專利名稱：高高徑比糖類連續氫化工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種糖類氫化制備糖醇的方法。
糖類氫化，即用相應的糖氫化制取相應的醇，如葡萄糖制山梨醇、木糖制木糖醇、麥芽糖制麥芽糖醇、低聚糖制低聚糖醇等，均采用糖溶液在有催化劑存在的條件下加氫還原的方法，其工藝技術有兩條路線，即間歇加氫和連續加氫。
連續氫化法是近代發展起來的一種工藝技術，將準備好的糖溶液用高壓泵連續不斷地打入裝填有固體塊狀催化劑的柱式反應器，在一定的溫度和壓力下，使糖溶液和氫進入反應器，經過一定時間從反應器中排出，得到糖醇溶液。九十年代我國從國外引進的山梨醇設備有丹麥的間歇法、意大利的連續法和間歇法。國外連續氫化一般采用兩個串聯的反應柱。為了使糖液能順利通過填充了催化劑的反應柱，減少阻力和壓差，所以反應柱采用高徑比一般是10∶1。糖的濃度，一般葡萄糖的濃度為50％左右。原蘇聯的連續氫化反應柱是6000mm×550mm，高徑比為10.9∶1，兩支串聯起來高徑比為21.8∶1。由于氫化反應是在壓力下操作，所以制造反應柱往往用鑄鋼或多層卷焊，用的材料多，成本高昂，引進一套年產5000噸的氫化設備約需200萬美元。
本發明的目的是克服現有技術的不足之處，提供一種設備制造簡單、成本低、壓縮機工作量小的糖類連續氫化工藝。
本發明的技術解決方案是采用不銹無逢鋼管作反應柱，反應柱多支串聯，高徑比大于100∶1，催化劑顆粒11-25mm。
本發明的優點在于設備加工簡單，選用相應直徑的不銹無逢鋼管或不銹鋼板焊接管加上法藍即可，而且密封性較好解決；高高徑比使糖液、氫氣和催化劑三相增加了接觸機會，提高了糖液和催化劑的催化效果，從而在保證轉化率的前提下(一般在98.5％以上)，使氫液比從10∶1降至3-5∶1，從而大大減少了壓縮機的工作量。


圖1為本發明的流程示意圖。
圖2為多支串聯高壓反應器示意圖。
下面結合附圖對本發明進行詳細描述。將準備好的糖溶液，送入有計量裝置的PH調節器，使溶液PH調至7.5-8，然后定量地通過高壓進料泵，泵的壓力為4-8MPa，再打到氫液混合器，和來自高壓緩沖器的氫氣相混合，氫液比為3-5∶1，然后經過預熱器，使已調節PH的糖溶液和氫的混合物加熱至80-90℃，然后自動地壓入反應器，反應器中填滿了已經活化的催化劑，催化劑的粒度為11-25mm。糖溶液和氫的混合物由下而上地流動，線速度為20-40L/M/H。受反應器中催化劑的阻力，不斷地溶液和氫氣交替反復接觸著催化劑。這時反應器中的壓力在4-8MPa，溫度在135-150℃，糖溶液在反應器中順利地氫化，轉化成糖醇溶液，從反應器頂部排出，通過耐高壓的冷卻器，進入高壓分離器。高壓分離器的頂部排出反應過量剩余的氫氣，在底部排出糖醇溶液。由于剛從高壓下排出的糖醇溶液還溶解有一些氫氣，所以還得通過常壓分離器，進一步使微量氫放出，才能把已反應完畢的糖醇溶液收集起來。糖的濃度，葡萄糖以20-30％(均為重量百分比)為好，木糖以10-15％為好。如果以木糖為原料，泵的壓力和高壓反應器的壓力以6-8MPa為好。
高壓反應器由多個反應柱串聯組成，反應柱采用不銹無逢鋼管或不銹鋼板焊接管制成，總高徑比大于100∶1。糖溶液1和氫氣2混合后由反應柱3的首節下端進入，反應柱3內裝有顆粒催化劑4，反應后糖醇溶液5和多余的氫氣2由反應柱3的末節頂端排出。
實施例1將20％葡萄糖溶液1噸，送入有計量裝置的PH調節器，使溶液PH調至7.5，然后通過高壓進料泵，泵的壓力為5MPa，再打到氫液混合器，和來自高壓緩沖器的氫氣相混合，氫液比為3.5∶1，然后經過預熱器，使已調節PH的糖溶液和氫的混合物加熱至83℃，然后自動地壓入反應器，反應器由六支單支高徑比為18∶1的反應柱串聯組成，總高徑比為108∶1，反應器中填滿了已經活化的催化劑，催化劑的粒度為15mm左右，糖溶液和氫的混合物由下而上地流動，線速度為25L/M/H。受反應器中催化劑的阻力，不斷地溶液和氫氣交替反復接觸著催化劑。這時反應器中的壓力在5MPa，溫度在140℃，糖溶液在反應器中順利地氫化，轉化成山梨醇溶液，從反應器頂部排出，通過耐高壓的冷卻器，進入高壓分離器。高壓分離器的頂部排出反應過量剩余的氫氣，在底部排出山梨醇溶液。山梨醇溶液再通過常壓分離器，進一步使微量氫放出，得山梨醇溶液約1噸，濃度為20％。例原料名稱 PH氫液 預熱 反應器 溫度 糖醇溶液 轉化率％重量T，濃度％值比溫度℃ 壓力MPa ℃ 重量T，濃度％1葡萄糖1 20 7.5 3.5∶183 5 140 1 20 98.52葡萄糖1 25 8 3.9∶190 8 145 1 25 993木糖1 10 7.5 3.5∶180 6 125 1 10 994木糖1 1 8 4.5∶185 5 130 1 15 99.5實施例2、3、4工藝過程同例1。
權利要求
1.一種糖類連續氫化制備糖醇的方法，是將一定濃度的糖溶液用高壓泵連續不斷地打入裝填有固體塊狀催化劑的高壓反應器，在一定的溫度和壓力下，使糖溶液和氫進入反應器，經過一定時間從反應器中排出，得到糖醇溶液，其特征在于葡萄糖的濃度為20-30％，催化劑的粒度為11-25mm。
2.一種權利要求1所述的糖類連續氫化制備糖醇專用的高壓反應器，其特征在于反應器由多個反應柱串聯組成，反應柱采用不銹無逢鋼管或不銹鋼板焊接管制成，總高徑比大于100∶1。
全文摘要
本發明涉及一種糖類連續氫化制備糖醇的方法。采用不銹無縫鋼管或不銹鋼板焊接管作反應柱,反應柱多支串聯,高徑比大于100∶1,催化劑顆粒11—25mm。本發明的優點在于設備加工簡單,選用相應直徑的不銹無縫鋼管或不銹鋼板焊接管加上法藍即可,而且密封性較好解決;高高徑比使糖液氫氣和催化劑三相增加了接觸機會,提高了糖液和催化劑的催化效果,從而在保證轉化率的前提下(一般在98.5%以上),使氫液比從10∶1降至3—5∶1,從而大大減少了壓縮機的工作量。
文檔編號C07C31/26GK1194965SQ9710369
公開日1998年10月7日 申請日期1997年3月28日 優先權日1997年3月28日
發明者尤新 申請人:中國發酵工業協會淀粉糖分會