能源消耗以及生产效率等多个方面存在一些比较严重的问题，针对这一实际情况，需要制定相应的解决策略，保证糠醛的顺利生产。本文主要针对糠醛生产工艺进行深入的分析，探究糠醛的制备方法，以促进糠醛的生产。
关键词：糠醛 生产工艺 制备方法 研究
一、前言
就目前来看，糠醛还无法利用化学方法合成，它是一种非常重要的有机化工原料，是唯一一个由糖类化合物中摄取的不饱和大比容有机化学品。糠醛的化学性质呈现非常活泼的状态，它能够与甲醛中的羟甲产生基化作用，生产5-羟甲基糠醛，还可以作为航空煤油、原料制备柴油以及原料制备汽油，对糠醛进行加氢处理能够生成甲基四氢呋喃，而且还可以将这一生成物能够直接当做汽油中的基料进行使用。
二、糠醛生产工艺概述
从工业生产方面来看，糠醛主要是由木质纤维素生物质中含有的半纤维素在烯酸的催化作用下水解而获取的一种物质，
就目前来看，糠醛在工艺生产中，主要采用的是连续反应器，在水解锅内将稀酸水溶液与原料融合在一起，反应过程中所需要的热量由高压蒸汽提供；同时，蒸汽还能够及时的将糠醛移除反应体系中，以此来控制由于二次反应导致糠醛生产效率的降低。糠醛生产过程中，经常使用的生产工艺条件为H2SO4用量为3%，高温高压下反应3小时至10小时，固液比在2：1或者3：1，受到很多条件的制约，工业生产方面，糠醛的最大收率最多达到理论值的40%-55%。反应器出口蒸汽中的糠醛质量分数，大约在3%左右，糠醛与水混合之后，能够生产粗醛，粗醛在使用汽提塔进行浓缩的时候，可以生成含有糠醛的蒸汽。糠醛在水中具备的溶解能力十分有限，而且相分离现象非常的明显，进一步使用连续精馏塔对下层富含糠醛相进行合理的提纯与精制，以此获取糠醛成品，上层含水相通过回流的方式，进入到汽提塔中。在分离的过程中，乙酸与甲醇均为有价副产物，水解之后形成的糠醛废渣，可以将其当做锅炉燃料进行使用。
三、改进糠醛生产工艺及制备方法的研究进展
想要从根本上解决糠醛生产过程中存在的环境污染严重、能源消耗大、生产效率低等一系列问题，就需要对现有糠醛生产工艺进行合理的改进，因此要重视新型绿色溶剂体系与催化体系的开发，创新糠醛制备方法。
1、溶剂体系
就目前来看，糠醛制备过程中的研究，采用的溶剂主要划分为双相体系与单相体系。单相体系中，最为绿色的反应溶剂就是水，但是在反应过程中会出现副反应，所以将水作为反应溶剂的体系，糠醛生产效率通常都比较低，而且水溶剂的沸点也非常低，导致反应需要以高压为条件。在研究单相体系的过程中，代替水的溶剂相主要包括这一系列溶剂体系相比于糖类化合物，在作为原料生产制备糠醛时的效果要更好。双相体系，主要由水相与有机相组合而成，双相体系中主要的有机相包括SMSO、THF、MIBK、甲苯以及丁醇等；如图1所示，将木糖作为糠醛的生产原料，采用双相体系对糠醛进行制备；双相体系与水相体系相比较而言，具有更大的优势，有机相的加入，使水相中形成的糠醛，能够快速的萃取到有机相中，在很大程度上降低了副反应的发生几率，从而提高了糠醛的收率，加强了糠醛的选择性，还在一定程度上减少了污水的排放，还可以对有机相进行回用处理。但是，目前糠醛在制备过程中的温度，通常要比常用有机溶剂的沸点要高，产生的有机蒸汽毒性较大，而且使用沸点较高的有机溶剂，还会增加糠醛在分离过程中资金成本的花费；所以，反应温度只有在低于有机溶剂沸点的时候，双相体系的应用价值才会更大。
2、催化剂
由于均相酸催化剂在糠醛生产中达不到绿色化学的相关标准，所以应当重视开发热稳定性较好的非均相催化剂；一些研究学者在糠醛制备方面开发了很多的固体酸化剂，主要包磺化金属氧化物、片状过渡金属氧化物、改性介孔二氧化硅、微孔硅磷酸铝、含有高活性位点的层状沸石、微孔至介孔之间的铌负载硅酸盐材料、磺化MCM-41分子筛、HPA、以及CsxPW等。另外，离子交换树脂、丝光沸石、ZSM-5以及磷酸钙等也在制备糠醛中有所应用。固体酸催化剂在糠醛制备中具有良好的效果，但是制备流程非常复杂，而且需要花费的资金成本也比较多，容易造成活性丢失，所以应当重视研究与开发廉价高效的固体酸。
3、添加剂与分离方式
提升糠醛的选择性，就需要及时的从反应体系中移出生成糠醛，所以，应当重视糠醛分离方式的研究，例如：采用高分子吸附剂进行分离，将超临界CO2作为萃取剂进行分离、同步分离等一系列分离方式，在糠醛分离中均有使用。另外，将氯化物加入到反应体系中，将其作为添加剂进行分离的研究也正在进行过程中。近年来，随着相关研究的深入发展，等一系列氯化物在催化木糖制备糠醛方面，已经被证实具有良好的催化作用。这些研究结果表明，氯化物的作用不仅仅只是“盐析”，它在糠醛制备过程中起着非常直接的催化作用，氯离子能够在很大程度上加快脱水反应的效率，有效缩短反应时间。同时，氯化物阳离子也具有非常重要的催化作用。氯化物与固体酸、均相酸相比而言，在回用方面与价格方面具有非常明显的优势，若是能够找寻到糠醛制备过程中具备较好催化性能的氯化物，那么就能够有效的代替催化剂。
4、糠醛制备原料与加热方法
工业上对于糠醛生产采用的原料，大多数都是农林废弃物，近年来开始逐渐重视半纤维素提取液、木聚糖、木糖等作为糠醛制备原料。木糖是糠醛制备过程中的直接物料，以木糖作为制备原料，在很大程度上能夠提高糠醛的生产效率，但是木糖的成本太高，在经济方面不具有可行性；在将半纤维素提取液作为糠醛制备原料的时候，需要对其进行预先处理，而且反应步骤较为复杂；木质纤维是糠醛制备过程中最为廉价的一种原料，应用木质纤维制备糠醛，能够有效的促进农林废弃物资源化，但是木质纤维的成分比较复杂，所以糠醛的生产效率较低。另外，糠醛制备过程中，开始逐渐重视新型加热方法的应用，例如：微波加热法的应用，在一定程度上提升了糠醛的生产效率。
四、结语
随着全球环境问题与能源危机的日趋严峻，各个化工领域对于糠醛的需求量也在不断的扩大，但是现有的糠醛生产工艺还存在诸多的问题，如环境污染严重、能耗大、生产效率低、生产成本高等；我国是糠醛生产与出口的主要国家之一，所以必须改进糠醛生产工艺，创新制备方法，根据糠醛生产制备的实际情况，制定出相应的解决策略，加大糠醛生产工艺及制备方法的研究力度，以此促进糠醛的生产效率与制备质量。
参考文献
[1]张璐鑫，于宏兵.糠醛生产工艺及制备方法研究进展[J].化工进展，2013（05）.
[2]徐菊，肖传豪，于英慧.糠醛生产工艺技术及展望[J].濮阳职业技术学院学报，2010（08）.
[3]荣春光.糠醛生产工艺研究及糠醛废渣的综合利用[J].吉林大学学报，2012（18）.
[4]陈文明.生物质基本糖制备糠醛的研究[J].安微理工大学学报，2009（11）.
关键词：糠醛 生产工艺 制备方法 研究
一、前言
就目前来看，糠醛还无法利用化学方法合成，它是一种非常重要的有机化工原料，是唯一一个由糖类化合物中摄取的不饱和大比容有机化学品。糠醛的化学性质呈现非常活泼的状态，它能够与甲醛中的羟甲产生基化作用，生产5-羟甲基糠醛，还可以作为航空煤油、原料制备柴油以及原料制备汽油，对糠醛进行加氢处理能够生成甲基四氢呋喃，而且还可以将这一生成物能够直接当做汽油中的基料进行使用。
二、糠醛生产工艺概述
从工业生产方面来看，糠醛主要是由木质纤维素生物质中含有的半纤维素在烯酸的催化作用下水解而获取的一种物质，
就目前来看，糠醛在工艺生产中，主要采用的是连续反应器，在水解锅内将稀酸水溶液与原料融合在一起，反应过程中所需要的热量由高压蒸汽提供；同时，蒸汽还能够及时的将糠醛移除反应体系中，以此来控制由于二次反应导致糠醛生产效率的降低。糠醛生产过程中，经常使用的生产工艺条件为H2SO4用量为3%，高温高压下反应3小时至10小时，固液比在2：1或者3：1，受到很多条件的制约，工业生产方面，糠醛的最大收率最多达到理论值的40%-55%。反应器出口蒸汽中的糠醛质量分数，大约在3%左右，糠醛与水混合之后，能够生产粗醛，粗醛在使用汽提塔进行浓缩的时候，可以生成含有糠醛的蒸汽。糠醛在水中具备的溶解能力十分有限，而且相分离现象非常的明显，进一步使用连续精馏塔对下层富含糠醛相进行合理的提纯与精制，以此获取糠醛成品，上层含水相通过回流的方式，进入到汽提塔中。在分离的过程中，乙酸与甲醇均为有价副产物，水解之后形成的糠醛废渣，可以将其当做锅炉燃料进行使用。
三、改进糠醛生产工艺及制备方法的研究进展
想要从根本上解决糠醛生产过程中存在的环境污染严重、能源消耗大、生产效率低等一系列问题，就需要对现有糠醛生产工艺进行合理的改进，因此要重视新型绿色溶剂体系与催化体系的开发，创新糠醛制备方法。
1、溶剂体系
就目前来看，糠醛制备过程中的研究，采用的溶剂主要划分为双相体系与单相体系。单相体系中，最为绿色的反应溶剂就是水，但是在反应过程中会出现副反应，所以将水作为反应溶剂的体系，糠醛生产效率通常都比较低，而且水溶剂的沸点也非常低，导致反应需要以高压为条件。在研究单相体系的过程中，代替水的溶剂相主要包括这一系列溶剂体系相比于糖类化合物，在作为原料生产制备糠醛时的效果要更好。双相体系，主要由水相与有机相组合而成，双相体系中主要的有机相包括SMSO、THF、MIBK、甲苯以及丁醇等；如图1所示，将木糖作为糠醛的生产原料，采用双相体系对糠醛进行制备；双相体系与水相体系相比较而言，具有更大的优势，有机相的加入，使水相中形成的糠醛，能够快速的萃取到有机相中，在很大程度上降低了副反应的发生几率，从而提高了糠醛的收率，加强了糠醛的选择性，还在一定程度上减少了污水的排放，还可以对有机相进行回用处理。但是，目前糠醛在制备过程中的温度，通常要比常用有机溶剂的沸点要高，产生的有机蒸汽毒性较大，而且使用沸点较高的有机溶剂，还会增加糠醛在分离过程中资金成本的花费；所以，反应温度只有在低于有机溶剂沸点的时候，双相体系的应用价值才会更大。
2、催化剂
由于均相酸催化剂在糠醛生产中达不到绿色化学的相关标准，所以应当重视开发热稳定性较好的非均相催化剂；一些研究学者在糠醛制备方面开发了很多的固体酸化剂，主要包磺化金属氧化物、片状过渡金属氧化物、改性介孔二氧化硅、微孔硅磷酸铝、含有高活性位点的层状沸石、微孔至介孔之间的铌负载硅酸盐材料、磺化MCM-41分子筛、HPA、以及CsxPW等。另外，离子交换树脂、丝光沸石、ZSM-5以及磷酸钙等也在制备糠醛中有所应用。固体酸催化剂在糠醛制备中具有良好的效果，但是制备流程非常复杂，而且需要花费的资金成本也比较多，容易造成活性丢失，所以应当重视研究与开发廉价高效的固体酸。
3、添加剂与分离方式
提升糠醛的选择性，就需要及时的从反应体系中移出生成糠醛，所以，应当重视糠醛分离方式的研究，例如：采用高分子吸附剂进行分离，将超临界CO2作为萃取剂进行分离、同步分离等一系列分离方式，在糠醛分离中均有使用。另外，将氯化物加入到反应体系中，将其作为添加剂进行分离的研究也正在进行过程中。近年来，随着相关研究的深入发展，等一系列氯化物在催化木糖制备糠醛方面，已经被证实具有良好的催化作用。这些研究结果表明，氯化物的作用不仅仅只是“盐析”，它在糠醛制备过程中起着非常直接的催化作用，氯离子能够在很大程度上加快脱水反应的效率，有效缩短反应时间。同时，氯化物阳离子也具有非常重要的催化作用。氯化物与固体酸、均相酸相比而言，在回用方面与价格方面具有非常明显的优势，若是能够找寻到糠醛制备过程中具备较好催化性能的氯化物，那么就能够有效的代替催化剂。
4、糠醛制备原料与加热方法
工业上对于糠醛生产采用的原料，大多数都是农林废弃物，近年来开始逐渐重视半纤维素提取液、木聚糖、木糖等作为糠醛制备原料。木糖是糠醛制备过程中的直接物料，以木糖作为制备原料，在很大程度上能夠提高糠醛的生产效率，但是木糖的成本太高，在经济方面不具有可行性；在将半纤维素提取液作为糠醛制备原料的时候，需要对其进行预先处理，而且反应步骤较为复杂；木质纤维是糠醛制备过程中最为廉价的一种原料，应用木质纤维制备糠醛，能够有效的促进农林废弃物资源化，但是木质纤维的成分比较复杂，所以糠醛的生产效率较低。另外，糠醛制备过程中，开始逐渐重视新型加热方法的应用，例如：微波加热法的应用，在一定程度上提升了糠醛的生产效率。
四、结语
随着全球环境问题与能源危机的日趋严峻，各个化工领域对于糠醛的需求量也在不断的扩大，但是现有的糠醛生产工艺还存在诸多的问题，如环境污染严重、能耗大、生产效率低、生产成本高等；我国是糠醛生产与出口的主要国家之一，所以必须改进糠醛生产工艺，创新制备方法，根据糠醛生产制备的实际情况，制定出相应的解决策略，加大糠醛生产工艺及制备方法的研究力度，以此促进糠醛的生产效率与制备质量。
参考文献
[1]张璐鑫，于宏兵.糠醛生产工艺及制备方法研究进展[J].化工进展，2013（05）.
[2]徐菊，肖传豪，于英慧.糠醛生产工艺技术及展望[J].濮阳职业技术学院学报，2010（08）.
[3]荣春光.糠醛生产工艺研究及糠醛废渣的综合利用[J].吉林大学学报，2012（18）.
[4]陈文明.生物质基本糖制备糠醛的研究[J].安微理工大学学报，2009（11）.