Способ делигнификации лигноцеллюлозного материала

 

Союз Соавтских

Социалистических

Республик

Q И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< "672260

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0 9. 11. 77 (21 } 2541446/29-12 (5l} М. Кл.

3 21 С 3/20 с присоединением заявки №Государственный нометет

СССР ав делам изобретения

ll 0f KPbITHII (23) Приоритет

Опублнковайо05„07.79.Бюллетень М 25 (}З) lN 678.1. .022. 1(088.8) Дата опубдикования описания 08.07.79 (72) Авторы . изобретения

Б. Й, Богомолов, А. С. Грошев, Г. И. Попова, В. В. Некрасов н А. П. Вншнякова

Архангельский ордена Трудового Красного Знамени лесотехнический институт нм. В. В. Куйбышева. (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЕЛИГНИФИКАЦИИ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относятся к способам gei лнгннфикацни лнгноцеллюлозного матернала органическими растворителями н может быть нспользовано в целлюлознобумажной промышленности. при производстве целлюлозы, предназначенной для изготовления различных сортов бумаги н для химической переработка.

Известны способы делнгннфикацня растительных материалов органическими растворителями н смесямн(1 .. т©

В етнх.способах большннство органи ческнх растворителей обладает слабым делнгнифицн руюшнм действием, вследствне чего варка лигноцеллюлозного мате риала ведется прн высокой температуре в присутствии каталнзатора - мннераль ной кислоты, что вызывает частичную десгрукцню целлюлозы и снижение ее выхода.

Наиболее близким по технической суш насти к изобретению является способ де лнгннфнкацин лигноцеллюлозного материала днметилсулъфоксндом (11MC0) (2). Нелнг

2 ннфнкация осуществляется путем варкя древескны в варочном растворе, состояшем нэ НМСО прн его концентрации 9575% н воды, c добавкой кислого катализатора -,cersoa иля соляной кислоты прн

«онцентрацнн его около 0,2L. Прн темпе ратуре варки 126-175оС за 2,5«13 часов получают массу, содержашую 80-1,1% лнгнкна.

Однако ннтенснвность делнгннфикацин в сушествуюшем способе цевелнка. Qeлнгннфнцнруюшего действия БМСО не наблюдается в отсутствия катализатора.

КрЬме того, GNCO является продуктом, вырабатьэаемым в малых масштабах и имеющим высокую етонмость.

Целью изобретения является интенсификация процесса делягнифнкацнн, йостнгается вто тем, что в качестве органического растворителя для делнгннфнкацнн используется 50-100%-ный тетрагндрафурфуриловый спирт (тетрагндро-2.фуранкарбннол), 672260

По истечении времени варки авктоклавы извлекают из бани и резко охлаждают.

Массу после варки отфильтровывают от варочного раствора, промывают 0,1 н раствором g a0H и водой, высушивают при комнатной температуре.

25 .Результаты варок цриведены в табп. li

Таблица 1

39,8

1 ТГФС

2 ЙМСО

94,0

3,1

6,0

10,3

8,9

86,1 . 88,6

84,1

73,1

44,0

87,8

76,7

3, Бутанол

4 Этиленгликоль

5 Биоксан

100

75,3

100

10,1

10,0

54,5

60,8

80,7

73;9

71,0

1ОО, 6 Бивтипенгликоль

73,3

П р: и м е р 2. Проводят варки опи-, 4 ;аналогична. примеру 1. Банные по варлок березы в ТГФС. Методика работы кам прйвейены в табл.2.

Таблнца2

60 494 85

1,0 38,8 2 8

H2SO

160

160

0,20 100

На фиг. 1 графически показаны зависимости выхода массы от времени варки на фиг. 2 - зависимости содержания лигнина в массе от времени варки, где аварки с ТГФС, в - варки с QNCO. 5

Процесс делигнифации по предложенному способу осушествляют следуюшим образом.

Измельченный лигноцеллюлозный материал загружают в автоклав и заливают его варочным раствором. огарочным раствором является тетрагидрофурфуриловый спирт {ТГФС) или его водный раствор с концентрацией ТГФС не менее 50%, возможна добавка в варочный раствор ката лизатора кислого или основного характе« ра, Процесс. варки ведут при температуре 140-160 С, время варки 0,5-2,5 ч.

Целевой продукт. нолучается с выходом

40-50% при содержании дигнина 1 5%.

Пример 1. Проводят варки березы в ТГФС, 11NCO, бутаноле, втиленгликоле, диоксане и дивтиленгликоле.

Иля етого в стальной автоклав емкостью 200 мл загружают 10 г опилок

4 (в пересчете на абсолютно сухую древесину) и заливают варочный раствор. Гидромодуль варки 1:10. Барочный раствор состоит из органического растворителя или его водного раствора определенной концентрации с добавкой катализаторасоляной кислоты -. при концентрации ее

0,05% по весу. Концентрации органических растворителей взяты -оптимальными по данным литературных источников.

Автоклавы погружают в нагретую до температурй варки глицериновую баню, затем следует прогрев автоклавов и стабилизация темп ературы в течение 10 мин, Ь далее «варка при температуре 180 С в течение 20 мин

672260

160

0,10

150

10

160

10,0

g a0H

12 НР0

Н 5 04, Ш авел ввая кислота

6, П одолжение табл 2.

6 7 8

20 44 1,30

2 5 408 26

20 403 30

20 552 43

Пример 3. Бля сравйения процесСОВ делигнификации древесины ТГФС и 15

GNCO проводят варки опилок сосны в этих растворителях. Методика работы аналогична примеру i. Концентрация раст«. ворителей составляет для ТГФС - 80%Ä

ЙМСО - 95%. Койцентрадия катализатора 2р

0,2%, температура варки 160 С в обоих случаях.

Как видно иэ приведенньпс примеров,. прОцесс дели1 ннфикации древесины ТГФС протекает более интенсивна, чем "другимн . 2> растворителями. Продолжительность варки с ТГФС сокрашается по сравнению с варкой с БМСО примерно на 1 ч для получения массы с содержанием лигнина

4%. ТГФС может использоваться для M делигнификацин как лиственной, так и хвойной древесины. Белигнифнцируюшее действие ТГФС наблюдается в отсутствие катализатора н,значительно усиливается при добавлении в раствор неболыпих ко- 3s личеств минеральных кислот или шап чей, Предлагаемый способ позволит ускорить процесс варки древесины, снизить затраты на получение целлюлозного ма4а териала, уменниить количество вредных .выбросов в окружаюшую среду. B предлагаемом способе используется органи ческий растворитель, который производит- ся в промьянленных масштабах по ГОСТУ

17477«75, имеет невысокую стоимость, обладает низкой летучестью и не имеет сильного запаха.

Формула изобретения

1. Способ делигнификации лигноцеллюлоэного материала путем варки его с органическим растворителем, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса, в качестве органического растворителя используют 50100%-ный тетрагидрофурфуриловый спирт.

2. СПОсоб пО н. 1 О T л и ч а ю ш и и с я тем, что варку ведут в при сутствии катализатора кислого или шелочного характера, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алексеева О. П. Исследование ripoцесса делигнифинадин еловой древесины диметилсульфоксйдоми изучение свойств днметилсульфоксидньас целлюлозы и лигнина.

Виссертация на сойскание ученой степени кандидата технических наук. М., 1967.

2, Патент СИВ М 2901389, кл. 162 72, 1959.

0 р

Ю

4 И

% .

w Фд

Qg

Я Я дрор, curry, so

Ъ

3 га

Ъ

< ru

<ф

g Я ю, ви юг.

Составитель А. Моносов

Редактор И. Марховскан Техред Л» Алферова Корректор О, @нлвк

Закаэ 3841/28 Тираж 442 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеннй и откригий

11303.5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/8 . Фнлиал ППП Патент, г, Ужгород,ул. Проектная, 4