FI60874C - Foerfarande foer framstaellning av alkanolaminlignosulfonater - Google Patents

Description

I- -~-·Ί r . .... KUULUTUSJULKAISU c Π Q 7 A

W (">UTl.A6GNmOSSIllUFT 60874 5¾¾ C »n Patentti nyönne t Ly 13 .11 1932 ' * Patent soddelat ' >r ' (51) κν.Λ.3/ΐι«.α.3 c 07 G 1/00, C 08 H 5/02 // B 01 F 17/50 SUOMI—FINLAND (21) '’«•"«'‘•k·"»"*-ρ»»·η»»«·βι«>ΐι.* ?91696 (22) Hikmlipllyl — Aiwttknlngadtg 28.05*79 **" * (23) Alkuplivi—Glklf hetadag 28.05.79 (41) Tulkit lulktMkal — Bllvlt offwttllg 29.11.80

Patentti· ja rekisterihallitus .... M .. . . . ,, ,. .

_ , (44) Nlhtlvlktlptnon ja kuu Liu I kai sun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen 7 An tökin utlagd och utl.skriftan publlcand 31.12.81 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prioritet (71) Oy Tampella Ab, PL 256, 33101 Tampere 10, Suomi -Finland (FI) (72) Sirpa Liisa Hämälä, Tampere, Seppo Tapio Koivunen, Heinola, Anna-Kaisa Kontturi, Kerava, Veli Johannes Sarkkinen, Pori, Suomi-Finland(FI) (7*0 Berggren Oy Ab (5)+) Menetelmä alkanoliamiinilignosulfonaattien valmistamiseksi -Förfarande för framställning av alkanolaminlignosulfonater Tämä keksintö kohdistuu menetelmään alkanoliamiinilignosulfonaat-tien valmistamiseksi selluloosapitoisen aineen keitosta peräisin olevasta jäteliemestä.

Lignosulfonihappojen suolat ovat tunnetusti käyttökelpoisia dispergoin-tiaineita, emulgaattoreita sekä jauhatusapuaineita. Niitä on myös käytetty apuaineina öljynporausteollisuudessa öljyä porattaessa syntyvän mudan viskositeetin alentamiseksi pumppausta varten.

On myös tunnettua, että useat alkanoliamiinit, kuten di- ja tri-etanoliamiini, ovat sekä emäksinä että suoloina käyttökelpoisia dis-pergointiaineita, jauhatusapuaineita sekä pinta-aktiivisia aineita.

Koska sekä lignosulfonihapon että alkanoliamiinin suolat ovat tunnetusti hyvin pinta-aktiivisia aineita, on oletettavissa, että näiden yhdisteiden hyvät ominaisuudet esiintyisivät ja mahdollisesti vielä tehostettuina alkanoliamiini1ignosulfonaateissä.

Alkanoliamiinilignosulfonaattien valmistus on kuitenkin osoittautunut erittäin vaikeaksi. Alkanoliamiinilignosulfonaatteja on aikaisem- 2 60874 min valmistettu alkanoliamiinisulfaatin ja kalsiumlignosulfaatin konversioreaktiolla, mutta tällä tavalla saatujen alkanoliamiinien ligonsulfonaattien puhtausaste on ollut erittäin alhainen (US-patentti-julkaisu 3 578 651).

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada menetelmä puhtaiden alkanoliamiinilignosulfonaattien valmistamiseksi ja keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Nyt on siis yllättäen havaittu, että käytännöllisesti katsoen 100 %:sen puhtaita alkanoliamiinilignosulfonaatteja voidaan valmistaa ilman vaikeita konversioreaktioita saattamalla alkanoliamiini korotetussa lämpötilassa kosketukseen orgaanisessa faasissa olevan lignosulfonaa-tin kanssa, joka on saatu uuttamalla jätelientä nestemäisellä veteen niukkaliukoisella orgaanisella uuttoaineella ja erottamalla orgaaninen faasi vesi faasista.

Orgaaninen faasi satetaan edullisesti kosketukseen siihen niukasti liukenevan alkanoliamiinin, kuten trietanoliamiinin vesiliuoksen kanssa. Sekoitus suoritetaan edullisesti 50-100°C:n lämpötilassa.

Orgaaninen faasi on edullisesti aikaansaatu uuttamalla jätelientä voimakkaasti polaariseen ketoniin, edullisesti metyyli-isobutyyli-ketoniin liuotetulla suolan muodossa olevalla nestemäisellä amiinilla, kuten sekundäärisellä amiinilla, esimerkiksi "Amberlite LA-1" tai 'Amber li te XLA-3" (valmistaja Rohm and Haas) .

Alkanoliamiinia on käytettävä vähintään sellainen määrä, joka on ekvi-valenttinen lignosulfonaatin sulfonaattiryhmien kanssa ja edullisesti käytetään alkanoliamiinia 20-200 paino-%, esimerkiksi 80-120 paino-% lignosulfonaattiryhmien ekvivalenttimäärästä.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti uutetaan lignosulfonaattipitoinen jäteliemi sekundäärisen amiinin bisulfiittisuolan tai bikarbonaatti-suolan ketoniliuoksella, orgaaninen faasi erotetaan vesifaasista ja saatua lignosulfonaattipitoista orgaanista faasia käsitellään alkano-liamiinilla, jolloin tapahtuu seuraava reaktio R'R"NH2LS03(o) + OH R''' NH2(1) = R'RHNHioj + OHR'''NH3LS03(^ 60874 jossa alaindeksi (o) tarkoittaa orgaanista vaihetta ja alaindeksi (1) nestevaihetta.

Lignosulfonaattipitoisen jäteliemen uutosta saatua, olennaiesti sokerista ja muista sulfiittijäteliemen epäpuhtauksista vapaata 5-500 g/1, edullisesti 50-150 g/1 vapaata lignosulfonihappoa sisältävää orgaanista vaihetta käsitellään näin ollen yhdessä tai useammassa vaiheessa sellaisella määrällä alkanoliamiinia, kuten mono-, di- tai trietanoliamiinia tai isopropanoliamiinia, jotka ovat vesiliukoisia mutta liukenevat hyvin vähän orgaaniseen vaiheeseen, joka on ekvivalenttinen tai sitä suurempi lignosulfonaatin sisältämiin sulfo-naattiryhmiin nähden. Saadusta dispersiosta erotetaan orgaaninen faasi ja orgaaniseen vaiheeseen liukenematon nestefaasi, joka sisältää saadun orgaanisen alkanoliamiinilignosulfonaatin. Erotettu nestefaasi voidaan nyt käyttää sellaisenaan erilaisiin dispergointi-ja kostutustarkoituksiin.

Keksinnön mukainen menetelmä suoritetaan alkanoliamiinin korkean viskositeetin vuoksi korotetussa lämpötilassa, jolloin faasien erottaminen toisistaan helpottuu.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin esimerkkien avulla.

Esimerkki 1 3,8 g trietanoliamiinia lisättiin vähitellen 60°C:n lämpötilassa 100 ml:aan liuosta, jossa oli metyyli-isobutyyliketonia ja "Amberlite La-Γ suhteessa 80:20 ja uutettuna 8 g lignosulfonaattia. Seosta sekoitettiin 10 minuuttia tässä lämpötilassa. Selkeytymisen jälkeen erotettiin faasit toisistaan, jolloin saatiin 11,8 g trietanoliamiini-lignosulfonaattia vesiliuoksesta.

Esimerkki 2

Valmistettiin sakeaa vesilietettä,joka sisälsi 200 g/1 rautaoksidi-pigmenttiä. Liete jaettiin kolmeen yhtä suureen osaan ja niihin lisättiin esimerkin 1 mukaan valmistettua trietanoliamiinilignosulfonaattia 0,0-0,1 ja 0,5 paino-%. Sekoituksen jälkeen jätettiin dispersiot seisomaan ja 30 minuutin jälkeen tutkittiin niiden stabiilisuus. 0-kokeessa oli pigmentti täysin flokkuloitunut, 0,1 paino-% trietano-liamiinilignosulfonaattia sisältävässä näytteessä oli yläfaasi vahvasti samea ja 0,5 paino-% trietanoliamiinilignosulfonaattia sisäl- 4 60874 tävässä näytteessä yläkerrosta ei erottunut vaan pigmentti oli täysin dispergoitunut.

Esimerkki 3

Sulfiittikeitosta saatua lignosulfonihappopitoista mustalipeää uutettiin metyyli-isobutyyliketonin ja sekundäärisen amiinin bisulfiitti-suolan liuoksella. Vesifaasia oli 10 litraa ja orgaanista faasia 10 litraa. Orgaanisen faasin lignosulfonihappopitoisuus oli 95 g/1.

Saatu orgaaninen faasi jaettiin 10 yhtä suureen osaan, jossa oli 1 litra kussakin, ja niitä käsiteltiin alkanoliamiinien vesiliuoksilla alla olevan taulukon mukaisesti. Taulukossa on lisäksi esitetty kyseisen alkano-liamiinin dispergointiominaisuudet, kun ainetta käytettiin titaanidioksidin vesidispersion stabilointiin. Titaanidioksidisakeus oli 250 g/1 ja kutakin alkanoliamiinilignosulfonaattia lisättiin 1 % titaanidioksidin painosta laskettuna.

60874 33 -h

I I

S' & 44 ·3 Ή -rl ·Η ¢) 5ϊι

Ο) -Ρ -Ρ -H 4-) CU X

Ό C G G G cn CO

3 -H -H -H -H -H -3 3 O O O O Ό 73 co Cn Cp CP Cp

•H p M M M C G

(0 φ -3 φ -3 φ Φ Φ -3 -HO)

C CU-PCU44CUCUG44 4-> C

•h co C en C ω m -H C 3 -h E ·3 *3 *3 ·3 *3 *3 3 *3 *3 3

o ooooo-ogo o G

•3 Cn tn O tn tn O

4-) GMGMGGGM MC

C ΦΦΦΦΦΦ-3Φ Φ-3

-3 GCUGCUCCMCU CU M

0 ·3 ω -h en -3 -3 <u cn tn Φ tn 3-33-333 *3 ‘3

M >3 Τ3 G Ό >—1 Ή I fl Ό I

Φ cd O cd Φ CU 4-1 ;cd C :cd 4-1 4-) :cd :cd :3 :3 CO ,c>-3b>,C.C>> > >

-3 O M O O

Q ZEWZWEEE EE

0 4-1 4-1 3 e rt0 *3 eno (ncn(Ti<n<n(ncncyi· m ui •3 4-) σ>σ>σ\σ\ίησ\οησ\ ® m cd C 44 3 3 3 E-ι tn •3 r—f

O

o e 44 3 Cn 44 44 3 Ή r3 33 r-'-ousTj'OCN^rro esi en 3 -3 (N'iCBM^IClCSICl O' 3“ 3 :3 e E-c M -3 :3 -3

:3 G

S 3

G

O

e •3 -3 D 04 e -3 e ~ e -h

3 C -3 ·3 Z <N

3 *3 -3 '3 C PO CO CN

C -3 g -3 G ‘3 Ζ I

•3 C 3 g3-3r3roa •3 *3 -3 3 '3 G I C4 C -3 γΊ ·3 t3 3 K CN -3

3 GO i—I O *3 '—- C

•3 -3 3 G O β Ή -3 O -3 o

H C -3 -3 3 G 3 O G «3· -3 CN

o ·3·3σ-34->3-Ρΰ·3Βε-~ C -3Π·3 0Φ44Φ3·3 043·5Γ 3 g -3 -3 G -3 QJ -3 4-1 G U -3 a

44 3-3Grt3,-<-3'333^'dCN

r3 ·3 G 3 44 >ι I—I >i *3 *3 O *3 O

3 i—I 3-3 φ S3 J>-| !>n 'Φ Ή Z Ή I

O *3 i—I -3 44 I>i -P -3 O O O

>, G »-3 O Ή Φ44 φ r3 44 — 44 VO

44 3OC>ig00>i >ι Φ >iB

44 4JC!3>i-3 -3C>i^HrÖ-H01 φ φ 34444π3Γ0·3 44&'·3εηυ

44 O 44 φ φ | I G Φ >ιΛ >iZ

>1 CO-3GZ23GHMHOI

:3 O -3 Ml “ * I I O 3 O a U4 EQEhZZZZZCUUCU'-' 6 60874

Kaikki takaisinuutot suoritettiin 80°C:n lämpötilassa. Dispergointi arvosteltiin siten, että kaikki edellä mainitut Ti02~dispersiot sekoitettiin yhtäaikaa ja kutakin 30 min. Vertailunäytteenä käytettiin pelkkään veteen dispergoitua Ti02, sekä trietanoli-ym. amiineja lisäyksellä 1 % Ti02:sta ja LSA:ta 1 % Ti02:sta. Sekoituksen pysäyttämisen jälkeen arvosteltiin pigmenttilietteiden yläkerroksen dispergointitila siten, että täysin kirkas oli heikosti dispergoi-tunut ja läpinäkymättömän samea hyvin dispergoitunut. Pelkällä vedellä ilman lisäyksiä dispergoitaessa saatiin dispergointitilaksi heikko. Pelkillä amiineilla saatiin dispergointituloksia heikko-kohtalainen, pelkällä LSA:lla heikko dispergointi.

+

Claims (5)

60874

1. Menetelmä alkanoliamiinilignosulfonaattien valmistamiseksi sellu-loosapitoisen aineen keitosta peräisin olevasta jäteliemestä, tunnettu siitä, että jätelientä uutetaan nestemäisellä veteen niukkaliukoisella orgaanisella uuttoaineella, orgaaninen faasi erotetaan vesifaasista ja saatetaan 50-100°C:n lämpötilassa kosketukseen alkanoliamiinin kanssa ja syntynyt alkanoliamiinilignosul-fonaatti otetaan talteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen faasi saatetaan kosketukseen siihen niukasti liukenevan alkanoliamiinin vesiliuoksen kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen faasi saatetaan kosketukseen trietanoliamiinin kanssa.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkanoliamiinia käytetään ainakin 25 % ja edullisesti 25-80 % lignosulfonaatin painosta.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätelientä uutetaan voimakkaasti polaariseen ketoniin, edullisesti metyyli-isobutyyliketoniin liuotetulla suolamuodossa olevalla nestemäisellä amiinilla.