FI87190B - Foerfarande foer framstaellning av antrakinondispersion. - Google Patents

Description

! 87190

Menetelmä antrakinonidispersion valmistamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää antrakinonidispersion valmistamiseksi .

Tarkemmin sanottuna keksintö koskee muunnettua menetelmää antrakinonidispersion valmistamiseksi syklisoimalla orto-bentsoyylibentsoehappoa rikkihapon läsnäollessa.

Teollisuudessa väriaineina käytön lisäksi antrakinonia käytetään yhä enemmän erityisesti paperiteollisuudessa parantamaan puun alkalikeittoa, kuten esim. FR-patenttijulkaisussa 2 373 637 kuvataan.

Antrakinonin todetaan tällöin toimivan delignifioinnin katalysaattorina, kun sitä käytetään erittäin puhtaassa muodossa, jolloin puhdistaminen tietysti täytyy ensin suorittaa.

Valitettavasti antrakinonin käyttäminen tässä muodossa rasittaa selvästi teollisuuden, kuten paperiteollisuuden, taloutta, jolloin saadaan tuote, jonka myyntiarvo on pieni.

Tekninen ongelma, joka keksinnöllä on tarkoitus ratkaista, on kehittää menetelmä, jolla saadaan antrakinonia, jonka käyttö teollisuudessa, kuten paperiteollisuudessa, takaa taloudellisen voiton tehokkuuden kärsimättä.

On tunnettua syklisoida ortobentsoyylibentsoehappoa, jota seuraavassa nimitetään OBB-hapoksi, kuumentamalla suuren määrän väkevää rikkihappoa tai oleumia (ks. esim. I. Vogel, "Practical Organic Chemistry", 3. painos, s. 740) läsnäollessa tällä tavoin muodostuneen antrakinonin eristämiseksi ja sen puhdistamiseksi esim. aikaansaamalla sen saostuminen laimentamalla reaktioväliaine suurella tilavuusmäärällä vettä, eristämällä saostettu antrakinoni suodattamalla ja pesemällä se sitten runsaalla vedellä neutraaliksi epäpuhtaus jäämien poistamiseksi mahdollisimman tarkkaan ennen 2 87190 sen kuivatusta. Tällä tavoin puhdistettu antrakinoni pakataan yleensä ennen sen käyttämistä paperinvalmistusteolli-suudessa, dispersiona jossakin neutraalissa kiinteässä tuotteessa, jossa on 50 paino-% antrakinonia ja joka on saatu jauhamalla hienoksi molemmat aineosat jonkin disper-gointiaineen läsnäollessa.

Tavat, joilla OBB-happoa syklisoidaan tarkoituksena valmistaa puhdistettua antrakinonia, jollaisena sitä käytetään teollisuudessa, tuovat mukanaan ei ainoastaan välittömästi tämän tuotteen korkean hinnan, vaan myös lisäkustannuksia, jotka johtuvat happoja sisältävien jätevesien puhdistamisesta ennen niiden viemäröintiä. Tämä antrakinonin korkea lähtöhinta ei tietenkään ole sopiva ajatellen sen käyttöä sellaisella teollisuudenalalla kuin paperiteollisuudessa, joka vaatii huokeita raaka-aineita.

Yrityksiä onkin tehty antrakinonin valmistuksen OBB-haposta saamiseksi taloudellisemmaksi.

On esim. pyritty joko pienentämään rikkihapon määrää, kuten JP-patenttihakemuksessa 49-7260 ja US-patentissa 2 842 562 on kuvattu, tai sitten korvaamaan rikkihappo jollakin muulla katalysaattorilla, kuten savella, jota on ehdotettu FR-hyödyllisyystodistuksessa 76.18056, JP-hakemusjulkaisussa 49-6240 tai FR-patenttihakemuksessa 2 545 483.

Kaikissa näissä tapauksissa menetelmien, joilla pyritään valmistamaan puhdasta antrakinonia ja joissa etu saadaan aineiden mahdollisimman huokeista hinnoista, taloudellisuutta vähentää korkeampi hinta, jonka tuo mukanaan tarvittavan laitteiston suuri monimutkaisuus.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan antrakinonia dispersion muodossa, joka sallii sen sekä kannattavan että tehokkaan käytön paperinvalmistusteollisuudessa.

3 87190

Keksinnölle on tunnusomaista, että reaktioseoksen, joka saadaan OBB-hapon syklisoinnista 150-180°C:n lämpötilassa ja 5-40 millibaarin absoluuttisessa paineessa, 0,5-2 paino-osan rikkihappoa, jonka väkevyys on vähintään 95 paino-%, läsnäollessa, pH-arvo säädetään välittömästi vähintään 7:ksi lisäämällä huoneenlämpötilan ja 100°C:n välillä olevassa lämpötilassa jonkin alkalimetallin hydroksidia, joka on valittu natriumhydroksidin ja kaliumhydroksidin joukosta, vesiliuoksena, joka sisältää 10-40 paino-% hydroksidia, ja näin saadusta suspensiosta muodostetaan sinänsä tunnetulla tavalla märkä- tai kuivadispersio.

Edellä mainituista arvoista, jotka soveltuvat erityisen hyvin keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseen, optimaalisia ovat seuraavat: OBB-hapon syklisoinnissa: - rikkihapon ja OBB-hapon suhteellinen määrä: 0,6-1 paino-osaa H2S04:a yhtä paino-osaa OBB-happoa kohti - lämpötila, absoluuttinen paine: noin 160°C, 10 millibaaria Alkalimetallihydroksidia lisättäessä: - lämpötila, paine: 50-60°C, hyväksi todettu paine on ilmakehänpäine menetelmän suorituksen kätevyyden vuoksi, mutta se voi olla myös tätä arvoa pienempi tai suurempi - hydroksidiliuoksen konsentraatio: 20-30 paino-%.

Tällaisissa menetelmän suorituksen yleisolosuhteissa valmis-tustoimenpide kestää yleensä 30 minuutista 3 tuntiin. Mainituissa parhaimmiksi todetuissa olosuhteissa kestoaika on noin 1 tunti.

Antrakinonin dispergoiminen hydroksidiliuoksen lisäyksestä saatavaan suspensioon voidaan suorittaa millä tahansa * 87190 tunnetulla tehokkaalla tavalla, esimerkiksi pyörivällä levyllä varustetussa jauhimessa hiekan kanssa mieluiten jonkin dispergointiaineen, kuten esimerkiksi natriumlignosulfo-naatin läsnäollessa.

Näin saatua dispersiota voidaan käyttää suoraan paperinval-mistusteollisuudessa.

Antrakinonin kuiva-ainedispersio saadaan edellä mainitusta märkädispersiosta kuivattamalla se millä tahansa sopivalla tunnetulla tavalla, esimerkiksi sumuttamalla kuumaan ilmavirtaukseen, kun siihen on ensin lisätty tällaisissa tapauksissa perinteisiä lisäaineita, kuten jotakin vaahdonestoai-netta ja jotakin pölyämisenestoainetta.

Keksinnön mukainen menetelmä on erityisen taloudellinen, koska se ei sisällä enää erityisesti suodatusvaihetta, pesu-vaihetta, happo- ja/tai orgaanisten aineiden saastuttamien jätevesien käsittelyvaihetta.

Päinvastoin normaalisti olisi ollut odotettavissa, että sellaisten epäpuhtauksien, kuten muun muassa muuttumattomaksi jääneen OBB-hapon, ftaalihapon, antrakinonin ohella polykon-densoituneiden aineiden, läsnäolo häiritsisi voimakkaasti tämän tuotteen erityistä katalyyttistä vaikutusta puun de-lignifioinnissa.

Seuraavista esimerkeistä, jotka esitetään keksinnön valaisemiseksi ja sitä rajoittamatta, käy ilmi, ettei näin tapahdu ja että keksinnön avulla voidaan edullisesti ja yllättävästi sovittaa yhteen taloudellisuus ja tehokkuus.

Esimerkki 1

Antrakinonidispersion valmistus keksinnön mukaan:

Pyörivässä lasihaihduttimessa kuumennetaan 1 tunnin ajan 160°C:ssa ja 10 millibaarin absoluuttisessa paineessa 22,6 g MERCK-yhtiön markkinoimaa puhdasta OBB-happoa ja 22,6 g 5 87190 96-painoprosenttista i^SC^ra.

Tämän toimenpiteen päätyttyä seos saatetaan ilmakehänpai-neeseen ja pidetään 80°C:n lämpötilassa, sen pH säädetään arvoon 9 lisäämällä sekoittaen natriumhydroksidiliuosta, joka sisältää 30 paino-% NaOH:a.

Saatu suspensio jauhetaan jossakin jauhimessa dispersion aikaansaamiseksi, jossa antrakinonin pitoisuus säädetään 20 paino-%:ksi lisäämällä vettä.

Dispersion käyttäminen puumassan delignifiointiin Landesin metsistä peräisin olevaa merimäntypuuhaketta käsitellään alkalikeittokylvyssä, jonka alkalisuus (natriumhyd-roksidi) on 23 %, nesteen ja kasviaineksen painosuhteen ollessa 4, seuraavan ohjelman mukaan: lämpötilan nostaminen 170°C:een: 1,5 tuntia; lämpötilakynnyksen 170°C kestoaika: 1,5 tuntia.

Lopuksi saadun paperimassan Kappaluku (ranskalainen standardi AFNOR N. F. T 12 018) määritetään, kun koe suoritetaan

edellä mainituissa olosuhteissa (koe I), samoissa olosuhteissa, mutta käyttämällä vaihtelevia määriä puhdistettua antrakinonia, jonka pitoisuus on 99 % ja jota myy BAYER

A.G., (koe II), tai antrakinonia, joka sisältyy esimerkin 1 mukaiseen 20-prosenttiseen dispersioon (koe III).

Käytetty antrakinonimäärä on joka kerran ilmaistu prosentteina kuivan puun painosta.

Taulukkoon I on koottu saadut tulokset, jotka on ilmaistu saatujen massojen Kappalukuina, jotka osoittavat delignifi-oinnin tehokkuuden.

6 87190

Taulukko I

Koe Antrakinoni, % Kappaluku I 0 78,5 II 0,05 46,8 0,20 31,0 0,80 22,0 III 0,05 45,6 0,20 32,3 0,80 29,8

Esimerkki 2

Menettelemällä kuten esimerkissä 1, mutta lisäämällä nat-riumhydroksidiliuos 50°C:n lämpötilassa reaktioseoksen pH-arvon säätämiseksi 9:äksi, kuivaamalla saatu dispersio uunissa 110°C:ssa jauhimella jauhamisen jälkeen ja suorittamalla jauhaminen uudestaan kuivauksen jälkeen saadaan lopuksi 50,8 g jauhetta, joka sisältää 40 paino-% antrakinonia.

Tätä jauhetta käytetään esimerkin 1 dispersion sijasta kokeessa, joka on kaikissa kohdissa muuten samanlainen kuin taulukon I koe III.

Antrakinonipitoisuuksilla 0,05 %, 0,20 % ja 0,80 % saatiin vastaavasti Kappaluvuiksi seuraavat: 46,3, 33,4, 22,8.

Esimerkki 3

Menettelemällä esimerkin 2 mukaisesti käyttäen 22,6 g MERCK:in OBB-happoa ja 14,95 g rikkihappoa, jonka pitoisuus on 96 paino-%, 6 millibaarin absoluuttista painetta 1 tunnin syklisointiajän 160°C:ssa, lisäämällä natriumhydrok-sidia niin, että seoksen pH-arvoksi ennen jauhatusta 9, saadaan lopuksi 41 g jauhetta, joka sisältää 50 paino-% antra- 7 87190 kinonia dispergoituneena.

Kun sitä käytettiin jo mainituissa puumassan alkalikeitto-kokeissa, jotka on merkitty numerolla III, todettiin sen sisältämän antrakinonin tehokkuus kaikissa suhteissa käytännöllisesti katsoen samanlaiseksi kuin puhdistetun antrakinonin .

Claims (5)

87190

1. Muunnettu menetelmä antrakinonidispersion valmistamiseksi syklisoimalla ortobentsoyylibentsoehappoa, tunnettu siitä, että reaktioseoksen, joka saadaan ortobentsoyylibent-soehapon syklisoinnista 150-180°C:n lämpötilassa ja 5-40 millibaarin absoluuttisessa paineessa, 0,5-2 paino-osan rikkihappoa, jonka pitoisuus on vähintään 95 paino-%, ortobent-soyylibentsoehappo-osaa kohti läsnäollessa, pH-arvo säädetään välittömästi vähintään 7:ksi lisäämällä huoneenlämpötilan ja 100°C:n välillä olevassa lämpötilassa jonkin alkali-metallin hydroksidia, joka on valittu natriumhydroksidin ja kaliumhydroksidin joukosta, vesiliuoksena, joka sisältää 10-40 paino-% hydroksidia, ja näin saadusta suspensiosta muodostetaan sinänsä tunnetulla tavalla märkä- tai kuivadisper-sio.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkalimetallihydroksidin lisäys suoritetaan 50-60°C:n lämpötilassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkalimetallihydroksidi sisältää 20-30 paino-% hydroksidia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukaisesti valmistetun märkädis-persion käyttö paperinvalmistusteollisuudessa puumassan al-kalikeittoliemien lisäaineena.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukaisesti valmistetun kuivadis-persion käyttö paperinvalmistusteollisuudessa puumassan al-kalikeittoliemien lisäaineena.