CN113045769A - 利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用 - Google Patents

利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113045769A
CN113045769A CN202110334240.5A CN202110334240A CN113045769A CN 113045769 A CN113045769 A CN 113045769A CN 202110334240 A CN202110334240 A CN 202110334240A CN 113045769 A CN113045769 A CN 113045769A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lignosulfonate
pulping waste
waste liquid
sulfate pulping
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110334240.5A
Other languages
English (en)
Inventor
施晓旦
赵吉
金霞朝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Changfa New Materials Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Changfa New Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Changfa New Materials Co Ltd filed Critical Shanghai Changfa New Materials Co Ltd
Priority to CN202110334240.5A priority Critical patent/CN113045769A/zh
Publication of CN113045769A publication Critical patent/CN113045769A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H6/00Macromolecular compounds derived from lignin, e.g. tannins, humic acids
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06PDYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • D06P1/46General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing natural macromolecular substances or derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用,通过硫酸盐制浆废液经过滤,再经超滤膜处理,反应前加入甲醛、磺化剂作为反应所需助剂,采用微通道反应器进行磺化反应,制得木质素磺酸盐,再蒸发器蒸发得到物料,采用喷雾干燥对物料进行干燥得到产品即为木质素磺酸盐。采用微通道反应器大幅减少了木质素磺化的时间,反应装置占地面积及反应安全性大幅提高,同时采用膜法直接提取硫酸盐制浆废液中的木质素,大幅减少了木质素提取过程中废水、废气的产生,提高了生产过程环保控制。

Description

利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用
技术领域
本发明涉及木质素磺酸盐领域,具体为一种利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用。
背景技术
硫酸盐制浆是近年来绝对主流的制浆方法之一,其是在原有烧碱法法制浆的基础上蒸煮过程增加硫化钠做为助剂,进一步脱除原料中木质素的同时更好的保护纤维素,得到强度更高的纸浆,用于制浆造纸行业,废液污染含量高COD数十万,废水系统难以承受,目前尚无更好的处理方法,仅为燃烧处理回收热量。废液中的木质素没有得到很好的利用。
木质素是硫酸盐制浆工艺中预蒸煮过程产生的废液的主要成分,约占固含量的25%~38%。木质素是由芳香醇聚合制得的一类物质,存在于木质组织中,主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁,为次生壁的主要成分。木质素主要位于纤维素的纤维之间,起支撑、抗压作用。在木本植物中,木质素约占20%到25%,是自然界第二丰富的天然高分子。木质素无毒,在性能方面有极好的通用性,在工业上有广泛的应用。此外,木质素结构中含有多种基团,容易发生化学反应而改性,可用于生产多种化工材料,如分散剂,水泥减水剂等。木质素作为一种可降解的环保材料能很好的替代一些不可降解的材料,对环境保护具有很重要的意义。
目前国内多家制浆造纸企业采用硫酸盐制浆工艺,每年产生大量的废液产生而没有得到很好的利用,太阳纸业、骏泰纸业、青山纸业都有数十万吨级的硫酸盐制浆能力,有近百万吨级的硫酸盐制浆废液,而目前制浆造纸行业几乎很少有利用硫酸盐制浆废液,其中绝大多数的硫酸盐制浆废液仍没有得到利用也只能用于燃烧。中国专利申请201711336163.7提供一种利用硫酸盐制浆废液制备木素磺酸盐的方法,虽然其也能制得性能较优的木素磺酸盐,但该制备方法反应效率低,反应所需时间至少为10小时甚至更长,产率偏低,反应釜占地面积大,亩均效益低,同时反应釜持液量大,一旦反应爆炸等反应危险程度高。
因而,本领域亟待研发一种硫酸盐制浆废液的高效安全的合成途径,实现对硫酸盐制浆废液的高效利用,实现对资源的高值化利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中常规釜式反应工艺反应时间长,反应釜占地面积大,反应釜存在持液量大爆炸危险性高等,而微通道反应器反应时间仅为几分钟,年产2000吨的反应器装置仅占地1-2平米,含配套装置,持液量仅为几百ml,而相同水平下传统反应釜则需要10小时甚至更长,反应釜持液量在3吨左右,同时采用燃烧的方式处理硫酸盐制浆废液不仅污染环境,也降低了硫酸盐制浆废液的利用率等缺陷而提供一种利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐染料分散剂的方法。采用膜法直接提取硫酸盐制浆废液中的木质素,并进行磺化,不需经过黑液酸析提取木质素,大幅减少了木质素提取过程中废水、废气的产生,提高了硫酸盐制浆废液的利用率。
本申请使用的原料硫酸盐制浆废液为目前最主流的制浆过程产生的废液,硫酸盐制浆废液中木质素的含量较高,废液具有普遍代表性,有利于后续推广。由于,目前废液污染负荷高,尚无有效的利用途径本领域一般采取燃烧的方法处理该废弃物,很少对其进行再次利用。而本申请通过创造性劳动,能够极为高效的提高反应效率,减少反应装置占地面积,同时大幅降低反应的危险性,具有易于推广的特性,同时,制得的木质素磺酸盐的产品性能较优异,耐热性能和分散性能佳。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供一种利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其包括如下步骤:
(1)在pH值为13~14的条件下,硫酸盐制浆废液经过滤,收集滤液为物料A;所述物料A的固含量为15-18%;
(2)所述物料A经超滤膜处理,得浓缩液和滤液,收集浓缩液为物料B,所述物料B的固含量为18-20%,所述超滤膜处理的温度为至少50℃;
(3)在物料B中加入甲醛、磺化剂作为反应所需助剂,搅拌均匀后得到物料C;
(4)物料C采用微通道反应器进行磺化反应,制得木质素磺酸盐D;
(5)物料D采用三效蒸发器蒸发得到物料E;
(6)采用喷雾干燥对物料E进行干燥得到产品即为木质素磺酸盐。
优选地,步骤(1)中,所述硫酸盐制浆废液的制备方法可为木材在温度为160~170℃的水中蒸煮,所述蒸煮的时间为0.5~1.5h;所述木材可为本领域制备预蒸煮液的过程中常规使用的阔叶木,较佳地为桉木、杨木和松木中的一种或多种;步骤(1)中,所述过滤的滤膜孔径可为5~20μm,较佳地为10~20μm;步骤(1)中,步骤(1)中,所述硫酸盐制浆废液的固含量为15-18%,较佳地为15%~16%;步骤(1)中,所述硫酸盐制浆废液的密度为1.04~1.09g/mL,较佳地为1.06~1.08g/mL;步骤(1)中,所述硫酸盐制浆废液包括木质素和半纤维素;其中,所述木质素占所述硫酸盐制浆废液中固形物的质量百分数较佳地为25%~38%,更佳地为28%~33%;本领域中所述固形物为所述硫酸盐制浆废液烘干后的剩余物质。
优选地,步骤(1)中,所述过滤一般在过滤器中进行,较佳地在325目不锈钢网过滤器中进行。所述过滤的目的是除去所述硫酸盐制浆废液中的木屑及颗粒杂质;步骤(1)中,所述过滤的温度可为至少60℃,较佳地为60~70℃,更佳地为65~70℃。
优选地,步骤(2)中,所述超滤膜处理采用的超滤膜截留分子量可为1000~3000,较佳地为2000~3000;步骤(2)中,所述超滤膜处理的温度较佳地为50~70℃,更佳地60~70℃;步骤(2)中,所述超滤膜处理的进膜压力为10~30bar,较佳地为15~20bar;步骤(2)中,所述物料B的固含量为18%~20%;本领域中,所述固含量为所述物料B的固形物占所述物料B的质量百分数;步骤(2)中,所述物料B的密度可为本领域常规,所述物料B的密度为1.1~1.14g/mL,较佳地为1.11~1.13g/mL;步骤(2)中,所述物料B中木质素占所述物料B的固形物的质量百分数为60%~75%,较佳地为66%~72%。
优选地,步骤(3)中,加入甲醛占所述物料B中木质素的质量百分数为10%~50%,较佳地为15%~45%,更佳地为25%~45%;步骤(3)中,所述甲醛以甲醛水溶液的形式添加,所述甲醛水溶液中甲醛的质量百分数为37%;步骤(3)中,磺化反应的磺化试剂为二氧化硫、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的一种或多种,较佳地为二氧化硫;所述磺化试剂占所述物料B中木质素的质量百分数较佳地为10%~50%,更佳地为15%~45%,进一步更佳地为25%~45%,加料完料液为物料C;步骤(3)中,加料温度为10~40℃,较佳地为20~35℃。
优选地,所述的利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,步骤(4)中,采用微通道反应器对物料C进行反应得到木质素磺酸盐的水溶液称为物料D;步骤(4)中,所述微通道反应器材质包括玻璃、碳化硅、不锈钢316、哈氏合金等材质,反应器孔道类型为心型或其余湍流结构;步骤(4)中,所述微通道反应的温度为140-200℃,较佳地为160-180℃;步骤(4)中,所述微通道反应的停留时间为30秒-6分钟,较佳地为1-3分钟。
优选地,所述的利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,步骤(5)中,采用三效蒸发器对物料D蒸发至固含量35-45%,较佳地为38-42%,得到物料E。
优选地,步骤(6)中,所述工艺后还进一步包括干燥处理,制得木质素磺酸盐粉末;其中,所述干燥处理的条件和方法可为本领域常规的条件和方法,一般在离心式喷雾干燥器中进行;当采用离心式喷雾干燥器进行所述干燥处理时,蒸汽进口温度可为本领域该类操作常规的温度,较佳地为200~240℃,更佳地为220~235℃;当采用离心式喷雾干燥器进行所述干燥处理时,出口温度为本领域该类操作常规的温度,较佳地为90~120℃,更佳地为105~115℃;所述木质素磺酸盐粉末的粒径可为50~80目。
本发明还提供一种木质素磺酸盐作为分散剂在染料领域中的应用,所述木质素磺酸盐由如上所述木质素磺酸盐的制备方法制得。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:采用微通道反应器极大程度上缩短反应时间至几分钟,同时极大的减少了设备占地面积及反应过程中危险性,使得生产装置可在通风橱大小的实验室内完成,同时采用超滤膜处理法直接提取硫酸盐制浆废液中的木质素,并进行磺化;不需进过黑液酸析提取木质素,大幅减少了木质素提取过程中废水和废气的产生;该处理工艺大幅减少了废水排放,生产了高附加值的木质素磺酸盐,减少了硫酸盐制浆废液的排放,实现资源的分类高值化利用。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
下述实施例中物料B中木质素的含量采用克拉森法进行测定。克拉森法即待测样品用质量百分数为50%的硫酸水溶液处理,再加水,将体系的pH降低至1~3,煮沸,采用真空抽滤方法进行固液分离,收集固体,烘干。木质素的质量百分含量=烘干后不溶物的质量/待测品绝干试样质量×100%。
下述实施例和对比例中,使用的硫酸盐制浆废液的制备方法具体包括下述步骤:采用160℃高温水对桉木进行预蒸煮,蒸煮时间为1.5h,得到硫酸盐制浆废液。
实施例1
本实施例中,利用硫酸盐制浆废液联产制备木质素磺酸钠。采用硫酸盐制浆废液为原料,硫酸盐制浆废液的固含量为15%,密度为1.05g/mL,pH值为13.0;硫酸盐制浆废液的固形物中木质素占固形物的质量百分数为28%。
木质素磺酸钠的制备方法具体包括下述步骤:
(1)将上述硫酸盐制浆废液,在60℃的条件下,采用325目不锈钢网过滤器对硫酸盐制浆废液进行过滤,除去硫酸盐制浆废液中的木屑及颗粒杂质,滤膜孔径为5μm,收集滤液为物料A;物料A的固含量为15%;
(2)采用截留分子量为1000的超滤膜对物料A进行过滤,制得浓缩液和滤液,收集浓缩液为物料B,超滤膜处理的温度为50℃,进膜压力为10bar;
(3)物料B的固含量为18%,密度为1.10g/mL。物料B中木质素占物料B的固形物的质量百分数为60%;
(4)在料液管道上进行加料,加入甲醛水溶液中甲醛的质量百分数为37%,加入量为物料B中木质素的质量百分数15%,加入二氧化硫作为磺化剂,磺化试剂占所述物料B中木质素的质量百分数较佳地为10%,加料完料液为物料C,加料温度为20℃;
(5)采用碳化硅微通道反应器进行磺化反应,反应温度为140℃,停留时间为30s,得到物料D;
(6)采用三效蒸发器对物料D蒸发至固含量35%;
(7)采用离心式喷雾干燥器对物料D进行喷雾干燥,进口温度为200℃,出口温度为90℃,得到颗粒较细的木质素磺酸钠粉末粒径,木质素磺酸盐粉末的粒径为50~80目,木质素磺酸钠粉末的固含量为93%,分散力为100%,耐热温度135℃。
实施例2
本实施例中,利用硫酸盐制浆废液联产制备木质素磺酸钠。采用硫酸盐制浆废液为原料,硫酸盐制浆废液的固含量为17%,密度为1.07g/mL,pH值为13.5;硫酸盐制浆废液的固形物中木质素占固形物的质量百分数为30%。
木质素磺酸钠的制备方法具体包括下述步骤:
(1)将上述硫酸盐制浆废液,在65℃的条件下,采用325目不锈钢网过滤器对硫酸盐制浆废液进行过滤,除去硫酸盐制浆废液中的木屑及颗粒杂质,滤膜孔径为10μm,收集滤液为物料A;物料A的固含量为17%;
(2)采用截留分子量为2000的超滤膜对物料A进行过滤,制得浓缩液和滤液,收集浓缩液为物料B,超滤膜处理的温度为60℃,进膜压力为20bar;
(3)物料B的固含量为19%,密度为1.13g/mL。物料B中木质素占物料B的固形物的质量百分数为66%;
(4)在料液管道上进行加料,加入甲醛水溶液中甲醛的质量百分数为37%,加入量为物料B中木质素的质量百分数25%,加入亚硫酸钠作为磺化剂,磺化试剂占所述物料B中木质素的质量百分数较佳地为25%,加料完料液为物料C,加料温度为30℃;
(5)采用哈氏合金微通道反应器进行磺化反应,反应温度为160℃,停留时间为2分钟,得到物料D;
(6)采用三效蒸发器对物料D蒸发至固含量40%;
(7)采用离心式喷雾干燥器对物料D进行喷雾干燥,进口温度为220℃,出口温度为105℃,得到颗粒较细的木质素磺酸钠粉末粒径,木质素磺酸盐粉末的粒径为50~80目,木质素磺酸钠粉末的固含量为95%,分散力为100%,耐热稳定性150℃。
实施例3
本实施例中,利用硫酸盐制浆废液联产制备木质素磺酸钠。采用硫酸盐制浆废液为原料,硫酸盐制浆废液的固含量为18%,密度为1.09g/mL,pH值为14.0;硫酸盐制浆废液的固形物中木质素占固形物的质量百分数为35%。
木质素磺酸钠的制备方法具体包括下述步骤:
(1)将上述硫酸盐制浆废液,在70℃的条件下,采用325目不锈钢网过滤器对硫酸盐制浆废液进行过滤,除去硫酸盐制浆废液中的木屑及颗粒杂质,滤膜孔径为20μm,收集滤液为物料A;物料A的固含量为18%;
(2)采用截留分子量为3000的超滤膜对物料A进行过滤,制得浓缩液和滤液,收集浓缩液为物料B,超滤膜处理的温度为70℃,进膜压力为30bar;
(3)物料B的固含量为21%,密度为1.16g/mL。物料B中木质素占物料B的固形物的质量百分数为70%;
(4)在料液管道上进行加料,加入甲醛水溶液中甲醛的质量百分数为37%,加入量为物料B中木质素的质量百分数43%,加入亚硫酸钠作为磺化剂,磺化试剂占所述物料B中木质素的质量百分数较佳地为40%,加料完料液为物料C,加料温度为45℃;
(5)采用不锈钢微通道反应器进行磺化反应,反应温度为190℃,停留时间为5分钟,得到物料D;
(6)采用三效蒸发器对物料D蒸发至固含量43%;
(7)采用离心式喷雾干燥器对物料D进行喷雾干燥,进口温度为235℃,出口温度为110℃,得到颗粒较细的木质素磺酸钠粉末粒径,木质素磺酸盐粉末的粒径为50~80目,木质素磺酸钠粉末的固含量为97%,分散力为100%,耐热稳定性145℃。
对比例1
木质素磺酸钠的制备方法具体包括下述步骤:
采用160℃高温水对桉木进行预蒸煮,蒸煮时间为1.5h,收集残渣采用硫酸盐法进一步蒸煮,蒸煮药剂为硫酸钠,复配烧碱,并于155~165℃进行硫酸盐蒸煮,蒸煮时间为2~3h,收集过程中产生的废液,即为硫酸盐制浆废液。
(1)将上述硫酸盐制浆废液,在40℃的条件下,采用325目不锈钢网过滤器对硫酸盐制浆废液进行过滤,除去硫酸盐制浆废液中的木屑及颗粒杂质,滤膜孔径为5μm,收集滤液为物料A;物料A的固含量为15%;
(2)采用截留分子量为1000的超滤膜对物料A进行过滤,制得浓缩液和滤液,收集浓缩液为物料B,超滤膜处理的温度为50℃,进膜压力为10bar;
(3)物料B的固含量为18%,密度为1.10g/mL。物料B中木质素占物料B的固形物的质量百分数为60%;
(4)在料液管道上进行加料,加入甲醛水溶液中甲醛的质量百分数为37%,加入量为物料B中木质素的质量百分数15%,加入二氧化硫作为磺化剂,磺化试剂占所述物料B中木质素的质量百分数较佳地为10%,加料完料液为物料C,加料温度为20℃;
(5)采用常规反应釜进行磺化反应,加料过程,30℃,加料及搅拌时间2h,反应温度为60℃,3h;
反应温度为90℃,4h,得到物料D;
(6)采用三效蒸发器对物料D蒸发至固含量35%;
(7)采用离心式喷雾干燥器对物料D进行喷雾干燥,进口温度为200℃,出口温度为90℃,得到颗粒较细的木质素磺酸钠粉末粒径,木质素磺酸盐粉末的粒径为50~80目,木质素磺酸钠粉末的固含量为93%,分散力为100%,耐热稳定性135℃,虽然反应结果与实施1相当,但反应时间约9小时,单釜反应液约3吨。
对比例2
木质素磺酸钠的制备方法:与实施例1相比,区别仅在于步骤(4)中反应温度为100℃,反应器的最高温度受设备影响无法无限提高,文中即为上线,故只对其下线温度进行对比,其他条件参数同实施例1。最终制得的木素磺酸钠的耐热温度为125℃,显著降低,降低反应温度不利于反应的进行。
对比例3
木质素磺酸钠的制备方法:与实施例1相比,区别仅在于步骤(4)中反应时间为10min,反应器的最短时间受供料设备影响无法无限降低,文中即为下线,故只对其上线时间进行对比,其他条件参数同实施例1。最终制得的木质素磺酸钠的耐热稳定性为130℃,未有明显提高甚至稍有降低,延长时间不利于生产效率。
对比例4
木质素磺酸钠的制备方法:与实施例1相比,区别仅在于步骤(2)中超滤膜处理的温度为40℃,其他条件参数同实施例1。导致步骤(2)制得的物料B中木质素占所述物料B的固形物的质量百分数为46%,最终制得的木质素磺酸钠的耐热稳定性为130℃,平均膜通量显著降低,生产效率低,单位时间生产成本高。
对比例5
木质素磺酸钠的制备方法:与实施例1相比,区别仅在于物料A的固含量为24%,其他条件参数同实施例1;物料A的固含量偏高影响处理效果,浓缩过程平均膜通量为10.8L/(m2·h),生产效率低,单位时间生产成本高。
对比例6
木质素磺酸钠的制备方法:与实施例1相比,区别仅在于物料A的固含量为10%,其他条件参数同实施例1;制得的木素磺酸钠的耐热温度为120℃,显著降低。
对比例7
木质素磺酸钠的制备方法:与实施例1相比,区别仅在于物料B的固含量为15%,其他条件参数同实施例1。测得物料B中木质素的含量仅为35%~40%,最终制得的木质素磺酸钠的耐热稳定性为120℃,耐热稳定性明显降低。
对比例8
木质素磺酸钠的制备方法:与实施例1相比,区别仅在于物料B的固含量为25%,其他条件参数同实施例1;浓缩过程平均膜通量为10L/(m2·h),产品处理程度高,生产效率低,单位时间生产成本高。
效果实施例
对实施例和对比例制得的木质素磺酸钠的固含量、分散力、耐热稳定性、平均膜通量和磺化反应时间进行测试,结果见表1。
采用行业标准HGT-3507-2008-木质素磺酸钠分散剂测试木质素磺酸钠的分散力和耐热温度。
平均膜通量是指单位时间内通过单位面积的样品的体积。
表1
Figure BDA0002996668190000101
Figure BDA0002996668190000111
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (9)

1.一种利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,其包括如下步骤:
(1)在pH值为13~14的条件下,硫酸盐制浆废液经过滤,收集滤液为物料A;所述物料A的固含量为15-18%;
(2)所述物料A经超滤膜处理,得浓缩液和滤液,收集浓缩液为物料B,所述物料B的固含量为18-20%,所述超滤膜处理的温度为至少50℃;
(3)在所述物料B中加入甲醛、磺化剂作为反应所需助剂,搅拌均匀后得到物料C;
(4)物料C采用微通道反应器进行磺化反应,制得木质素磺酸盐D;
(5)物料D采用三效蒸发器蒸发得到物料E;
(6)采用喷雾干燥对物料E进行干燥得到产品即为木质素磺酸盐。
2.如权利要求1所述的利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述硫酸盐制浆废液的制备方法为木材在温度为160~170℃的水中蒸煮,所述蒸煮的时间为0.5~1.5h,且所述木材较佳地为桉木、杨木和松木中的一种或多种;步骤(1)中,所述硫酸盐制浆废液主要为木质素;其中,所述木质素占所述硫酸盐制浆废液中固形物的质量百分数较佳地为25%~38%。
3.如权利要求1所述的利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述过滤的滤膜孔径为5~20μm;所述步骤(1)中,所述过滤在过滤器中进行,且在325目不锈钢网过滤器中进行;步骤(1)中,所述过滤的温度为60-70℃。
4.如权利要求1所述的利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述超滤膜处理采用的超滤膜截留分子量为1000~3000;步骤(2)中,所述超滤膜处理的温度为50~70℃;步骤(2)中,所述超滤膜处理的进膜压力为10~30bar;步骤(2)中,所述物料B的固含量为18%~21%;步骤(2)中,所述物料B的密度为1.1~1.16g/mL;步骤(2)中,所述物料B中木质素占所述物料B的固形物的质量百分数为60%~75%。
5.如权利要求1所述的利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,步骤(3)中,加入甲醛占所述物料B中木质素的质量百分数为10%~50%;步骤(3)中,所述甲醛以甲醛水溶液的形式添加,所述甲醛水溶液中甲醛的质量百分数为37%;磺化反应的磺化试剂为二氧化硫、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的一种或多种;所述磺化试剂占所述物料B中木质素的质量百分数为10%~50%,加料完料液为物料C;步骤(3)中,加料温度为20~50℃。
6.如权利要求1所述的利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,步骤(4)中,采用微通道反应器对物料C进行反应得到木质素磺酸盐的水溶液称为物料D,所述微通道反应器材质包括玻璃、碳化硅、不锈钢316、哈氏合金材质,反应器孔道类型为心型或其余湍流结构;所述微通道反应的温度为140-200℃;所述微通道反应的停留时间为30秒-6分钟。
7.如权利要求1所述的利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,步骤(5)中,采用三效蒸发器对物料D蒸发至固含量35-45%,得到物料E。
8.如权利要求1~7中任一项所述的利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法,其特征在于,步骤(6)中,所述磺化反应后还进一步包括干燥处理,制得木质素磺酸盐粉末;所述木质素磺酸盐粉末的粒径为50~80目;所述干燥处理在离心式喷雾干燥器中进行;当采用离心式喷雾干燥器进行所述干燥处理时,蒸汽进口温度为200~240℃;当采用离心式喷雾干燥器进行所述干燥处理时,出口温度为90~120℃。
9.一种木质素磺酸盐作为分散剂在染料领域中的应用,其特征在于,所述木质素磺酸盐如权利要求1~8中任一项所述的木质素磺酸盐的制备方法制得。
CN202110334240.5A 2021-03-29 2021-03-29 利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用 Pending CN113045769A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110334240.5A CN113045769A (zh) 2021-03-29 2021-03-29 利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110334240.5A CN113045769A (zh) 2021-03-29 2021-03-29 利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113045769A true CN113045769A (zh) 2021-06-29

Family

ID=76515971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110334240.5A Pending CN113045769A (zh) 2021-03-29 2021-03-29 利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113045769A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115637163A (zh) * 2022-09-19 2023-01-24 上海昶法新材料有限公司 一种利用硫酸盐制浆废液液化制取生物质油的方法
CN115821619A (zh) * 2022-12-27 2023-03-21 上海昶法新材料有限公司 一种利用硫酸盐制浆废液提取木质素的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108715639A (zh) * 2018-04-26 2018-10-30 南京工业大学 一种利用微通道反应装置制备木质素磺酸盐的方法
CN109179845A (zh) * 2018-11-16 2019-01-11 河南省科学院化学研究所有限公司 一种硫酸盐法木浆黑液的资源化处置方法
CN110483805A (zh) * 2018-05-15 2019-11-22 上海昶法新材料有限公司 一种制备木素磺酸盐的方法
CN111848976A (zh) * 2020-07-02 2020-10-30 上海昶法新材料有限公司 利用溶解浆预蒸煮废液制备木质素磺酸盐的方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108715639A (zh) * 2018-04-26 2018-10-30 南京工业大学 一种利用微通道反应装置制备木质素磺酸盐的方法
CN110483805A (zh) * 2018-05-15 2019-11-22 上海昶法新材料有限公司 一种制备木素磺酸盐的方法
CN109179845A (zh) * 2018-11-16 2019-01-11 河南省科学院化学研究所有限公司 一种硫酸盐法木浆黑液的资源化处置方法
CN111848976A (zh) * 2020-07-02 2020-10-30 上海昶法新材料有限公司 利用溶解浆预蒸煮废液制备木质素磺酸盐的方法和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115637163A (zh) * 2022-09-19 2023-01-24 上海昶法新材料有限公司 一种利用硫酸盐制浆废液液化制取生物质油的方法
CN115821619A (zh) * 2022-12-27 2023-03-21 上海昶法新材料有限公司 一种利用硫酸盐制浆废液提取木质素的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108660837B (zh) 一种植物纤维原料中纤维素、半纤维素及木质素三组分的分离方法
EP1794363B2 (en) Method for separating lignin from black liquor
EP1797236B1 (en) Method for separating lignin from a lignin containing liquid/slurry
CN113045769A (zh) 利用硫酸盐制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用
CN104927067B (zh) 一种从竹材制浆黑液中提取不同分子量木质素的方法
CN101736638B (zh) 一种造纸制浆黑液的处理方法
CN104558632A (zh) 一种利用工业纤维废渣制备木质素衍生产品的方法
CN102140174A (zh) 木质素磺酸盐的制备方法
CN110615896B (zh) 一种溶解浆制浆废液制备木质素磺酸盐减水剂的方法
CN109179845B (zh) 一种硫酸盐法木浆黑液的资源化处置方法
CN109679113A (zh) 一种低沾污性木质素磺酸盐的制备方法
CN111848976B (zh) 利用溶解浆预蒸煮废液制备木质素磺酸盐的方法和应用
CN106468032B (zh) 一种从硫酸盐法制浆黑液中提取木素的方法及装置
CN105672016B (zh) 一种有机溶剂法纸浆的洗涤和溶剂回收方法
CN110483805A (zh) 一种制备木素磺酸盐的方法
CN106702804B (zh) 一种黑液中提取木质素的方法
CN108864442A (zh) 一种利用溶解浆预蒸煮废液制备木素磺酸盐的方法
CN110128676A (zh) 一种利用氧气催化乙醇粗炼秸秆中木素的方法及其应用
CN106317418A (zh) 利用玉米芯酸解渣碱煮黑液制作木质素磺酸钠的方法
CN111961695B (zh) 利用溶解浆预蒸煮废液制备低聚糖的方法
CN117986619A (zh) 一种利用制浆废液制备木质素磺酸盐的方法及应用
CN115821619A (zh) 一种利用硫酸盐制浆废液提取木质素的方法
CN109518507A (zh) 一种水溶助溶剂去除木屑中木质素的方法及木质素微粒的制备方法
CN104892956B (zh) 改性木质素磺酸盐及其制备方法
CN110078937A (zh) 一种利用氧气催化乙醇制备纳米木素的方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210629