Способ получения эмульгатора

 

Использование изобретения: в качестве эмульгатора. Сущность изобретения: продукт: модифицированный гидролизный лигнин , 7%-ный водный раствор понижает поверхностное натяжение на границе с воздухом до значения 40 мН/м. Реагент 1: гидролизный лигнин. Реагент 2: 50-60%-ная НЫОз. Условия реакции: в среде инертной органической жидкости при 70-100°С и массовом соотношении 100%-ная НМОз : абс.сухой лигнин : объемная часть органической жидкости 1-4:1:5-15 с непрерывным удалением из реакционной смеси непрореагировавшей азотной кислоты на установке типа Дина-Старка и выделением целевого продукта из твердого остатка экстракцией. 1 табл. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 С 07 G 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ (21) 4866509/04 (22) 14.09.90 (46) 23.03.93. Бюл. ¹ 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт растительных материалов (72) M.Ä.Áåðêîâè÷ (73) M.Ä.Áåðêîâè÷ (56) Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник (А,А.Абрамзон, Л.Е.Боброва, Л.П.Зайченко и др., под редакцией А.А.Абрамзона и Е,Д,Щукина, Л., Химия, 1984 — 392, ил.

Патент США N3538071,,кл. С 07 G

1/00,1970, Авторское свидетельство СССР

¹ 229313, кл. С 09 J 3/28, 1968, Патент США N 3697498, кл. С 07 G 1/00, 1972.

Патент США ¹ 4775744, кл. С 07 G 1/00, 1988, Авторское свидетельство СССР № 293798, кл. С 07 G 1/00, 1969.

Изобретение относится к области переработки древесных материалов, конкретно, к способу получения нового эмульгатора на основе гидролизного лигнина, который может найти применение в качестве компо- . нента технического моющего средства (ТМС) в транспортной промышленности, а также в качестве эмульгирующего компонента в других поверхностно-активных композициях, способных стабилизировать эмульсии типа масло/ вода.

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение эффективности целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что, в качестве производного лигнина ис. Ж, 1804463 А3 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМУЛЬГАТОРА (57) Использование изобретения: в качестве эмульгатора. Сущность изобретения: продукт: модифицированный гидролизный лигнин, 7%-ный водный раствор понижает поверхностное натяжение на границе с воздухом до значения 40 мН/м. Реагент 1: гидролизный лигнин, Реагент 2: 50 — 60%-ная

НМОз. Условия реакции: в среде инертной органической жидкости при 70 — 100OC и массовом соотношении 100%-ная НИОз абс.сухой лигнин; объемная часть органической жидкости = 1 — 4;1:5 — 15 с непрерывным удалением из реакционной смеси непрореагировавшей азотной кислоты на установке типа Дина-Старка и выделением целевого продукта из твердого остатка экстракцией, 1 табл. пользуют гидролизный лигнин, который подвергают обработке 50 — 60% азотной кислотой в среде инертной в данных условиях органической жидкости при 70 — 100 С и соотношении реагентов — 100 азотная кислота мас.ч.: абс.сух, лигнин мас,ч.; органическая жидкость об,ч. = (1 — 4):1:(1 — 15) с непрерывным удалением из реакционной смеси непрореагировавшей азотной кислоты на установке типа Дина-Старка и последующим выделением целевого продукта из твердого остатка экстракцией.

Отличием изобретения от прототипа является использование безводной технологии, позволяющей осуществить полную утилизацию сырья и отходов — возврат в

1804463 реакцию непрореагировавшего лигнина, неотработанной азотной кислоты, регенерация и возврат в реакцию органических растворителей при отсутствии сточных вод.

В качестве исходного сырья можно использовать неочищенный гидролизный лигнин, являющийся отходом в процессе гидролиза древесины, либо очищенный гидролизный лигнин, либо древесную щепу, Il р и м е р 1. Гидролизный лигнин; являющийся отходом гидролизного производства с содержанием основного вещества

24,5% (влага 64,4%, смолистые вещества—

3,92%, полисахариды — 5,95%, неорганические примеси — 1,23%) в количестве 100 г суспендируют в 356 мл гептана (10:1), нагревают до 98 — 100 С и кипятят с обратным холодильником, отделяя воду с помощью насадки Дина-Старка, При кипячении в течение 1 ч отделяют 64,4 мл воды. Затем в течение 6 часов при интенсивном перемешивании и температуре, колеблющейся в пределах 70-100 С, вводят под слой реакционной массы 60%-ную азотную кислоту в количестве 73,5 г в пересчете на 100% азотную кислоту(азотная кислота; лигнин = 3:1).

По окончании прибавления азотной кислоты проводят выдержку при температуре

100 С и интенсивном перемешивании в течение 2 ч. Общее врем реакции составляет:

6 ч прибавления азотной кислоты +2 ч выдержки = 8 часов. Затем реакционную массу охлаждают, отфильтровывают. Продукт экстрагируют из твердого остатка ацетоном в аппарате Сокслета. Затем продукт сушат в вакууме в течение 1 ч при температуре водяной бани 60 — 70 С, Получают 7.35 r водорастворимого продукта и 19,2 г непрореагировавшего остатка, возвращаемого в реакцию на следующую загрузку, Выход целевого продукта (la) 7,35 г, Продукт охарактеризован,по содержанию: N — 5-91%, ОСНз — 4,33%, СООН

10,43%.

Поверхностную активность полученного вещества (1а) характеризует то, что 7%ный водный раствор (la) понижает поверхностное натяжение на границе с воздухом до значения 40 мН/м.

Если продукт (la) после зкстракции ацетоном высушить в течение 2 ч при 80 С и атмосферном давлении, то 50% загруженного на сушку продукта после сушки теряет растворимость в воде, Пример 2, Щепу хвойной древесины подвергают кислотному гидролизу по технологическому режиму Ленинградского гидролизного завода, т.е, подвергают обработке

0,5% кислотой серной, в количестве 4,5 мас,ч, разбавленной серной кислоты на 1

50 та (IB) — 4 г, Характеристика продукта; N—

6,02%, ОСНз — 4,12%, СООН вЂ” 10,68%. 7%ный водный раствор продукта понижает поверхностное натяжение воды на границе с воздухом до 40 мН/н.

55 Исследование свойств целевого продукта в ТМС проводят сравнивая эффективность его действия при замене ОП вЂ” 7 или

ОП-10 на целевой продукт в препарате цистерн (1), используемом для очистки емкостей. Состав цистерина, мас.ч„талловое

35 мас,ч, древесных отходов при подъеме тем. пературы от 170 до 190 С в течение 1 ч

После промывки водой и отделения гидро. лизата твердый остаток отфильтровывают отжимают.

Твердый остаток, содержащий 24,5 лигнина (35,6 г сухих веществ), обрабаты вают по режиму примера 1, используя в качестве органической среды декан в количестве

178 мл (5;1) и беря азотную кислоту в количестве 24,5 г в пересчете íà 100%-ную азотную кислоту (1:1). В ремя реакции составляет; 1 ч прибавления азотной кислоты +2 часа выдержки = 3 ч, Получают 2,45 г целевого продукта и 31,5 г непрореагировавшего остатка. Выход основного вещества (I6) 2,45 г.

Характеристика продукта: N — 5,63%, ОСНз — 4,96%, СООН вЂ” 10,1%.

7%-ный водный раствор понижает поверхностное натяжение воды на границе с воздухом до 40 мН/м.

Пример 3. Для отделения смолистых веществ 100 г гидролизного лигнина из примера 1 подвергают зкстракции смесью

CzHgOH — С6Н6 в отношении 1:1 в аппарате

Сокслета до полного обесцвечивания выходящего экстракта. После сушки на воздухе в течение 24 ч твердый остаток кипятят в 1 л

72%-ной серной кислоты в течение 2 ч для удаления полисахаридов. Анализ на отсутствие полисахаридов проводят по методу

ГЖХ. Неорганические примеси удаляют промывкой 0;1 н. соляной кислотой в течение 24 ч с последующей-промывкой водой до отсутствия ионов хлора по АоМОз-индикатору. Содержание золы в очищенном продукте на более 0,05%.

Твердый остаток, содержащий 24,5 г лигнина и влагу, подвергают обработке по режиму примера 1, беря в качестве органической среды октан в количестве 368 мл (15:1) и вводя в реакционную массу 60% азотную кислоту в количестве 98 г в пересчете на 10% азотную кислоту (4;1). Время реакции составляет; 20 ч прибавления азотной кислоты +4 часа выдержки = 24 ч. Получают

4 г основного вещества и 4,5 г непрореагировавшего остатка, Выход целевого продук1804463

Составитель М,Беркович

Техред М.Моргентал Корректор A.Oáðó÷àà

Редактор А,Иванова

Заказ 1070 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, уп.Гагарина, 101 масло — 11, карбонат натрия — 12, уайт-спирит 79, Oll — 7 или ОП вЂ” 10 — 5, вода 4,8, Вместо 5 мас.ч. ОП вЂ” 7 или ОП вЂ” 10 в препарат включают 2,5 мас.ч, целевого продукта, исследование проводят по следующей методике:

В качестве емкости используют 3 стакана (1 л), изготовленных из нержавеющей стали, алюминия и стекла. На дно стакана и на стенки наносят кисточкой слой (2/3 от высоты стенок) сырой нефти (60 мл), Заливают в загрязненный нефтью стакан 0,7 л испытуемого раствора: 1) эталон сравнения— цистерин, 2) раствор с 2,5 мас,ч, целевого продукта (la) вместо 5 мас.ч. ОП вЂ” 7 или ОП—

10, 3) раствор с целевым продуктом (б), 4) раствор с целевым продутом (le). Перемешивают раствор с помощью мешалки, вращающейся со скоростью 300 об/мин в течение 15 мин, затем раствор сливают в отдельную колбу, Если поверхность стенки и дна стакана после отмывки остается загрязненной не более чем на 10, то этот цикл отмывки считается удачным. Затем использованный раствор применяют опять до тех пор, пока поверхность стакана после отмывки ни останется загрязненной более чем на 10/. Подсчитывается число циклов использования раствора.

Результаты сравнения, приведенные в таблице, показывают, что композиция ТМС с использованием целевого продукта вместо ОП вЂ” 7 или ОП-10 в 2 раза более эффективна, а при этом расход целевого продукта (2,5 мас.ч.) в 2 раза меньше чем ОП вЂ” 7 или

Qll — 10 (5 мас,ч,), т.е. фактически эффективность целевого продукта выше ОП вЂ” 7 и ОП10 в 4 раза. Кроме того эмульгаторы ОП-7 и

ОП вЂ” 10 являются биологически неразлагае5 мыми, в то время как целевой продукт, полученный из растительного сырья является биологически разлагаемым и может быть использовано без ущерба для экологии.

Таким образом, целевой продукт пре10 восходит известные эмульгаторы ОП вЂ” 7 и ОП10 по эффективности эмульгирующего действия, и не представляет опасности для экологии. Кроме того целевой продукт, получаемый на основе отходов деревоперера15 батывающей промышленности значительно дешевле ОП вЂ” 7 и ОП-10 и способ его получения технологически проще, Формула изобретения

Способ получения эмульгатора, исходя

20 из производного лигнина, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве производного лигнина используют гидролизный лигнин и процесс проводят путем обработки гидролизного лигнина 50—

25 60 />-ной азотной кислотой в среде инертной органической жидкости при температуре 70 — 100 С и соотношении реагентов 100 -ная азотная кислота, мас.ч.: абс.сух. лигнин (мас.ч.): органическая жид30 кость (об.ч.) = (1 — 4):1:(5 — 15) с непрерывным удалением из реакционной смеси непрореагировавшей азотной кислоты на установке типа Дина-Старка и последующим выделением целевого продукта из твердого остатка

35 экстракцией