CS228366B1 - Sposob zníženia inkrusíácie pri hydrolýznom spracovaní lignín-celulózových materiálov - Google Patents

Description

228366

Vynález sa týká sposobu zníženia inkrus-tácie při hydrolýznom spracovaní lignín-ce-lulózových materiálov. Při vodnej predhydrolýze lignín-celulózo-vých materiálov ako je dřevo, slama, kuku-řičné korovie a podobné sa účinkom teplaodštepujú zo zložiek lignín-celulózových ma-teriálov formylové a acetylové skupiny voformě organických kyselin, mravčej a oc-tovej, ktoré poskytujú potřebné protóny preprodhydrolýzu. Přitom sa z lignín-celulózo-vých materiálov hydrolýzou uvofňujú mono-až oligosacharidy, lignínové nízkomolekulo-vé fragmenty a dehydratáciou vzniknutý 2--furaldehyd a jeho homológy, ako i dalšiemedziprodukty hydrolýzy a dehydratácie.Tieto látky roajú tendenciu vytvárať koloid-né až pevné usadeniny. Inkrus je usadeni-na živičnatého typu, krtorého chemická afyzikálne-chemtcká štruktúra a zloženie jevelmi obtiažne' definovatelné a v priebehutechnologických procesov sa mění.

Prechádza na ťaižko rozpustná, resp. faž-ko dispergovatelnú formu, stráca plastickévlastností a menia sa na tuhý, uhlíkom obo-hatený zbytok. Vzniká júco inkrusty po urči-tom čase prevádzky sťažujú prácu techno-logického zariadenia (funkciu ventilov, o-hrevných trubek, transportných častí a i.j.Inkrustáciou pri vodnej predhydrolýze sasnižuje kvalita sulfátových buničín, sía "u-je sa priebeh sulfátovej várky, znižuje savýťažok 2-furaldehydu a sťažuje sa chemic-ké alebo biochemické spracovanie hydroly-zátov. Z týchto dovodov sa navrhujú opatrenia,ktoré umožňujú obmedziť tvorbu inkrustov.V sovietskom autorskom osvědčení č.661 728.2 alebo 436 905 ako aj US pat.3 619 351 a US pait. 3 544 422 sa navrhujepre tento účel použit sulfitové výluhy, res-pektive sulfitové výpalky alebo povrchovoaktivně látky, ako například kvartérne amo-niové bázy. Aditíva pre obmedze-nie tvorbyinkrustov možu účinkovat dvojakým spóso-bom a to dispergačne tak, že prevedú in-krustujúce látky do koloidného roztoku, ale-bo flokulačne tým, že sposobujú vypadává-me inkrustov v hrubodisperznej formě, t. j.v podobě sedimentujúceho kalu, nehroma-diía sa na stěnách zariadenia alebo sa dajú1'ahko odstrániť.

Doposial' používané prostriedky nie súdostatočne účinné, lebo . zabraňujú inkrus-tácii len v nepatrnej miere alebo menia lencharakter inkrustov a tým neodstraňujú ichnegativny vplyv na výtažky spomenutýchproduktov a ich kvalitu.

Uvedené nedostatky sú odstránené v pod-statnej miere u sposobu zníženia inkrustá-cie pri hydrolýznom spracovaní lignín-ce-lulózových materiálov podl'a vynálezu, kto-rého podstata spočívá v tom, že k 100 hmot-nostným dielom dřevných štiepok alebo iné-ho liignín-celulózového materiálu sa přidá 1až 10 hmotnostných dielov vodného rozto-ku prostriedku ma zníženie inkrustácie a zmes sa zohreje na teplotu 150 až 215 °Cza zvýšeného tlaku a teplota sa udržuje 1minútu až 300 minút. Podstatou prostried-ku, ktorý sa použije na spósob podlá vyná-lezu koncentrovaný alebo riedený až do po-měru 1 : 10 je, že pozostáva z 5 až 35 %hmotnostných vodného roztoku lignínovejzložky ako je sulfitový výluh bez úprav,zahuštěný sulfitový výluh, sulfitový výluhčiastočne zbavený sacharidického podielu,sulfitový lignin sulfonovaný na vyšší obsahsíry, upravený sulfátový lignin, lignin s ob-siahom chlóru alebo zlúčenín chlóru, oxido-vané alkalické alebo kyslé ligniny alebo lig-niny obsahujúce 1 až 10 deváť-uhlikatýchjednotiek alebo ich zme-si. Ďalej pozostáva z 0,01 až 5 % hmotnost-ných vořnej organickej kyseliny alebo 1 až15 % hmotnostných povrchovo-aktívnej lát-ky, ako sú kalové produkty, živičné a vyš-ší e mastné kyseliny, vodorozpústné derivá-ty. mono-, oligo- a polysacharidov s výho-dou sulfafované alebo sulfoalkylované, po-lyvinylalkohol alebo jeho deriváty alebopolyakrylamid alebo jeho deriváty a do 100pere. hmotnostných je prostriedok doplně-ný vodou. Ako lgnín-ceiulózový materiálmožno spósobom podlá vynálezu znížiť tvor-bu inkrustov aj pri použití predhydrolyzátuo sušině 50 až 150 g . 1_1. Výhodou sposobu podl'a vynálezu je; žeprídavkom prostriedku ku lignín-celulozo-vému materiálu za podmienok uvedenýchpredtým, sa nevytvára'nevhodná živičná for-ma usadeniny, t. j. inkrust, aleb iba kalováforma, f. j. sediment.

Prostriedok použitý v sposobe podlá vy-nálezu umožňuje v podstatnej miere zabrá-nit vzniku inkrustujúcich látok a zamedzu-je procesu inkrustácie účinnejše ako dopo-sial známe prostriedky a umožňuje získatkvalitnejšiu finálnu buničinu a hydrolyzátvhodnější pre dalšie spracovanie.

Prostriedok na obmedzenie inkrustácievýrobného zariadenia pri sposobe hydroly-tického spracovania lignifikovaných raetlin-ných surovin je viaczložkový a je zloženýz vodného roztoku lignínovej zložky, vol-ne.j ale-bo viazanej anorgamekej kyseliny svýhodou kyseliny siričitej a z povrchovoaktívnej zložky — emulgátora.

Ako lignínová zložka sa móžu použit vo-dorozpustné ligniny zo sulfitového vareniačiastočne sulfonované alebo sulfitované, ďa-lej sulfátové ligniny v póvodnej alebo derl-vatizovanej formě. Ako volnú anorganickúkyselinu prostriedok obsahuje 0,01—5,0 %kyseliny siričitej, resp. sírovej alebo fos-forečnej. Ďalšia kyselina siřičitá, sírová, sol-ná alebo fosforečná může byť přítomná vpodobě solí alebo viazaná na lignínovú čipovrchové aktívnu zložku. Ako povrchovéaktívnu zložku do 20 % hmotnostných pros-triedok obsahuje tenzid s výhodou cukor-ný tenzid, čiastočne esterifikované sachari-dy, polysacharidy ako hydroxyetylcelulóza,perlová celulóza, pektíny, volný alebo čias- točné derivatizovaný polyvinyl-alkohol a je-ho deriváty, polyakrylamid a jeho deriváty,živičné a mastné kyseliny.

Lignlnová zložka číaistočne odbúraná aderivatizovaná posobí ako dispergant. Sol-vatuje častíce inkrustujúcich látok a povr-chové aktívna zložka sposobuje emulgáciuťažko miešateíných kvapalných zložiek iakonapříklad aj 2-furaldehydu, čím sa účinokdispergačnej zložky zvýši. Účinok a-norganic-kej kyseliny sa prejaví v modiíikácii disper-ganta a povrchové aktívnej látky, ako tak-tiež pri priebehu solvolýzy zložiek rastlin-nej Iígnifíkovanej suroviny pri hydrolytic-kom spracovaní.

Predmet vynálezu je demonstrovaný uapríkladoch prevedenia. Příklad 1 K 100 hmot. dielam vody na predhydro-lýzu bukových štiepok sa přidá 1 hmot. dlelprostriedku připraveného tak, že k sulfito-vým výpalkom, vodnému roztoku o obsahusušiny 15,8 % sa přidá 50 ml/1 akrylamidu,v roztoku sa nechá absorbovat SO2 na kon-centráciu 5,5 g/l. Takto připravený prostrie-dok sa zriedil vodou v pomere 1 : 10 a po-užil ako prídavok do vody v predhydrolý-ze bukových štiepok pri teplote 180 °C atlaku cca 1,0 MPa po dobu 180 minut. Obsahinkrustov sa znížil na 12 % oproti kontro-le t. j. predhydrolýze samotnou vodou. Příklad 2

Postupovalo sa ako v příklade 1, s týmrozdielom, že přidávaný prostriedok sa zís-kal tak, že lignin v sulfátovom výluhu o su-šině 35 % sa oxidatívnou sulfonáciou pre-viedol na vodorozpustnú formu v slabokys-lom prostředí prídavkom kyseliny sírovej aždo pH 6,0. Do takto připraveného roztokusa přidalo 20 ml/1 surového tělového olea,ktorý sa emulgoval pri teplote 60 °C. Pre-parát sa zriedil vodou 1 : 10 a použil akoprídavok do vody v predhydrolýze bukovýchštiepok pri teplote 175 °C, tlaku cca 1,0 MPaa čase predhydrolýzy 180 minút, pričom saobsah inkrustov znížil na 27 % oproti kon-trole. Příklad 3

Postupovalo sa ako v příklade 1 s týmrozdielom, že prostriedok sa pripavil tak, žek sulfitovému výluhu o sušině 15 % sa při-dalo 10 g/l vodorozpustnej hydroxyetylce-lulózy a 5 g/l kyseliny fosforečnej. Roztoksa zriedil 8,5 x vodou a použil áko prídavokdo vody pri predhydrolýze bukového dře-va, ktorá prebiehala pri teplote 185 °C, tla-ku cca 1,0 MPa a době 90 minút. Obsah in-krustov sa znížil na 19 % oproti kontrole. Příklad 4 K 100 hmot. dielom vody na predhydrolý-zu sa přidalo 10 hmot. dielov prostř edkupřipraveného tak, že vo vodnom roztoku sul-fitových výpalkov o koncentrácii 1 g/l sarozpustilo 50 g/i karboxymetylcelulózy aabsorboval sa SO2 na koncentráciu 1 g/l.Prostriedok sa zriedil vodou 1:5a použilsa ako prídavok do vody pri predhydrolýzebukových štiepok pri teplote 170 °C, odpo-vedajúcom tlaku cco 0.9 MPa a době 90minút. Obsah inkrustov sa znížil na 28 %oproti kontrole, P r i k 1 a d 5 K 75 hmot. dielom vody na predhydrolý-zu sa přidalo 24,05 hmot. dietu lutrovej vo-dy obsahujúcej do 2 % kyselinu octovú, do1 % kyselinu mravčiu a maximálně 1 %2-furalaldethyd a 0,05 hmot. dielov sulfátovýchvýpalkov. Takto připravený roztok sa po-užil na predhyd olýzu bukových štiepok priteplote 170 QC a tlaku cca 0,9 MPa, pričomsa obsah inkrustov znížil ua 30 % oprotikontrole. Příklade K 100 hmot. dielom vody na predhydrolý-zu sa přidalo 10 hmot. dielov prostriedkupřipraveného tak, že v 99 hmot. die-loch vo-dy sa rozpustil 1 hmot. diel hydroxyetyl-celulózy. Takto připravený roztok sa po-užil na predhydrolýzu bukových štiepok priteplote 170 °C a tlaku cca 0,9 MPa, pričomsa obsah inkrustov znížil na 30 °/o oprotikontrole. Příklad 7 K 100 hmot. dielom vody na predhydro-lýzu sa přidalo 10 hmot. dielov prostriedkupřipraveného tak, že v 99 hmot. dieloch vo-dy sa rozpustilo 0,5 hmot. dielu liydroxye-tylcelulózy a 0,5 hniotnostného dielu poly-vinylalkoholu. Takto připravený roztok sapoužil na predhydrolýzu bukových štiepokpri teplote 170 CC a zodpovedajúcom tlakucca 0,9 MPa, pričom sa obsah inkrustov zní-žil na 31 % oproti kontrole. Příklad 8 K 100 hmot. dielom vodného predhydro-lyzátu z bukových štiepok o sušině 100 g/lsa přidalo 10 hmot. dielov prostriedku při-praveného tak, že vo vodnom roztoku sulfi-tových výpalkov o koncentrácii 1 g/l sarozpustilo 50 g/l polyvinylalkoholu a ab-sorboval sa SO2 na koncentráciu 1 g/l. Roz-tok sa zriedil vodou v pomere 1:5a po-užil ako prídavok do predhydrolyzátu za-

Claims (3)

hrievaného pri teplote 170 °C (cca 0,9 MPa)po dobu 45 minút. Obsah inkrustov sa zní-žil na 10 °/o oproti kontrole. Příklad 9 K 93 hmot. dielom predhydrolyzátu z bu-kových štiepok o sušině 100 g/1 sa přidalo7 hmotnostných dielov prostriedku pozostá- vajúceho z 5 hmot. dielov sulfitových vý-palkov, 2 hmot. dielov talového mýdla, 2hmot. dielov vodorozpustnej hydroxyetyl-celulózy, 1 hmot. dielu kyseliny fosforečneja 90 hmot. dielov vody. Obsah inkrustov saznížil na 14 °/o oproti pokusu bez pridaniaprostriedku a získalo sa 9,1 °/o 2-furalalde-hydu. PREDMET

1. Sposob zníženia inkrustácie pri hydro-lýznom spracovaní lignín-celulózových ma-teriálov vyznačený tým, že k 100 hmotnost-ným dielom dřevných štiepok alebo inéholignín-celulózového mlateriálu sa přidá 1až 10 hmotnostných dielov vodného roztokuprostriedku na zníženie inkrustácie, pozo-stávajúceho z 5 aži 35 % hmotnostných die-lov vodného roztoku lignínovej zložky, 0,01až 5 % hmotnostných vofnej anorganickejkyseliny alebo 1 až 15 % hmotnostných via-zanej anorganickej kyseliny, do 20 % hmot-nostných povrchov aktívnej látky do 100 %hmotnostných doplněných vodou, koncen-trovaného alebo riedeného vodou až do po-měru 1 : 10.

2. Spósb zníženia inkrustácie pri hydro-lýznom spracovaní lignín-celulózových ma-teriálov podl'a bodu 1 vyznačený tým, ževodným roztokom lignínovej zložky je sul-fitový výluh bez úprav, zahuštěný sulfitovývýluh, sulfitový výluh čiastoone zbavený sa- ynAlezu charidického podielu, sulfitový lignin sul-fonovaný na vyšší obsah síry, upravený sul-fátový lignin, lignin s obsahom chlóru ale-bo zlúčenín chlóru, oxidované alkalické ale-bo kyslé ligniny alebo ligniny obsahujúce1 až 10 devaťuhlíkafých jednotiek alebo ichzmesí, volnou alebo viazanou anorganickoukyselinou je kyselina siřičitá, sírová alebofosforečná a povrchovo-aktívnou látkou sútalové produkty, živičné a vyššie mastné ky-seliny, vodorozpustné deriváty mono-, oli-go-, a polysacharidov s výhodou sulfatova-né alebo sulfoakrylované, polyvinylakoholalebo jeho deriváty alebo polyakrylamid ale-bo jeho deriváty.

3. Sposob zníženia inkrustácie pri hydro-lýznom spracovaní lignín-celulózových ma- * teriálov podl'a bodu 1, vyznačený tým, žeako lignín-celulózový materiál sa použije100 hmotnostných dielov predhydrolyzátu o 4 sušině 50 až 150 g . I-1. Severografia, n. p., Závod 7, Most Cana 2,40 Kča