DE357370C - Verfahren zur Gewinnung von organischen Verbindungen und Ammoniak aus pflanzlichen Abfallstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von organischen Verbindungen und Ammoniak aus pflanzlichen Abfallstoffen. Es ist bekannt, Ablaugen der Zellstoffindustrie auf Methylalkohol, Ketone, Kohlenwasserstoffe u. dgl. in der Weise zu verarbeiten, daß man die Laugen in Gegenwart starker Basen und überhitzten Wasserdampfes trocken destilliert. Das Verfahren gestattet nur .die Verwertung derjenigen Produkte, die noch in den Ablaugen nach Verarbeitung des Rohmaterials auf Zellstoff enthalten sind.
• Um für die Zellstoffveraribeitung nicht geeignete vegetabilische Stoffe zu verwerten, ist schon vorgeschlagen worden, diese unter Druck mit Natronlauge vollständig zu zersetzen, um aus der so entstandenen Ablauge die wertvollen Produkte, nämlich Methylalkohol, Ketone, Kohlenwasserstoffe usf. durch trockene Destillation zu gewinnen. Dieses Verfahren ist betriebstechnisch und hinsichtlich der Anlagekosten teuer und in bezug auf die Ausbeute unbefriedigend.
• Gegenstand,der Erfindung ist ein neues Verfahren, um für die Zellstoffherstellung unbrauchbares Fasermaterial, wie z. B. Sägespäne, Holzabfälle, Stroh u. dgl., auf Methylalkohol; Ketone, Köhlemnvasserstoffe usw. zu verarbeiten.
• Das Verfahren besteht darin, daß die Kochlauge im Gegensatz zu :den bisherigen Verfahren, nach welchen die fertige Lauge in den Kocher eingebracht wird, im Kocher selbst in der Weise bereitet wird, daß man Calciumhydroxyd, Kalium- und Natriurncarbonat und Wasser in den: Kocher einführt und mit dieser sich im Kocher selbst allmählich bildenden Kochlauge die vegetabilischen Stoffe während so langer Zeit kocht, bis sie vollständig aufgelöst sind. Hierbei .hat man jetzt also in der Hand, die Laugenmenge so zu bemessen, daß die erhaltene Ablauge unmittelbar, also ohne Eindampfung, .eine hohe Konzentration erhält, was dagegen nicht möglich ist, wenn die Kochlauge außerhalb des Kochers zubereitet wird''. Das Calciumhydroxyd kann hierbei zweckmäßig dem Wasser in denn Kocher in der Form von Calciumoxyd zugesetzt werden, welches also in dem Kocher gelöscht wird, wobei die frei gemachte Wärme dem Inhalt des Kochers zugute kommt. Auch das Kalium- oder Natriumcarbonat soll zweckmäßig in dem Kocher in fester Form, und zwar besonders in :der Form von regeneriertem Carbonat eingeführt werden.
• Bei diesem Kochen erhält man teils flüchtige Stoffe, im besonderen Ammoniak und andere Stickstoffverbindungen sowie Holzgeist, welche Stoffe während oder nach dem Kochen durch Abblasen aus dem Kocher und durch Kondensation der abgeblasenen Gase gewonnen werden, und teils fette und harzige Stoffe, die sich in der Form von Alkalisalzen unmittelbar ausscheiden, und eine Lösung, welche organische Salze enthält, die mit starken Basen in Anwesenheit von: Wasserdampf trocken destilliert, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Kohlenwasserstoffe,Wasserstoff und Stickstoffverbindungen geben. Nachdem die beim Kochen gebildeten flüchtigen Stoffe sowie die ausgefällten Alkalisalze ,der Fett- und Harzsäuren entnommen sind, wird die zurückbleibende Lösung, am besten nach vorhergehender Abfiltrierung von im Kocher gebildeter Fällung und nach Zusatz einer neuen Menge Calciumhydroxyd, bis auf Trockenheit eingedickt und in Anwesenheit von zweckmäßig überhitztem Wasserdampf trocken destilliert. Hierbei bildet sich ein Destillat, welches nach geeigneter Kühlung außer aus Wasser noch aus brennbaren Gasen von hohem Brennwert, niedrigen Aldehyden, Aceton, Holzgeist, gewöhnlichem Alkohol, Ammoniak und Aminen sowie Ölen ans höheren Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Kohlenwasserstoffen und Stickstoffverbindungen besteht. Außerdem erhält man einen Trockendestillationsrückstand, bestehend aus Kohle und Carbonaten von der oder den beim Kochen und bei der trockenen Destillation verwendeten starken Basen. Der Trockendestillationsrückstand, entweder mit darin vorhandener Kohle oder nach. Verbrennen derselben wird unmittelbar als Alkalicarbonat für das nächstfolgende Kochen von vegetabilischen Stoffen verwendet, oder es wird das Al'kalicarbonat aus dem Destillationsrückstand mit Wasser (Waschwasser) ausgelöst und die so erhaltene Alkalicarbonatlös.ung zum neuen Kochen von vegetabilischen Stoffen verwendet. Die erstgenannte Weise ist aber aus den unten angegebenen Gründen vorzuziehen.
• Das Verfahren kann, wie bereits angedeutet, in zwei Weisen ausgeführt werden. Die beste Weise besteht darin, d@aß die vegetabilischen Stoffe gleichzeitig mit Natrium- oder Kaliumcarbonat in fester Form und Calciumoxyd in den Kocher eingeführt werden, worauf die erforderliche Menge Wasser (Waschwasser) zugesetzt wind. Daraü@f kocht man unter Druck während etwa q. Stunden, am besten mit direktem Dampf. Beim Kochen bilden sich aus dem Natrium- oder Kaliumcarbonat und dem Cal'ciumoxyd bzw. dem durch Löschen desselben gebildeten Caleiumhydroxyd, Natrium- oder Kaliumhydroxyd, welche die vegetabilischen Stoffe auflösen. Nach beendeter Kochung :und nachdem die flüchtigen Stoffe sowohl als fett- und harzsaure Alkalien ausgeschieden worden sind, wird das ungelöste Calciumcarbonat mit darin gegebenenfalls verhandener Kohle abfiltriert, worauf die zurückbleibende Lösung bis zur Trockenheit eingedickt und mit oder ohne Zusatz von weiteren Mengen starker Basen, z. B. Kalkhydrat, trocken destilliert wird. Nach der trockenen Destillation, bei welcher das Destillat in bekannter Weise gewonnen wird, wird der erhaltene Destillationsrückstand (gegebenenfalls in der oben angegebenen Weise von Kohle .befreit) unmittelbar oder nach geeigneter Zerkleinerung als Alkaiicarbonat zum Kochen von neuen Mengen vegetabilischer Stoffe verwendet, indem der etwaige Gehalt desselben an Calciumcarbonathierbei keinen schädlichen Einfluß hat.
• Da bei diesem Verfahren das Alkalicarbonat, d. h. in der Praxis, wie dasselbe nach der trockenen Destillation erhalten worden ist, in dem Kocher mit variierender Korngröße eingeführt werden kann, so hat man es in der Hand, die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit welcher das Alkalicarbonat beim Kochen aufgelöst wird. Dies ist von wesentlicher Bedeutung, und zwar besonders aus .dem Grunde, daß die meisten vegetabilischen Stoffe bei der trockenen Destillation eine größere Ausbeute, im besonderen von Aceton und Holzgeist, geben, wenn man während des ersten Teiles des Kochens eine verdünnte Lauge verwendet, was gerade durch die meQir oder, weniger langsame Auflösung des verwendeten Alkalicarbonates erzielt wird.
• Das Verfahren kann auch, in der Weise ausgeführt werden, daß das Alkalicarbonat in der Form einer Lösung zusammen mit Calciumoxyd in den.Kocher eingeführt wird. Bei dieser Arbeitsweise fällt aber ein wichtiger Teil des Vorteils dieses Verfahrens weg, nämlich daß die gesamte Auflösung in dem Kocher während des Kochens stattfindet und nicht im voraus ausgeführt zu werden braucht.
• Als Rohmaterial für das fragliche Verfahren können vegetabilische - Stoffe jeder Art verwendet werden. Besonders seien aber folgende hervorgehoben: Sägemehl und Waldabfälle jeder Art sowohl von Nadel- als von Laubbäumen, Kieferstumpen, die trotz ihres hohen Gehalts an Harz nach: diesem Verfahren behandelt werden können, und Buchenholz, welches infolge seines (hohen Gehalts an Stickstoff, Metoxyl und Alkalien besonders zweckdienlich 'ist. Ferner stellen auch Moose ein geeignetes Rohmaterial dar, jedoch sollen dieselben dabei nicht vermodert sein.
• Das Rohmaterial soll in. Stücke geeigneter Größe zerkleinert werden, wie z. B. bei gewöhnlicher Celluloseherstellung. Als Kocher können feststehende Kocher aus Eisen verwendet werden, besser ist aber, rotierende Kocher zu verwenden, um eine .gute Mischung der Masse während des Kochens zu erzielen. Beim Kochen soll wenigstens gegen den Schluß der Kochungszeit eine Temperatur von z,^5 ;bis z 8o° C verwendet werden. Am besten ist dabei, zunächst bei einer Temperatur von 14o bis 150 ° C zu kochen und dann die Temperatur auf 175 bis i80° C zu steigern.
• Als Alkali ist Soda im allgemeinen am zweckdienlichsten wegen ihrer größeren Billigkeit, und nur in dem Falle, daß aus dem Rohmaterial mehr Kali gewonnen. wird, als bei der Fabrikation verbrajucht wird, ist es zweckmäßiger, das teuere Kaliumcarbonat zu verwenden. Bei der Verwendung von Natriumcarbonat wird eine so große Menge zugesetzt, daß auf r ooo kg vegetabilischer Trockensubstanz foo bis 8oo kg Na, O kommen. Die Calciumoxydmen ge wird äquivalent mit der verwendeten Menge Nag O oder etwas kleiner gewählt, so daß nach beendeter Kocheng in. der Fällung, von Calciumcarbonat keine Fällung von Calciumhydroxyd vorhanden ist. Werden die Mengen in der letztgenannten Weise gewählt, so erhält man in dem Kocher eine Calciurncarbonatfällung, welche sehr grobkörnig ist und mittels Zentrifuge oder Kutsche von der Lösung leicht getrennt werden kann. Nachdem das Kochen beendet worden ist, . wird der Inhalt des Kochers, und zwar besonders, wenn das Rohmaterial Harz oder Fettstoffe enthalten hat, in ein offenes Gefäß übergeführt, in welchem diese Stoffe in der Form von Alkalisalzen abgeschäumt werden können. Die von harz-und fettsäuren Salzen befreite Lösung wird für die trockene Destillation verwendet, während die Waschflüssigkeiten von der obengenannten Filtrierung und teils als Wasserzusatz in dem Kocher zur Bildung der neuen Kochlauge verwendet werden. Die Wassermenge .beim Kochen wird zweckmäßig so groß gewählt, daß die erhaltene Lauge nach dem Kochen ein spezifisches Gewicht von 1,2 bis 44 erhält, was also eine Gesamtmenge von Natron in der Lauge von mindestens 150 g Nag O pro Liter Lauge entspricht.
• Die Lösung, welche für die trockene Destillation verwendet werden soll, kann z. B. in einem Vakuumapparat weiter konzentriert werden. Vor oder nach dieser Konzentration wird die Lauge mit der zur trockenen Destillation geeigneten Menge Kalkhydrat versetzt, welches durch Löschen von Calciumoxyd mitWasser zu dickerKalkmilch erhalten wird. Die Kalkhydratmenge wird hierbei zweckmäßig so gewählt, daß auf r ooo kg vegetabilischer Trockensubstanz 20o bis 40o kg Ca O in der Form von Hydrat kommen. Die konzentrierte Lauge, welche im warmen Zustande träge fließt, kann unmittelbar auf Bleche in Schichten von etwa 4 cm Stärke ausgebreitet und in einem gewöhnlichen Holzkohlungsofen trocken destilliert werden, in welchem diese Bleche auf Wägen eingeführt werden, und in dem die trockene Destillation in Anwesenheit von zweckmäßig überhitztem Wasserdampf ausgeführt wird. Das Destillat von der trockenen Destillation wird in bekannter Weise gewonnen und verwertet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Gewinnung von organischen Verbindungen und Ammoniak aus pflanzlichen Abfallstoffen, dadurch gekennzeichnet, d;aß man diese zur Erzeugung einer Lauge, die bei trockener Destillation des Rückstandes wertvolle Produkte gibt, im Kocher aus Calciumhydroxyd, Kalium-oder Natriumcarbonat und Wasser bereiteten Kochlauge so lange kocht, bis sie vollständig aufgelöst sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalium- oder Natriumcarbonat in fester Form und Calciumoxyd an Stelle von Calciumhydroxyd in den Kocher eingeführt wird.