CN100540557C - 一种利用磺化废气制备木质素磺酸钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用磺化废气制备木质素磺酸钠的方法，所述方法是以质量浓度10～40%的氢氧化钠溶液循环吸收磺化废气，所得含亚硫酸钠的废气吸收液先与木质素进行磺化反应，再加入甲醛进行缩合反应得到所述的木质素磺酸钠。本发明回收利用磺化过程中废气吸收液的有效成份亚硫酸钠，进行木制素磺酸盐的制备，既减少了废液排放，又降低了木质素磺酸盐的生产成本。且利用本发明方法制备的木质素磺酸钠，其产品各项主要性能均达到相关质量标准要求，如耐热稳定性好、硫酸钠及水不溶物含量低等，具有实际生产应用价值，制得的浆料产品可直接应用于染料等领域，也可喷干后使用。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种利用磺化废气制备木质素磺酸钠的方法，尤其是一种利用分散MF(亚甲基双甲基萘磺酸钠)生产中的磺化废气制备木质素磺酸钠的方法。
(二)背景技术
众所周知，磺化反应是制备分散剂MF的重要步骤，通常的做法是将甲基萘与浓硫酸进行磺化，由于磺化温度高，约160℃左右，从而导致磺化过程中产生以硫酸雾为主的磺化废气，为防止污染大气，生产厂家多采用液碱喷淋吸收后高空排放，中和吸收废液则进入污水处理站进一步处理后达标排放，几乎未对该废气吸收液进行回收利用。
(三)发明内容
本发明则是为了对磺化废气进行回收利用，提供了一种利用磺化废气制备木质素磺酸钠的方法。
为达到发明目的本发明采用的技术方案是：
一种利用磺化废气制备木质素磺酸钠的方法，所述方法是以质量浓度10～40％的氢氧化钠溶液循环吸收磺化废气，所得含亚硫酸钠的废气吸收液先与木质素进行磺化反应，再加入甲醛进行缩合反应得到所述的木质素磺酸钠。
以质量浓度10～40％的氢氧化钠溶液循环吸收磺化废气，取样检测废气吸收液，当pH低于9、亚硫酸钠的质量含量≥18％时，再将该废气吸收液用于木质素磺酸钠的制备。
优选的，所述磺化废气为亚甲基双甲基萘磺酸钠生产中的磺化废气。
具体的，所述方法如下：
(1)将质量浓度10～40％的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内，对亚甲基双甲基萘磺酸钠生产中的磺化废气进行喷淋循环吸收，检测废气吸收液的pH值＜9时，将废气吸收液抽至料液收集槽备用；
(2)在容器内加入木质素、步骤(1)所得废气吸收液和水，打浆，控制温度40～60℃，在10～15分钟内滴加氢氧化钠溶液，调节pH值为7.5～8.5，搅拌反应；
(3)将步骤(2)所得反应液升温至55～65℃，于10～15分钟内滴加甲醛溶液，升温至69～72℃保温反应3小时，之后再次升温至98～100℃保温反应2～3小时，然后降温至70～80℃，加入催化量的双氧水，搅拌，过滤，得木质素磺酸钠盐浆料。
其中，木质素与甲醛的投料量比为8～9∶1(重量比)。
本发明回收利用磺化过程中废气吸收液的有效成份亚硫酸钠，进行木制素磺酸盐的制备，既减少了废液排放，又降低了木质素磺酸盐的生产成本。目前，木质素磺酸盐被广泛应用于染料分散剂和水泥减水剂等领域，因此，本发明方法具有较大应用前景。
通过本发明所述的磺化废气吸收液制备的木质素磺酸钠，其产品各项主要性能均达到相关质量标准要求，如耐热稳定性好、硫酸钠及水不溶物含量低等，具有实际生产应用价值，制得的浆料产品可直接应用于染料等领域，也可喷干后使用。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：磺化废气制备亚硫酸钠溶液
将计量好的750kg的水和规格为30％(质量浓度)的液碱550kg置入循环吸收槽内，开启连接吸收槽的循环泵，将稀碱液抽至喷射泵内对来自分散剂MF磺化工段的废气进行喷淋循环吸收，形成整个系统的闭路循环。检测循环吸收料的pH值＜9时，测亚硫酸钠含量，分别收集质量含量为17％～26％的亚硫酸钠吸收液。抽至料液收集槽备用。
实施例2：木质素磺酸钠盐的制备
在容器内加入240克质量含量为42％的木质素(土糖)原料，143.5克含亚硫酸钠为24.4％(质量含量)的废气吸收液(pH值约为5.2)，61克水，打浆约25分钟。控制温度50℃左右，在10～15分钟内滴加约16克质量含量为30％的液碱，调节pH值为8.0左右，搅拌15分钟，升温到60℃，于10～15分钟内滴加约32克纯度为37％的甲醛溶液，升温至69～72℃保温反应3小时，之后再次升温至98～100℃保温反应3小时，尔后降温至75℃左右，慢慢加入约30％(质量含量)的双氧水1.5克，搅拌10分钟左右，用500目的丝网过滤，得木质素磺酸钠盐浆料，收率≥97％。
实施例3～9：
按照实施例2所述的制备方法，不同的是用下表1中不同规格含量的亚硫酸钠料液替代实施例2中的废气吸收液。
表1
性能测试实施例：
将实施例2～9及对比例1中制备的木质素磺酸钠盐按照GB/T5550-1998、、GB/T6366-1992、GB/T6368-1993、GB/T2381-2006分别测试其分散力、硫酸钠含量、pH值、不溶物质含量，并测试其耐热稳定性，结果如下表2所示。
表2
| 实施例 | 分散力，％(相对标准品) | 硫酸钠质量含量，％ | pH值 | 水不溶物质量含量，％ | 耐热稳定性，℃ |
| 实施例2 | 98 | 1.72 | 10.2 | 0.053 | 145 |
| 实施例3 | 99 | 1.72 | 10.2 | 0.053 | 145 |
| 实施例4 | 100 | 1.72 | 10.3 | 0.052 | 145 |
| 实施例5 | 100 | 0.86 | 10.3 | 0.052 | 145 |
| 实施例6 | 105 | 1.72 | 10.2 | 0.049 | 145 |
| 实施例7 | 104 | 1.3 | 10.2 | 0.049 | 140 |
| 实施例8 | 104 | 1.72 | 10.1 | 0.048 | 145 |
| 实施例9 | 103 | 1.3 | 10.1 | 0.048 | 145 |
| 对比例1 | 100 | 1.72 | 10.3 | 0.052 | 145 |
上表中，耐热稳定性测试方法按照HG/T 3507-1985第2.8条所述的方法测定。从上述测试结果看，同一批的MF废液，加液碱调高pH后，合成的木质素磺酸钠的质量和未调过pH的没有很大差别。不同pH值段的MF废液合成的木质素磺酸钠的质量也都相差不大。此外，MF废气吸收液的pH控制在9～11时，Na2SO3质量含量≥17％。
Claims (3)
1.一种利用磺化废气制备木质素磺酸钠的方法，所述方法是以质量浓度10～40％的氢氧化钠溶液循环吸收磺化废气，所得含亚硫酸钠的废气吸收液先与木质素进行磺化反应，再加入甲醛进行缩合反应得到所述的木质素磺酸钠；所述磺化废气为亚甲基双甲基萘磺酸钠生产中的磺化废气。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：以质量浓度10～40％的氢氧化钠溶液循环吸收磺化废气，取样检测废气吸收液，当pH低于9、亚硫酸钠的质量含量≥18％时，再将该废气吸收液用于木质素磺酸钠的制备。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法如下：(1)将质量浓度10～40％的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内，对亚甲基双甲基萘磺酸钠生产中的磺化废气进行喷淋循环吸收，检测废气吸收液的pH值＜9时，将废气吸收液抽至料液收集槽备用；
(2)在容器内加入木质素、步骤(1)所得废气吸收液和水，打浆，控制温度40～60℃，在10～15分钟内滴加氢氧化钠溶液，调节pH值为7.5～8.5，搅拌反应；
(3)将步骤(2)所得反应液升温至55～65℃，于10～15分钟内滴加甲醛溶液，所述甲醛与步骤(2)中木质素重量之比为1∶8～9，升温至69～72℃保温反应3小时，之后再次升温至98～100℃保温反应2～3小时，然后降温至70～80℃，加入催化量的双氧水，搅拌，过滤，得木质素磺酸钠盐浆料。
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