DE863191C

DE863191C - Verfahren zur Rueckgewinnung des Alkalis bei gleichzeitiger Gewinnung des Ligninschlammes aus den alkalischen Sulfitablauge-Aufschlusslaugen der Vanillinherstellung

Info

Publication number: DE863191C
Application number: DEF2491D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Freudenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-01-25
Filing date: 1942-01-25
Publication date: 1953-01-15

Description

Verfahren zur Rückgewinnung des Alkalis bei gleichzeitiger Gewinnung des Ligninschlammes aus den alkalischen Sulfitablauge-Aufschlußlaugen der Vanillinherstellung Bekanntlich hängt die Wirtschaftlichkeit der Vanillinherstel:lung aus Sulfitablaugen in erster Linie von ,dem Aufwand bzw. der Rückgewinnbarkeit der nötigen Chemikalien ab. Bei den heute bekannten und technisch gangbaren Verfahren (alkalischeDruckkochung nach Hönig-Ruziszka bzw. Tomlinson-Hibbert sowie Oxydation oder Dehydrierung) behält man eine starke alkalische Aufschlußlauge, aus -welcher das Vanillin als Alkalisalz mittels Butanol, Propanol usw. extrahiert werden kann. Nach Entfernung des Vanillins verbleibt eine stark alkalische, ligninhaltige Lösung. Die Aufgabe besteht nun darin, das freie, möglichst auch das als Carbon.at oder als Sulfit gebundene Alkali zurückzugewinnen sowie das als Alkal.isalz gelöste Lignin (Ligninschlamm), welches für Kunststoffe erhebliches Interesse besitzt, in wasserunlöslicher Form abzuscheiden, was nur durch Ansäuern der alkalischen Lösung geschehen kann. Es gibt aber bis jetzt kein Verfahren, -welches es gestattet, in wirtschaftlicher Weise sowohl das Alkali wie auch den Ligninschl.am,m gleichzeitig zu gewinnen. Wird) nämlich die alkalische Aufschlußlauge nach Extraktion des Vanillins. zur Trockne verdampft und der Rückstand verascht, so wird zwar das eingesetzte Alkali zurückgewonnen, der Ligninschlamm geht aber dabei verloren. Zur Isolierung des letzteren muß man die alkalische Lauge ansäuern, freilich unter Einbuße des eingesetzten Alkalis sowie unter Aufwand von Säure. Die .gleichzeitige Gewinnung von Alkali und Ligninschlamm ist Gegenstand der vorliegenden .Erfindung. Diese besteht darin, daß man die alkalische Lauge über einen .Kationenaustauscher führt, wobei das freie sowie das carbonatgebundene Alkali (das letztere zum Teil) von dem Austauscher gebunden wird. Dabei sinkt das pH der Lauge auf etwa 7 bis 8 ab. Das Lignin bleibt als Allkalisalz gelöst und - wird aus diesem durch Zugabe von Säure abgeschieden und durch Zentrifugieren albgetrennt. Der mit Alkaliion en beladene Austausdhex wird mit schwefliger Säure oder Kohlensäure .regeneriert, wodurch der Austauscher erneut -in Aden Betriebszustand versetzt wird, während das Alkali als -Sulfit oder Carbonat anfällt, aus welchem es durch Umsetzung mit Calciumhydroxyd zurückgewonnen wird, während das Calciumsulfit oder Carbonat in bekannter Weise in Oxyd und S02 bzw. C02 zerlegt wird, -die beide in dem Trozeß zurückgehen.
Als Kationenaustauscher können Hochpolymere, mit SO, H-Gruppen als wirksamem Prinzip, verwendet werden, z. B. polymerisierte Lingninsu-lfon -säurepräparate. In diesem Fall muß jedoch eine bestimmte Menge der Aufschlußlauge (je nach Gehalt an freiem Alkali) mit einer bestimmten Menge an Austauschsubstanz in Reaktion treten, da der Austausch nur so weit erfolgen darf, solange das Lignin in Lösung bleibt. Das ist bei dem Vanillinherstellungsverfahren nach der einfachen alkalischen Druckkochung je nach Konzentration an organischer Substanz bei einem pH-Wert von 6 bis 8 der Fall. .Um möglichst alles freie Alkali ohne Ausflockung des Lignins binden zu können, ist es zweckmäßig, nicht zu: konzentrierte Aufschlußl@äugen zu verwenden bzw.diese vorher zu verdünnen, da die Ausscheidung des Lignins aus konzentrierten Laugen bereits bei schwach alkalischer Reaktion erfolgt. Die alkalischen Aufschlußlaugen, die nach den Oxydations- und Dehy.drierungsverfahren erhalten werden, verhalten sich insofern, anders, als die Ausscheidung des Lignmnanteils -auch bei An wendung konzentrierter Laugen erst bei saurer Reaktion bei einem pH-Wert von etwa 2 bis 5 erfolgt, was wahrscheinlich auf den Gehalt des mit Sauerstoff behandelten Lignins an Carboxylgruppen zurückzuführen ist. In diesem Fall kann also das als Carbonat gebundene Alkali ebenfalls vollständig vom Austauscher erfaßt werden.
An Stelle von Kationenaustauschern mit S 03 H-Gruppen als wirksamem Prinzip können auch Kationenaustauscher verwendet werden, die als wirksame Gruppen - Carboxyl- oder phenoliscbe Hydroxylgruppen enthalten und die deshalb nur bis zum Neutralaustausch führen. Man kann auch den Hauptteil des Alkalis mit SO, H-Gruppen enthaltenden Austauschern binden, den verbleibenden Alkahrest bis etwa pH 6 bis 7 je nach Art der Aufschlußlawge an einen Neutralaustauscher adsorbieren. Die vorliegende Erfindung hat nichts zu tun mit der Arbeitsweise der britischen Patentschrift 5I9 848, wonach Sulfitablaugen von ihrem Basengehalt durch Behandlung mittels Kationenaustauscher befreit werden. Demgegenüber werden nach der vorliegenden Arbeitsweise nicht Sulfitablavgen unmittelbar, ;sondernelkali sche, gegebenenfalls in Gegenwart von Sauerstoff, sauerstoffabgebenden Mitteln usw. vorbehandelte Sulfitablaugen mit Kationenaustauscher behandelt. Nach dem vorliegenden Verfahren wird nur das freie und carbonatgebundene Alkali an den Austauscher adsorbiert, nicht aber das an den Li.gninanteil gebundene. Der Austausch .des an den Ligninanteil gebundenen Allkalis würde die Gewinnung des Lignins und die Rückgewinnung des Alkalis unmöglich machen. Damit ist das Verfahren von dem der britischen Patentschrift 519 848 deutlich unterschieden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Rückgewinnung des Alkalis bei gleichzeitiger Gewinnung des Ligninschlammes aus den alkalischen Sulfitablaugeaufschliufaugen der Vanillnnhers.tellung, da.-durch gekennzeichnet, daß. die alkalischen Aufs e 'hliußlaugen zwecks Bindung z3 des freien sowie des als Carbonat gebundenen Alkalis mittels Kationenaustauscher in Reaktion gebracht werden und daß anschließend aus den dabei gewonnenen Ligninlösungen der Lign:inanteil (Ligninschlam.m) in an sich bekannter Weise durch Säure gefällt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Alkaliion beladene Kationenaustauscher mit S02- oder C 02 haltigen Lösungen, gegebenenfalls unter Druck regeneriert wird und daß das auf diese Weise als Sulfit oder Carbonat anfallende Alkali mittels Ätzkalk in freies Alkali rückverwandelt wird, welches erneut zur Alkalisierung von Sulfitzellstoffablaugen verwendet. wird und daß das erhaltene Calciumsulfit in an sich bekannter Weise in Ätzkalk und S02 zerlegt wird, die beide in den Pro7eß zurückgehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kationenaustauscher Hochpolymere mit S 03 H, C 00 H oder phenolischem OH als wirksame Gruppen verwendet werden.
4. Verfahren nach Ansprüchen i und 3, .dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil des freien Alkalis an einen Kationenaustauscher mit S 03 H-Gruppen als wirsamem Prinzip gebunden und der Rest an Kationenaustauscher mit Carboxyl- oder phenolischen O H-Gruppen gebunden wird. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 519 848.