KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 12 (5)
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1 januara 1933.
PATENTNI SPIS BR.9412
Blomqvist Georg Henning, inženjer i Groth Bertil Sixten, doktor
filozofije, Stockholm, Švedska.
Postupak i naprava za spravljanje furfurola.
Prijava od 28 aprila 1931.
Traženo pravo prvenstva
Važi od 1 novembra 1931 od 28 aprila 1930 (Švedska).
Pronalazak se odnosi na poboljšani postupak j na napravu, koja je podesna za izvođenje postupka za spravljanje furfu-rola.
Furturol biva tehnički spravljali pomoću destilisanja materijala, koji sadrži pentoza-na, kao pleve od zobi i piriinča i torne sl'., sa vodom ili vodenim rastvorom kiseline ili kiselo reagujućih soli pri dovoljno visokoj temperaturi i pritisku, na pr. pri temperaturi od približno 160° C, koja odgovara pritisku od 5—6 kg/cm2. Pentozani bivaju pri ovome hidrolisani i prelaze u rastvorljiv oblik, pentczu i iz pentoze biva, uz uticaj toplote i kiseline, obrazovan furfurol, koji biva izdvojen.
Do sada se bilo mišljenja, da se pri o-vcm procesu hidroliza pentozana u pento-zu i pretvaranje pentoze u furfurol mora vršiti u istom stupnju ili u istom radnom toku, t. j. da se praktično moralo1 jedno-vremeno vršiti. Ali su ogledi pokazali, da ovo shvatanje nije u soglasnosti sa činjenicama, i ovaj se pronalazak sastoji u suprotnosti sa dosadašnjim primenjenim postupcima u tome, što se hidroliza pentozana u pentozu i pretvaranje pentoze u fur-turo] vrši u zasebnim stupnjima.
Ualovi u odnosu na temperaturu i na pritisak i tome si., pri kojima se vrši hidroliza pentozana u pentozu, odn. pretvaranje pentoze u furfurol, mogu stoga po pronalasku biti različiti u zasebnim stupnjima i u svakom stupnju biti prilagođeni reakciji. Hidroliza pentozana u pentozu
vrši se naime lako i sa dovoljnom brzinom pri približno 100° C u rastvoru sa podesnim stepenom kiseline; prevođenje pentoze u furfurol vrši se pri tome, kao što se pokazalo, znatno sporije no prva reakcija i zahteva pre svega višu temperaturu pri istom stepenu kiseline. Kod 1000 C vrši se veoma sporo obrazovanje furfurola; ako se pri tome temperatura poveća na skoro 170° C, to pentoza biva vrlo brzo prevedena u furfurol. Povećanje stepena kiseline dejstvuje na isti način kao povećanje temperature, t. j. ono ubrzava kako hidrolizu pentozana u pentozu, tako i pretvaranje pentoze u furfurol. Pomoću izvođenja! po pronalasku hidroliza pentozana, radi obrazovanja pentoze i pretvaranja pentoze u furfurol u zasebnim stupnjima, postiže se dakle između ostalog korist da hidroliza pentoze može biti sprovedena pri srazmerno niskoj temperaturi, na pr. približno 80—-100° C, i bez ili pri samo neznatnom superpritisku, i da vazni stepeni kiseline mogu biti primenjeni u raznim stupnjima, usled čega može biti uproš-ćen način rada i pre svega i sama naprava koja je za ovo upotrebljena, može biti uprošćena usled nižeg pritiska i manje korozije pri nižoj temperaturi, i iednovre-meno se može štedeti i na toploti.
Prevođenje pentozana u pentozu, t. j. spravljanje rastvora koji sadrži pentozu, može se izvršiti na proizvoljan način; ali se pri tome podesno služimo baterijom od dva ili više kotla ili autoklavi, kao što je
Din. 15.
cpisano u švedskoj pat. prijavi br. 5578/29, u kojima sirov materijal biva lužen u suprotnom strujanju. Na ovaj način se dolnja, u glavnom kontinualno, rastvor približno konstantne sadržine pentoze, što je od važnosti po kontrolu rada i po sledeče pretvaranje pentoze u furfurol i po desti-lisanje furfurola.
Aparat sa kolonama, u kome se vrši de-stilisanje, treba naime, da bi se moglo bes-prekorno raditi, da bude napajan rastvorom što je moguće yiše konstantnog sastava. Gomilanjem i, u datom slučaju, ili. mešanjem rastvora, koji sadrži pentoze u naročitom sudu pre pretvaranja pentoze u furfurol ima se sigurnost da se ovo pretvaranje kao i destilisanje furfurola vrši pod bitno konstantnim okolnostima.
Pretvaranje pentoze u furfurol vrši se po pronalasku podesno na taj način, što rastvor pentoze, koji je spravljen u prvom stupnju, biva kontinualno sprovoden kroz pregrevač, u kome se vrši obrazovanje furfurola za nekoliko minuta, podesno pri temperaturi od približno 130—200° C.
Rastvorilo sretstvo, koje je upotrebljeno za luženje materijala, koji sadrži pentoza-na, ima podesno koncentrisanost vodonič-nih jonova, čija je pH-vrednost niža od 5.
Pronalazak se odnosi takođe i na naprave za sprovođenje postupka. Po pronalasku se jedna takva naprava sastoji iz naprave za luženje, na pr. baterije kotlova ili autcklava, i iz pregrevača, koji je vezan sa ovom baterijom.
Pronalazak je u sledečem bliže opisan pomoću jednog primera izvođenja u odnosu na priloženi nacrt, ali je razumljivo, da su moguće izmene postupka kao i upotreb-Ijenih naprava.
Baterija autoklava ili zatvorenih kotlova 1, 2, 3 i 4 biva punjena vegetabilnim otpatcima materijala, koji proizvode furfurol, na pr. plevom iz ovsa. Materijal se nalazi na donjim sitima 51, 52, 53 i 54 i biva držan na dnu pomoću gornjih sita 61, 62, 63 i 64.
Voda ili slabo kiselo reagujući vodeni rastvor biva punjen u kotlove tako, da materijal bude njime natopljen; kotlovi bivaju zagrejani na temperaturu, koja se nalazi blizu tačke ključanja kiselog rastvora pri atmosferskom pritisku. Ako se za luženje upotrebi tečnost, koja sadrži kiseline, to kiselina može u početku procesa ili postupno ili kontinualno ili na jedanput biti dodana pre ulaska rastvora u prvi kotao. Za vreme rada može koncentrisanost kiseline da se koriguje kontinualnim ili diskontinualnim dodatkom kiseline u sistem, na proizvoljnom mestu. Na približno 10 kg pleve upotrebljuje se podesno pri-
bližno 100 litara od približno 0,5 normalne sumporne kiseline.
Rastvorilo sretstvo biva dovođeno kroz glavni sprevodnik 7, od koga idu odvodni sprovodnici 81, 82, 83 i 84 ka dnu svakog kotla. Rastvori, koji sadrže pentozu bivaju odvedeni iz kotlova kroz cevi 91, 92, 93 i 94, koje su priključene na zajednički glavni sprevodnik 10. Luženje se vrši u suprotnom strujanju na taj način, što pridolazeće rastvorilo sretstvo stupa najpre u jedan kotao sa skoro potpuno izluženim materi-jailcm i ishodili rastvor najzad struji kroz kotao sa svežim ili skoro svežim materijalom. Za ovaj cilj mora rastvor da se može iz jednog kotla dovoditi u drugi kotao, i stoga su pridolazili sprovodnici 8\ 82, 83 i 84 vezani pomoću sprovodnika li1, li2, li3 i ll4 sa odgovarajućim odvodnim sprovodnicima 92, 93, 94, 91, koji su pokazani u nacrtu, pri čemu su slavine ili ventili 12\ 122, 123, 124 odu. 13\ 132, 133, 134 postavljeni na odvodnim mestima. Pomoću otvaranja odn. zatvaranja slavina mogu da se uspostave željene veze između kotlova, da bi tečnost kontinualno strujala kroz bateriju i da bi se baterija mogla puniti i prazniti.
Dole se u kodovima nalaze vijugave cevi 141, 142, 143, 144 za paru radi ,zagre-vanja rastvornog sretstva u kodovima i radi izravnanja gubitaka, usled sprovođenja zračenja ili drugih gubitaka toplote.
Broj kotlova može biti različit ali podesno treba da bude najmanje četiri kotla. Jedan ili dva kotla u bateriji su uvek isključeni radi pražnjenja izfužene materije ili radi dodavanja novog materijala. Upotreba većeg broja kotlova je korisna jer proizvedeni rastvor, koji sadrži furfurola, time dobija konstantniji sastav.
Topli rastvor, koji kroz glavni sprovod-nik 10 napušta kotlove, biva podesno nagomilan u dobro izoilisanom sudu 15 za prikupljanje, iz kojeg pomoću pumpe 16 biva kontinualno pumpan kroz pregrevač 17, u kome se tečnost pomoću pare, koja se na pr. dovodi kod 18, brzo zagreva na 170—180° C i pri ovoj temperaturi biva držana nekoliko minuta. Jedan deo pentoze biva pri tome izdvojen iz rastvora uz obrazovanje odgovarajuće količine furfurola.
Reakcija podesno ne biva toliko daleko vođena, da ukupna pentoza prede u furfurol, jer bi se poslednji tada pod uticajem kiseline i toplote raspao u neželjene produkte. Reakcija biva stoga vođena do sadržine furfurola, koja je uslovljena gledištem ekonomnog iskorišćenja. Rastvor koji izlazi iz pregrevača ima približno temperaturu od 170° C, koja odgovara pri-
tisku cd 7—8 kg/cm2 i sadrži najveći deo dovedene kiseline u nepromenjenom obliku; sadržina furfurola u rastvoru je približno 1%. Rastvor osim toga. sadrži u nepromenjenom obliku jedan deo pentoze, koja je izlužena iz pleve.
Furfuro'l biva tada iz rastvora pogonjen u kontinuail'no radeći aparat 19 sa kolonama ili tome si. pri sličnom pritisku, u datom slučaju pri povećanom ili reduko-vanom pritisku.
Pošto rastvor, kad napušta pregrevač 17, ima pritisak pare, koji odgovara temperaturi cd približno 17()t C, mora pritisak pre no što rastvor biva doveden koloni, da bude smanjen na atmosferski pritisak, na pr. pomoću redukujućeg ventila ili tome sfl. ili podesnije pomoću hlađenja rastvora, na pr. u vijugavoj cevi 20 koja je postavljena u retorti kolone, pomoću izvesnog rastvor-nog sretstva, koje struji iz kolone i koje se nalazi u retorti, i koje je više ili manje potpuno oslobođeno od furforola. Rashlađeni rastvor dospeva tada kod 21 u kolonu, u kojoj furforol biva izgonjen izdvajan pomoću pare, koja se dovodi kod 22 i toplotom koja biva odavana vijugavom cevi 20, ili toplotom, koja se dovodi na kakav drugi način. Rastvorilo sretstvo, koje struji iz kolone, biva hlađeno dodirom sa vijugavom cevi 20 i odaje paru, čime biva učinjena korisnom toplota rastvora, koji izlazi iz pregrevača.
Rastvorno sretstvo, koje je u aparatu kolone oslobođeno od furfurola, sadrži o-sim kiseline i pentoze, manju količinu produkata raspadanja furfurola i pentoze u obliku šljama, koji se lako taloži. Ovaj šljam biva podesno uklonjen pomoću filtriranja u filtrujućoj presi 23, u kojoj rastvorno sretstvo biva pumpano pomoću pumpe 24, ih pomoću centrifugisanja. Slično postupanje može biti preduzeto i pre izganjanja furturola u kolonskom aparatu, podesno između vijugave cevi 20 i ulaska 21.
Rastvorno sretstvo, koje je oslobođeno od furfurola i šljama, sadržaće na ovaj način poglavito jedan deo neraspadnute pentoze i najveći deo prvobitno dodate kiseline, jer je neznatan deo kiseline neutralizo-van pomoću bazisnih sastojaka, koji se nalaze u sirovom materijalu. Topli rastvor biva sad podesno ponovo doveden bateriji za luženje radi luženja novih količina pleve. Ovaj rastvor ide najpre sudu 25 za prikupljanje, koji je izolovan za toplotu i zatim preko pumpe 26 ka bateriji za luženje. Na ovaj način rastvorno sretstvo cirkuliše sa izvesnim neizbežnim gubitcima i iskoriš-ćuje se pentoza, koja je iz praktičnih razloga ostavljena u rastvoru bez pretvaranja
u furfurol, kao i kiselina, koja se nalazi u rastvoru, i toplota rastvornog sretstva.
Patentni zahtevi:
1.	Postupak za spravljanje furfurola iz sirovih materijala, koji sadrže pentozu, naznačen time, što se vrši hidroliza pentoza-na u pentozu i pretvaranje pentoze u fur-furcl u zasebnim stupnjima.
2.	Postupak po zahtevu 1 naznačen time, što se hidroliza pentozana u pentozu vrši pri temperaturi cd približno 80—110 C.
3.	Postupak po zahtevu 1—2 naznačen time, što sirov materijal, koji sadrži pentozu, biva lužen pomoću kakvog rastvornog sretstva, koje ima koncentrisanost vo-doničnih jonova, čija je pH-vrednost manja od 5.
4.	Postupak po zahtevu 1—3 naznačen time, što se hidroliza pentozana u pentozu vrši pomoću luženja u bateriji kotlova ili autoklava, u suprotnom strujanju.
5.	Postupak po zahtevu 1—4 naznačen time, što pomoću hidrolize pentozana dobiveni rastvor, koji sadrži pentozu, biva nagomilan u sudu za prikupljanje, da bi se za pretvaranje pentoze u furfurol i ra-stavljanje furfurola dobio rastvor sa što je moguće konstatnijim sastavom.
6.	Postupak po zahtevu 1—5 naznačen time, što se pretvaranje pentoze u furfurol vrši pri temperaturi on približno 130 do 200° C.
7.	Postupak po zahtevu 1—6 naznačen time, što cd rastvora, kiji sadrži pentozu i koji je dobiven pomoću hidrolize pentozana, samo jedan deo biva pretvoren u furfurol, u cilju sprečavanja ili smanjenja o-brazovanja neželjenih jedinjenja.
8.	Postupak po zahtevu 1—7 naznačen time, što pritisak rastvora, koji sadrži pentozu, i koji je dobiven pomoću hidrolize pentozana, biva smanjen na temperaturu, koja je potrebna za pretvaranje pentoze u furfurol i dobiveni rastvor koji sadrži furfurola biva sveden na pritisak, koji je podesan za destillsanje u kolonskom aparatu ili tome si.
9.	Postupak po zahtevu 8, naznačen time, što biva iskorišćena toplota, koja je u kolonskom aparatu oslobođena pri smanje" nju pritiska.
10.	Postupak po zahtevu 1—9 naznačen time, što po pretvaranju pentoze u furfurol i po izdvajanju furfurola šljam ili tome si., koji postoji u rastvoru, biva uklonjen pomoću filtriranja ili centrifugisanja.
11.	Postupak po zahtevu 1—10 naznačen time, što po pretvaranju pentoze u furfurol1, šljam ili tome si. koji se nalazi u rastvoru, biva uklonjen pomoću filtriranja ili centrifugisanja pre izdvajanja furfurola.
12.	Postupak po zahtevu 1—11 naznačen time, što rastvorno sretstvo po izdvajanju furfurola, potpuno ili; delimično biva upotrebljeno za luženje novog sirovog ma" te r i jala.
13.	Postupak po zahtevu 1 naznačen time, što sirovi materijal, koji sadrži pento-zana najpre biva postupan vodom, ili kakvim rastvorom kiseline, u kablovima ili sudovima za luženje pri temperaturi, koja se nalazi u blizini tačke ključanja rastvora pri običnom pritisku ili pri malom superpriti-sku, usled čega pentozani bivaju hidrolisa-ni i kao pentoza prelaze u rastvor, i što pentoza najvećim delom biva prevedena u furfurol na taj način, što rastvor biva brzo zagrejan na višu temperaturu i pri ovoj temperaturi biva održavan, dok pentoza ne bude potpuno ili delimično prevedena u furfurol.
14.	Naprava za izvođenje postupka po zahtevu 1—13 naznačena time, što ista sadrži napravu za luženje, na pr. bateriju kotlova ili autoklavi (1, 2, 3, 4) i pregrevač (17) koji je vezan sa ovom baterijom.
15.	Naprava po zahtevu 14 naznačena time, što ima sud (15) za prikupljanje, koji je postavljen između naprave za luženje i pregrevača, sa kojima je vezan.
16.	Naprava po zahtevu 14 ili 15 naznačena time, što ima napravu (19) za destili-sanje, koja je postavljena iza pregrevača i koja je sa ovim vezana.
17.	Naprava po zahtevu 14, 15 ili 16 naznačena time, što ima napravu (20) za hlađenje, koja je postavljena iza pregrevača i koja je sa ovim vezana.
18.	Naprava po zahtevu 17 naznačena time, što je naprava za hlađenje tako postavljena u kolonskom aparatu, podesno u njegovoj retorti, da tečnost, koja u kolonskom aparatu struji na niže, može biti u-potrebljena kao tečnost za hlađenje.
19.	Naprava po zahtevu 16—48 naznačena time, što ima napravu (23) za filtrira nje, centrifugisanje ili tome si., koja je postavljena iza destilacione naprave ii koja je sa njom vezana.
20.	Naprava po zahtevu 16—19 naznačena time, što ima napravu za filtriranje, centrifugisanje ili tome si., koja je postavljena između pregrevača i aparata za destili-sanje i koja je sa ovim vezana.
21.	Naprava po zahtevu 14—20 naznačena time, što ima uređaj za povratno vođenje rastvornog sretstva, koje je oslobođeno od furfurola, ka napravi za luženje.
Adpatent broj 94-12.
đ-
7
8‘
to

6~
3*-
!5
J
Vi
/<6
M

i)
I

19
21
!?v
■SJ
V;
2J
1











■

















, ,













.
































.

■-» »
■
>















/