JPS58101703A - Post-treatment method and apparatus of used decomposing liquid - Google Patents

Post-treatment method and apparatus of used decomposing liquid

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JPS58101703A
JPS58101703A JP19687582A JP19687582A JPS58101703A JP S58101703 A JPS58101703 A JP S58101703A JP 19687582 A JP19687582 A JP 19687582A JP 19687582 A JP19687582 A JP 19687582A JP S58101703 A JPS58101703 A JP S58101703A
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JP
Japan
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decomposition liquid
evaporator
decomposition
post
steam
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Application number
JP19687582A
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Japanese (ja)
Inventor
ヴアルタ−・ペ−タ−
ハンス・クレツシヒ
ユルゲン・レンツ
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Lenzing AG
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Chemiefaser Lenzing AG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/22Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
    • B01D1/222In rotating vessels; vessels with movable parts
    • B01D1/223In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/06Flash distillation
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/10Concentrating spent liquor by evaporation
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/20Pulping cellulose-containing materials with organic solvents or in solvent environment

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高温高圧のもとて有機溶剤によってセルロー
ス含有植物材料を分解する時に出る使用済み分解用液を
後処理し、その際に分解用液をフラッシュ蒸発に委ねる
、使用済み分解用液の後処理方法並びにこの方法を実施
する為の装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention involves post-processing the used decomposition liquid produced when cellulose-containing plant materials are decomposed with an organic solvent under high temperature and pressure, and at that time subjecting the decomposition liquid to flash evaporation. , relates to a method for post-treatment of used decomposition liquid and an apparatus for implementing this method.

有機溶剤によってセルロース含有植物材料を分解するこ
とに関する色々な方法が既に公知である。
Various methods are already known for decomposing cellulose-containing plant materials with organic solvents.

米国特許第3,585,104号明細書およびドイツ特
許第2,644,155号明細書によれば、植物繊維材
料を水と有機溶剤(例えば、エタノール)との混合物に
て向流状態で約150〜200Cの温度のもとて高圧下
に処理している。使用済み分解用液の後処理は多段のフ
ラッシュ蒸発によって行ない、その際に揮発性の有機成
分が分離される。溶解した全ての成分を含有する残留液
を、単量体糖、オリゴ・サツカリド、有機酸等を含有す
る水性相と可塑性のリグニン物質よp成る蓼準溶融状態
の8黒褐色物質とに分かれる。
According to U.S. Pat. No. 3,585,104 and German Patent No. 2,644,155, vegetable fiber materials are prepared in a countercurrent manner in a mixture of water and an organic solvent (e.g. ethanol). It is treated under high pressure at a temperature of 150-200C. Work-up of the spent decomposition liquor is carried out by multi-stage flash evaporation, during which volatile organic components are separated. The residual liquid containing all dissolved components is separated into an aqueous phase containing monomeric sugars, oligosaccharides, organic acids, etc. and a dark brown substance in a semi-molten state consisting of a plastic lignin material.

カナダ特許第238.294号明細書には、このいわゆ
る■オルガノソルプ(Organ6sotv) ”法を
一組の加圧容器の装置中でバッチ的作業で実施すること
が開示されている。溶剤を回収する為には、使用済み分
解用液を前もって平衡フラッシュ蒸発にて圧力解放した
後に、減圧下にストリッピング処理に委ねる。この場−
合には、前に記したのと同様な2つの相が同様に生ずる
Canadian Patent No. 238.294 discloses carrying out this so-called "Organsotv" process in a batchwise operation in a set of pressurized vessels. In this case, the pressure of the used decomposition liquid is released in advance by equilibrium flash evaporation, and then subjected to stripping treatment under reduced pressure.
In this case, two phases similar to those described above also occur.

ヨシロツパ特許出願第12960号によれば、同様に植
物繊維材料を高温高圧下に連続的に運転される反応器中
で有機溶剤にて抽出している1次に、抽出物高含有量の
分解用液を冷却器を通して廃液用圧力解放容器に供耐す
る。この場合には同様にリグニンが重い2番目の相とし
て沈殿しそして分離しなければならない。
According to Yoshirotsupa Patent Application No. 12960, similarly, a plant fiber material is extracted with an organic solvent in a reactor continuously operated at high temperature and pressure. The liquid passes through a cooler and is delivered to a waste pressure relief vessel. In this case, the lignin also precipitates as a heavy second phase and must be separated.

ドイツ特許出願公開第2,920,731号明細書には
、有機溶剤によって190〜200Cのもとて適当な触
媒、殊に鉱物塩の添加下に分解することが提案されてい
る。薬品の後処理は、分解溶液のフラッシュ蒸発の後に
再び水性溶液からリグニン相を分離することによって行
なう。
German Patent Application No. 2,920,731 proposes decomposition with organic solvents at 190-200 C with the addition of suitable catalysts, in particular mineral salts. Work-up of the chemicals takes place by separating the lignin phase from the aqueous solution again after flash evaporation of the decomposition solution.

これらのいずれの場合にも〜使用済み分解用液の後処理
ちるいは溶剤の回収の際に若干の負担になる困難が現わ
れる: 即ち、圧力解放およびこれに連なる使用済み分解用液の
冷却の際に、リグニン分解生成物が初めに述べた可塑性
相を形成する。しかしこのものは、導管、管継手および
ポンプを通しての運搬を著しく妨害する極めて粘着性で
どろどろしたタール様生成物である。
In both of these cases, some burdensome difficulties arise in the recovery of the spent decomposition liquid after-treatment, such as the recovery of the used decomposition liquid or solvent, namely the pressure relief and the subsequent cooling of the used decomposition liquid. In this case, the lignin decomposition products form the plastic phase mentioned at the beginning. However, this is a very sticky, thick, tar-like product that significantly impedes transport through conduits, fittings, and pumps.

更にこの粘性の沈殿物は多量の溶剤を含んでおり、該溶
剤はその沸点にリグニン相を加熱してももはや除くこと
ができない、従って、分解用剤の回収率は悪く、経済的
でない。この可塑性層の後処理は問題を投げかけている
・ 上述のいずれの方法の場合でも生ずる水性層は、排水溝
にこの水溶液を直接的に案内することを許さない多量の
別の含有物質を有している。例えば従来には、水性層を
追加的な方法段階において別の後処理をしなけ扛ばなら
なかった。
Furthermore, this viscous precipitate contains a large amount of solvent, which can no longer be removed by heating the lignin phase to its boiling point, so that the recovery rate of the decomposition agent is poor and uneconomical. The post-treatment of this plastic layer poses problems. The aqueous layer that results in both of the above-mentioned methods has large amounts of other contained substances that do not allow direct guidance of this aqueous solution to the drain. ing. For example, in the past, the aqueous layer had to be subjected to a separate aftertreatment in an additional process step.

分解用液体の熱含有量は、揮発性の全成分を蒸発させる
のに必要とされるエネルギーを、分解用液体の組成次第
で約115 〜1/4だけ賄う。
The heat content of the decomposition liquid provides about 1/4 to 1/4 of the energy required to evaporate all volatile components, depending on the composition of the decomposition liquid.

本発明の課題は、使用済み分。解用液の後処理の際の上
述の困難や欠点を克服しそして、用いた溶剤の最適な回
収率をもって後処理を妨害なしに行ないそして同時にエ
ネルギー平衡も改善する方法並びに該方法を実施する為
の装置を見出すことである。
The problem of the present invention is to deal with used parts. A method for overcoming the above-mentioned difficulties and drawbacks in the after-treatment of dissolution fluids and in order to carry out the after-treatment without interference with an optimum recovery of the solvent used and at the same time improving the energy balance, and for carrying out the method. The goal is to find a device for this purpose.

この課題は、初めに規定した種類の方法において1本発
明に従って、分解用液の蒸発性成分を熱供給下に1段階
の7ラツシユ蒸発によって完全に除き且つ蒸留分別しそ
して不蒸発性残渣を個体状態で得ることによって解決さ
れる。
This task was achieved in accordance with the invention in a process of the kind specified at the outset, in which the volatile components of the decomposition liquor were completely removed and fractionated by distillation in one stage of 7-lush evaporation under the supply of heat, and the non-vaporizable residue was solidified. Solved by getting in state.

本発明の方法の特別な長所は、唯一の段階で溶剤を実質
的に完全に回収しそしてリグニン分解生成物が良好に取
り扱いできる固体状態で生ずることにある。
A particular advantage of the process of the invention is that the solvent is virtually completely recovered in a single stage and the lignin decomposition products are produced in a solid state that can be easily handled.

使用済み分解用液は、フラッシュ蒸発の時点まで分解処
理条件下に−即ち、150〜210cの温度に−保ち、
沈殿および、導管、継手およびポンプの閉塞を回避する
The spent decomposition liquid is kept under decomposition treatment conditions - i.e. at a temperature of 150 to 210C - until the point of flash evaporation;
Avoid sedimentation and blockage of conduits, fittings and pumps.

本発明の方法は、有機溶剤での抽出を基礎として運転す
るあらゆるセルロース製造装置からの分解用液を後処理
するのに適する。
The method of the invention is suitable for after-treatment of decomposition liquors from any cellulose production plant operating on the basis of extraction with organic solvents.

この場合、セルロース製造装置は連続的−または不連続
的−あるいはバッチ式方法用に設計されていてもよい。
In this case, the cellulose production equipment may be designed for continuous or discontinuous or batch processes.

本発明の方法のある有利な実施形態によれば、熱供給を
不蒸発性残渣の軟化点以上しかも1300以上、殊に1
50〜160cの温度に加熱される加熱面によって行な
う、この様にして、実質的にリグニン分解生成物よりな
る不蒸発性残渣中への溶剤封入が確に回避される。
According to an advantageous embodiment of the process of the invention, the heat supply is carried out above the softening point of the non-evaporable residue and above 1300, in particular above 1
In this way, entrapment of the solvent in the non-evaporable residue, which is carried out by means of a heating surface heated to a temperature of 50 to 160° C., which essentially consists of lignin decomposition products, is reliably avoided.

別の有利な実施形態によれば、熱供給を200〜270
Cの温度のガス状加熱媒体によって行ない、その際加熱
媒体として分解用液の過剰加熱蒸気を用いるのが好まし
い。
According to another advantageous embodiment, the heat supply is between 200 and 270
This is carried out with a gaseous heating medium at a temperature of C, preferably using overheated steam of the decomposition liquid as the heating medium.

本発明の方法を実施する為の、目的に相応する装置は、
薄膜式蒸発器および精留塔を有しておりそして以下に特
徴があるニ ー薄膜式蒸発器の頂部に使用済み分解用液を入れる為の
フラッシュ・ノズルを備えておシ、−蒸発器の上部に加
熱用ジャケットをそして下部に冷却用ジャケットを有し
ており、 −蒸発器の頂部から蒸気用導管が場合によってはエリミ
ネータを通し、て精留塔に案内されておシ、−蒸発器を
貫通する加熱可能な回転軸は、蒸発器の上部において擦
過要素をそして下部において削り取シ要素を持っており
そして 蒸発器の下部に固体の搬出手段を備えている。
Appropriate equipment for carrying out the method of the invention is:
It has a thin film evaporator and a rectification column, and is equipped with a flash nozzle for introducing the spent cracking liquid into the top of the thin film evaporator, which has the following characteristics: - The upper part of the evaporator a heating jacket at the top and a cooling jacket at the bottom; - from the top of the evaporator the vapor conduit is guided, possibly through an eliminator, to the rectification column; - through the evaporator. The heatable rotary shaft has a scraping element in the upper part of the evaporator and a scraping element in the lower part and is provided with solids removal means in the lower part of the evaporator.

噴霧乾燥機および精留塔を備えている別の適する装置は
、以下の特徴を有している: 1つ以上の噴霧ノズルが乾燥機の乾燥室の下部に上方に
向かって取付けられており、 ・ガス状加熱媒体の為の供給用導管が乾燥機の上部に接
線方向から終端を接しておフそして−乾燥室の内部空間
はその下部から出ている蒸気用導管を介して、場合によ
ってはサイクロンを間に連結して精留塔に連なっている
Another suitable device comprising a spray dryer and a rectification column has the following characteristics: one or more spray nozzles are installed in the lower part of the drying chamber of the dryer towards the top; The supply conduit for the gaseous heating medium terminates tangentially in the upper part of the dryer, and - the interior space of the drying chamber is optionally accessed via a steam conduit emerging from its lower part. It is connected to a rectification tower with a cyclone in between.

蒸気用導管がサイクロンに接続されており、サイクロン
の上部からは固体を除いた蒸気が蒸気用ファンによって
蒸気用導管に導びがれ〜該導管が調節弁を介して一方で
は精留塔にそしてもう一方では熱交換器を通してガス状
加熱媒体用供給導管に連結されているのが有利である。
A steam conduit is connected to the cyclone, and from the upper part of the cyclone, the steam from which solids have been removed is guided by a steam fan to the steam conduit, which is passed through a control valve to the rectification column on the one hand, and On the other hand, it is advantageously connected through a heat exchanger to a supply line for the gaseous heating medium.

図面は本発明を実例で説明する為に役立つ。第1図には
、薄膜式蒸発器および精留塔を配備した本発明に従う装
置が示されており、第2図には、分解用液の過剰加熱蒸
気が熱媒体として噴霧乾燥機に供給されそして蒸気の他
の部分が精留塔に案内される装置が示されている。
The drawings serve to illustrate the invention. FIG. 1 shows an apparatus according to the invention equipped with a thin-film evaporator and a rectification column, and FIG. 2 shows an apparatus in which the overheated vapor of the cracking liquid is fed as a heating medium to a spray dryer. The apparatus is then shown in which another portion of the vapor is conducted to a rectification column.

第1図中において薄膜式蒸発器は一般的に(1)で示さ
れており、該蒸発器の湊郁には使用済み分解用液を入れ
る為のフラッシュ・ノズル(2が取付けられている。円
筒状蒸発器の上部は、熱媒体の供給用−および搬出用継
手(4,5)を持った加熱用ジャケット(3)で囲まれ
ている。
In FIG. 1, a thin film evaporator is generally indicated by (1), and a flash nozzle (2) is attached to the tip of the evaporator for introducing the used decomposition liquid. The upper part of the cylindrical evaporator is surrounded by a heating jacket (3) with couplings (4, 5) for the supply and removal of the heating medium.

蒸発器を通って軸方向に延びている回転軸傾は接続端子
(7t8)を介して加熱できる。蒸発器下部は冷却媒体
の供給用−および搬出用継手(1o。
The rotary shaft tilt extending axially through the evaporator can be heated via the connection terminal (7t8). The lower part of the evaporator has a joint (1o) for supplying and discharging the cooling medium.

11)を持った加熱用ジャケット(9)によって囲まれ
ている1回転軸は、軸受(12,12’)中に納まって
おり、運転は図示した実施形態においてはがさ歯車(1
3)および(14)を介して行なう、加熱用ジャケット
の)で囲まれた蒸発器上部の領域では、回転軸が流下す
る液体フィルムを分けたvあるいは拡げたりする為の擦
過要素(15)をそして冷却用ジャケットで囲まれた蒸
発器下部の領域では、蒸発器壁から不蒸発性の固体!!
□渣を除く為の削シ取シ要素(16)を持っている。残
渣は多房車輪式ゲー) (17)を通して蒸発器下部か
ら概略的に図示したコンベヤーベルト(1B)上に搬出
する。
The rotating shaft, which is surrounded by a heating jacket (9) with a heating jacket (11), is seated in bearings (12, 12') and is operated in the illustrated embodiment by a bevel gear (1).
3) and (14) of the heating jacket, in the region of the upper part of the evaporator surrounded by ) of the heating jacket, the rotating shaft carries abrasion elements (15) for separating or spreading the liquid film flowing down. And in the area at the bottom of the evaporator surrounded by the cooling jacket, non-evaporable solids escape from the evaporator wall! !
□It has a scraping element (16) for removing residue. The residue is discharged from the lower part of the evaporator through a multi-lobe wheel system (17) onto a schematically illustrated conveyor belt (1B).

蒸発器頂部からは更に蒸気用導管(19)がエリミネー
タ(20)を通して精留%(21)に案内されており、
該塔の溜は熱交換器(22)によって加熱できる。溜生
成物−主として水−は部用溢流手段(23)を通して引
出される。塔頂部で生ずる有機溶剤蒸気は熱交換器(2
4)によって冷却し凝縮させる。所望の還流比は3−ウ
ェイ・マグネット弁(25)によって調節し、頂部生成
物は導管(26)から引出す。
From the top of the evaporator, a steam conduit (19) is further guided through an eliminator (20) to a rectified percentage (21),
The bottom of the column can be heated by a heat exchanger (22). The distillate product - primarily water - is drawn off through a partial overflow means (23). The organic solvent vapor generated at the top of the column is transferred to a heat exchanger (2
4) to cool and condense. The desired reflux ratio is adjusted by a 3-way magnetic valve (25) and the top product is withdrawn from conduit (26).

使用済み分解用液を抽出器あるいは反応器からフラッシ
ュノズル(2)に直接的に、供給しそして図示した蒸発
器(1)中で例えば大気圧に圧力解放する。
The spent cracking liquor is fed directly from the extractor or reactor to the flash nozzle (2) and is depressurized, for example to atmospheric pressure, in the illustrated evaporator (1).

蒸発器の壁土を流下する液体は、上部においては加熱用
ジャケラ)によって、不蒸発性残渣(リグニン分解生成
物)の軟化点以上の温度、即ち130C以上の温度に維
持し、その際に液体の他のいずれの成分も残りなく蒸発
しそして最後にリグニン成分が溶融状態で、冷却用ジャ
ケット憎で囲まれた蒸発器下部に到り、そこで冷却のも
とて固体と成りそして脆弱に成る。この残渣は削り取り
要素(16)によって除かれそして多層車輪式ゲート(
17)を逸して搬出する。
The liquid flowing down the walls of the evaporator is maintained at a temperature above the softening point of the non-evaporable residue (lignin decomposition product), that is, above 130C, by a heating jacket in the upper part. All other components are completely evaporated, and finally the lignin component reaches the molten state in the lower part of the evaporator surrounded by a cooling jacket, where it becomes solid and brittle under cooling. This residue is removed by the scraping element (16) and the multi-layer wheeled gate (
17) and carry it out.

有機溶剤、水、有機酸、フル70−ル等を含有する蒸気
を精留塔(21)中でそれらの成分に分別する。
The vapor containing organic solvents, water, organic acids, fluorine, etc. is separated into these components in a rectification column (21).

エタノールを有機溶剤として用いた場合には、驚ろくべ
きことに用いたエタノール量の100.5〜102チの
回収量が明らかになっている。この驚ろくべき結果を解
明する為に、ブナ材の切屑を45チのアルコールと55
%の水との混合物中に4時間に亘って180Cのもとて
加圧下に分解処理する。
When ethanol is used as the organic solvent, it has surprisingly been found that the amount recovered is 100.5 to 102 times the amount of ethanol used. In order to elucidate this surprising result, we mixed beech wood chips with 45 parts of alcohol and 55 parts of alcohol.
% of water under pressure for 4 hours at 180C.

次に使用済み分解用液を2番目のオートクレーブ中に流
し出し、室温に冷やす。ガスクロマドグラフ法で0.3
%のエタノールが認められ得る。従つて、観察された1
00チ以上のエタノール回収率は、抽出過程でのエタノ
ールの生成によって説明できる。
The spent digestion fluid is then poured into a second autoclave and cooled to room temperature. 0.3 by gas chromatograph method
% ethanol can be observed. Therefore, the observed 1
The ethanol recovery rate of more than 0.00% can be explained by the production of ethanol during the extraction process.

得られる固体残渣はエネルギーを得る為に直−的に燃焼
させることができるしまたはその含有物質によって更に
後処理してもよい。
The solid residue obtained can be directly combusted to obtain energy or can be further worked up with its containing substances.

第2図に従う装置では、噴霧乾燥機の乾燥室が(27)
で示されている。この室の下部には噴霧ノズル(28)
が取付けられており、これによって使用済み分解用液が
圧力解放下に乾燥機の上部に垂直方向に向かって噴出さ
れ、その乾燥機上部で液滴は供給用導管(29)を通っ
て接線方向から噴き込まれるガス状加熱媒体と出合い、
その際に揮発性成分が蒸発する。
In the apparatus according to FIG. 2, the drying chamber of the spray dryer is (27)
is shown. At the bottom of this chamber is a spray nozzle (28).
is installed, whereby the spent decomposition liquid is ejected vertically under pressure relief into the top of the dryer, where the droplets flow tangentially through the supply conduit (29). encounters the gaseous heating medium injected from the
During this process, volatile components evaporate.

図示した実施例において、熱媒体として分解用液の過剰
加熱蒸気を使用する。この蒸気は最初に、乾燥室(27
)の下部から出ている蒸気用導管(30)を通ってサイ
クロン(31)に到達し、そこにおいて固体残渣の゛粉
末状成分を分離除去し、多層車輪式グー) (32)を
通して搬出する。サイクロン(31)の上部から蒸気を
蒸気用ファン(33)によって蒸気用導管(34)に供
給し、そこから蒸気の1部は調節弁(35)を介して再
び供給用導管(29)を通り加熱媒体として乾燥室(2
7)に戻す、蒸気は導管(29)に到達する以前に、熱
交換器によって約200〜270Cの温度に加熱する。
In the illustrated embodiment, overheated steam of the decomposition liquid is used as the heat transfer medium. This steam is first transferred to a drying chamber (27
), it reaches a cyclone (31) through a steam conduit (30) emerging from the lower part of the solid residue, where the pulverulent component of the solid residue is separated off and discharged through a multi-wheeled gourd (32). Steam is supplied from the upper part of the cyclone (31) by a steam fan (33) to a steam conduit (34), from which a portion of the steam is passed through a control valve (35) and again through a supply conduit (29). A drying chamber (2
7), the steam is heated by a heat exchanger to a temperature of approximately 200-270C before reaching conduit (29).

蒸気用導管(34)からの蒸気の他の部分は1調節弁(
37)を介して一般的に(21)に示しである精留塔に
供給する。精留塔の個々の部分は第1図に示しである通
りである。
The other part of the steam from the steam conduit (34) is supplied by one control valve (
37) to the rectification column generally shown in (21). The individual parts of the rectification column are as shown in FIG.

噴霧乾燥機の乾燥室(27)中で固体状態で生ずる不蒸
発性残渣は多層車輪ゲート(38)を通して搬出しそし
て塵粉末成分と一緒にゲー) (32)から概略的に記
したベルトコンベヤー(39)上に到る。
The non-evaporable residue which forms in the solid state in the drying chamber (27) of the spray dryer is conveyed off through a multilayer wheel gate (38) and together with the dust powder components from the gate (32) to the schematically indicated belt conveyor (32). 39) Reach the top.

第2図に示した装置の場合にも、使用済み分解用液を(
図示してない)抽出器あるいは反応器桑ら、予備圧力解
放または冷却を行なわずに直接的に噴霧ノズル(28)
に到らしめ、そこから該液を例えば殆んど大気圧のもと
、にある乾燥室(27)中に噴霧する。
In the case of the apparatus shown in Figure 2, the used decomposition liquid (
(not shown) extractor or reactor, directly into the spray nozzle (28) without prepressure relief or cooling.
from which the liquid is sprayed, for example under near atmospheric pressure, into a drying chamber (27).

戻され且つ加剰加熱された分解用液の蒸気の代りに、加
熱媒体として例えば過剰加熱水蒸気を噴霧させてもよい
、加熱空気の形でのエネルギー供給は、不適当である。
Energy supply in the form of heated air is unsuitable, since instead of the vapor of the recycled and superheated decomposition liquid, for example superheated steam may be sprayed as heating medium.

何故ならば、この場合には爆発予防並びに蒸気の直接的
精留の際に困難が生ずるからである。
This is because difficulties arise in this case both in explosion prevention and in the direct rectification of the vapors.

本発明を以下の実施例によって更に詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail by the following examples.

実施例 1: ブナ材の切屑を、ss1%のアルコールと45%の水と
よりなる混合物中において加圧反応器中で195Cのも
とて4.5時間分解しそして抽出する。
Example 1: Beechwood cuttings are decomposed and extracted in a mixture of 1% ss alcohol and 45% water in a pressurized reactor at 195C for 4.5 hours.

次にその分解液を加熱された2番目のオートクレーブ中
に注ぎ込みそして新しいアルコール/水−混合物と数置
混合し、それによって付着しているリグニン残渣をセル
ロースから除く、洗浄液は次の煮窩沸、−の際に分解用
液として用いる。
The decomposition liquid is then poured into a second heated autoclave and mixed several times with a fresh alcohol/water mixture, thereby removing any adhering lignin residues from the cellulose. - Used as a decomposition liquid.

使用済み分解用液は第1図の本発明に従う装置の薄膜式
蒸発器のフラッシュ・ノズルGりに供給する。薄膜式蒸
発器株)は標準圧のもとで運転する。
The spent decomposition liquid is fed to the flash nozzle G of the thin film evaporator of the apparatus according to the invention in FIG. Thin film evaporators (thin film evaporators) operate under standard pressure.

加熱用ジャケットθ)および回転軸(6)を加熱用油に
よって155Cに加熱する。
The heating jacket θ) and the rotating shaft (6) are heated to 155C with heating oil.

使用済み分解用液の含熱量(水/エタノール45155
の場合、195Cから105Cに冷却する際に約発器上
部の壁の所から流出させる。油式温度調節手段によって
5Orの温度に冷却用ジャケットが維持されている蒸発
器下部冷却部分において残渣が固体となりそして削り要
素(16)にて削p取りそして多層車輪式ゲート(17
)を通してコンベヤーベル) (18)上に搬出する。
Heat content of used decomposition liquid (water/ethanol 45155
In this case, when cooling from 195C to 105C, it flows out from the wall at the top of the generator. The residue becomes solid in the lower cooling part of the evaporator, where the cooling jacket is maintained at a temperature of 5 Or by an oil-type temperature control means, and is scraped off with a scraping element (16) and then removed with a multilayer wheel gate (17).
) through the conveyor bell) (18).

水蒸気は凝縮させそして分解する。The water vapor condenses and decomposes.

エタノールの回収率は5回の平行実験において100.
5〜102チである。
Ethanol recovery was 100.0% in 5 parallel experiments.
It is 5 to 102 chi.

固体残渣は0.02チ以上しかエタノールを含有してい
ない、エタノール含有量はガスクロマトグラフにて測定
する。残渣はジオギサンに溶かし分析する・ 実施例 2: 実施例1と同様に実施した分解の際に得られる使用済み
分解用液を、195C,25barにて第2図の本発明
の装置の噴霧乾燥機の噴霧ノズルに供給する。
The solid residue contains no more than 0.02 g of ethanol; the ethanol content is determined by gas chromatography. The residue is dissolved in geogysan and analyzed. Example 2: The spent decomposition liquid obtained during the decomposition carried out in the same manner as in Example 1 was dried in the spray dryer of the apparatus of the present invention shown in Fig. 2 at 195C and 25 bar. feed the spray nozzle.

完全に蒸発させる為に必要なエネルギー供給は、分解用
液の255Cの温度の加剰加熱蒸気によって行なう、戻
される蒸気と使用済み溶液との比は、約105Cの水蒸
気出口温度を達成する為に、5.5=1(理論値4.6
:1)である、戻される蒸気と精留を達成せしめる蒸気
との比は調整弁(35)および(37)によって調整す
る。
The energy supply required for complete vaporization is provided by superheated steam of the decomposition liquid at a temperature of 255C; the ratio of returned steam to spent solution is adjusted to achieve a steam outlet temperature of approximately 105C. , 5.5=1 (theoretical value 4.6
:1), the ratio between the steam returned and the steam achieving the rectification is adjusted by regulating valves (35) and (37).

非蒸発性の残渣はたった0、1−の残留エタノール含有
量しか示さず、これは用いたエタノール総量の約0.0
25%に相当する。従って、1o1−のエタノール回収
率になる。
The non-evaporable residue shows a residual ethanol content of only 0,1-, which is about 0.0 of the total amount of ethanol used.
This corresponds to 25%. Therefore, the ethanol recovery rate is 1o1-.

比較例: 実施例1に従う分解の際に得られる使用済み分解液は1
9B5Cにて加圧容器から流れ出し、同様にフラッシュ
蒸発器から均圧手段を備えた封じられの蒸発用エネルギ
ー〔エタノール/水−共沸の為には、蒸発エネルギーは
55チのエタノールと45%の水との組成の場合に50
4J/g (分解用液)である、〕は不完全にしか賄え
ない。
Comparative example: The used decomposition liquid obtained during decomposition according to Example 1 was 1
The energy for evaporation flows out of the pressurized vessel at 9B5C and is also contained from a flash evaporator with pressure equalization means [for ethanol/water-azeotrope, the evaporation energy is 50 in case of composition with water
4J/g (decomposition liquid), ] can only be completely covered.

エタノール含有量の低い溶液中には、リグニン含有のタ
ール状で粘着性の沈殿物が沈殿する。
In solutions with low ethanol content, a tarry, sticky precipitate containing lignin precipitates.

外部からの熱供給によって溶液中にまだ存在するエタノ
ールを留去する。
The ethanol still present in the solution is distilled off by external heat supply.

中間層混合物の継続的加熱によっても除くことのできな
い多量のエタノールがリグニン排物中に含まれているこ
とが判る。該排物をジオキサンに溶解した後にガスクル
マドグラフィによって8〜11%の残留エタノール含有
量が確かめられる。
It can be seen that a large amount of ethanol is contained in the lignin waste, which cannot be removed even by continuous heating of the interlayer mixture. After dissolving the waste in dioxane, a residual ethanol content of 8-11% is confirmed by gas chromatography.

水溶液は多量の含有成分、例えばヘキソーゼ類、ペント
ーゼ類、オリゴサツカリド、有機酸、フルフラール、フ
ェノール含有化合物等を含有している。このものはいず
れの場合にも別の方法段階、例えば蒸発およ、び残渣の
燃焼を必要とする。
The aqueous solution contains a large amount of components such as hexoses, pentoses, oligosaccharides, organic acids, furfural, phenol-containing compounds, and the like. This requires in each case further process steps, such as evaporation and combustion of the residue.

タール状排物による装置の汚染度は、1回の実験の後に
既に広範囲の掃除作業を必要とさせている。
The degree of contamination of the equipment with tarry waste already makes extensive cleaning work necessary after one experiment.

実施例1または2により本発明に従って得られる脆弱な
残留物と異なり、このようにして得られるまだ溶剤を含
む沈殿物は、冷間状態で粘着性がある粘液性生成物であ
る。このものは両方の層を工業的に後処理することを一
不可能でないことは云え一困難にしている。
In contrast to the brittle residues obtained according to the invention according to Examples 1 or 2, the precipitate still containing solvent obtained in this way is a slimy product that is sticky in the cold state. This makes it difficult, if not impossible, to industrially after-process both layers.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図はそれぞれ本発明の実施形態を示す
概略図でアフ、図中の記号は以下の意味を有する。 1・・・薄膜式蒸発器  2・・・フラッシュ・ノズル
3・・・加熱用ジャケット 6・・・回転軸9・・・冷
却用ジャケット 15川擦過要素16・・・削シ取り要
素 17・・・排出装置19・・・蒸気用導管  20
・・・エリミネータ21・・・精留塔    27・・
・乾燥室28・・・噴霧ノズル   29・・・供給用
導管30・・・蒸気用導管   31・・・サイクロン
33・・・蒸気用ファン  34・・・蒸気用導管35
・・・調節弁     36・・・熱交換器37・・・
調節弁 14
1 and 2 are schematic diagrams showing embodiments of the present invention, and symbols in the figures have the following meanings. 1... Thin film evaporator 2... Flash nozzle 3... Heating jacket 6... Rotating shaft 9... Cooling jacket 15 River scraping element 16... Scraping element 17...・Discharge device 19...Steam conduit 20
... Eliminator 21 ... Rectification tower 27 ...
- Drying chamber 28... Spray nozzle 29... Supply conduit 30... Steam conduit 31... Cyclone 33... Steam fan 34... Steam conduit 35
...Control valve 36...Heat exchanger 37...
Control valve 14

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)  高温のもとて且つ高圧下に有機溶剤によって
セルロース含有植物材料を分解するときに出る使用済み
分解用液を後処理し、その際に分解用液をフラッシュ蒸
発に委ねる、使用済み分解用液の後処理方法において、
分解用液の蒸発性成分を熱供給下に1段階のフラッシュ
蒸発によって完全に除き且つ蒸留分別しそして不蒸発性
残渣を固定状態で得ることを特徴とする上記方法。 シ)不蒸発性残渣の軟化点以上の温度しかも130゜以
上、殊に150〜160Cの温度に加熱される加熱面に
よって熱供給を行なう特許請求の範囲第1項記載の方法
。 (3)熱供給を200〜270Cの温度、のガス状加熱
媒体によって行なう特許請求の範囲第1項記載の方法。 (4)熱媒体として分解用液の過剰加熱蒸発を用いる特
許請求の範囲第3項記載の方法。 (5)  高温のもとて且つ高圧下に有機溶剤によって
セルロース含有植物材料を分解するときに出る使用済み
分解用液を後処理し喀その際に分解用液をフラッシュ蒸
発に委ねる、使用済み分解用液の後処理方法において、
分解用液の蒸発性成分を熱供給下に1段階のフラッシュ
蒸発によって完全に除き且つ蒸留分別しそして不蒸発性
残渣を固体状態で得る上記方法を、薄膜式蒸発器(1)
および精留塔(21)を用いて実施する装置において、 一薄膜式蒸発器(1)の頂部に使用済み分解用液を入れ
る為のフラッシュ・ノズルを備えており、−蒸発器の上
部に加熱用ジャケット(3)をそして下部に冷却用ジャ
ケット(9)を有しており、−蒸発器の頂部から蒸気用
導管(19)が場合によってはエリミネータ(20)を
通して精留塔(21)に案内されており、 −蒸発器を貫通する加熱可能な回転軸(61は、蒸発器
の上部において擦過要素(15)をそして下部において
削り取り要素を持っておりそして−蒸発器の下部に固体
の搬出手段(17)を備えている ことを特徴とする、上記装置。 (6)  高温のもとて且つ高圧下に有機溶剤によって
セルロース含有植物材料を分解するときに出る使用済み
分解用液を後処理し、その際に分解用液をフラッシュ蒸
発に委ねる、使用済み分解用液の後処理方法において、
分解用液の蒸発性成分を熱供給下に1段階のフラッシュ
蒸発によって完全に除き且つ蒸留分別しそして不蒸発性
残渣を固体状態で得る上記方法を噴霧乾燥機および精留
塔(21)を用いて実施する装置において、−1つ以上
の噴霧ノズル(28)が乾燥機の乾燥室の下部に上方に
向かって取付けられており、−ガス状加熱媒体の為の供
給用導管(29)が乾燥機の上部に接線方向から終端を
接しておりそして 一乾燥室(27)の内部空間はその下部から出ている蒸
気用導管(30)を介して、場合によってはサイクロン
(31)を間に連結して、精留塔(21)に連なってい
る ことを特徴とする、上記装置。 (7)  蒸気用導管(30)がサイクロン(31)に
接続されており、サイクロンの上部からは固体を除いた
蒸気が蒸気用ファン(33)によって蒸気用導管(34
)に導びかれ、該導管(34)が調節弁(35,37)
を介して一方では精留塔(21)にそしてもう一方では
熱交換器(36)を通してガス状加熱媒体用供給導管(
29)に連結されている特許請求の範囲第6項記載の装
置。
[Claims] (1) Post-processing of the used decomposition liquid produced when cellulose-containing plant materials are decomposed with an organic solvent at high temperature and under high pressure, and at that time, the decomposition liquid is flash-evaporated. In the post-treatment method for used decomposition liquid,
A process as described above, characterized in that the evaporable components of the decomposition liquor are completely removed by one-stage flash evaporation under the supply of heat and fractionated by distillation, and the non-evaporable residue is obtained in a fixed state. 2) The method according to claim 1, wherein the heat is supplied by means of a heating surface heated to a temperature above the softening point of the non-evaporable residue and above 130°, in particular from 150 to 160°C. (3) The method according to claim 1, wherein the heat supply is carried out by a gaseous heating medium at a temperature of 200 to 270C. (4) The method according to claim 3, in which excessive heating and evaporation of the decomposition liquid is used as the heat medium. (5) Spent decomposition, in which the spent decomposition liquid produced when cellulose-containing plant materials are decomposed with an organic solvent under high temperature and pressure is post-treated and the decomposition liquid is subjected to flash evaporation during the coughing process. In the method for post-treatment of the solution,
The above method of completely removing the evaporable components of the decomposition liquid by one-stage flash evaporation while supplying heat and fractionating by distillation to obtain a non-evaporable residue in a solid state is carried out using a thin film evaporator (1).
and a rectification column (21), which is equipped with a flash nozzle for introducing the spent decomposition liquid at the top of the thin-film evaporator (1); - heated at the top of the evaporator; a cooling jacket (3) and a cooling jacket (9) at the bottom, - from the top of the evaporator a vapor conduit (19) is led, if necessary, through an eliminator (20) to a rectification column (21); - a heatable rotary shaft (61) passing through the evaporator has a scraping element (15) in the upper part of the evaporator and a scraping element in the lower part, and - solids removal means in the lower part of the evaporator. (17) The above-mentioned device is characterized by comprising: (6) post-processing of the used decomposition liquid produced when cellulose-containing plant material is decomposed with an organic solvent at high temperature and under high pressure; In a method for post-processing a used decomposition liquid, in which the decomposition liquid is subjected to flash evaporation,
The above method is carried out by using a spray dryer and a rectification column (21) to completely remove the evaporable components of the decomposition liquid by one-stage flash evaporation while supplying heat and to perform distillative fractionation to obtain a non-evaporable residue in a solid state. In an apparatus for carrying out drying, - one or more spray nozzles (28) are installed in the lower part of the drying chamber of the dryer towards the top, - supply conduits (29) for the gaseous heating medium The internal space of one drying chamber (27) is tangentially connected to the upper part of the machine and connected to a cyclone (31) in between via a steam conduit (30) emerging from the lower part of the drying chamber (27). The above-mentioned device is characterized in that it is connected to a rectification column (21). (7) A steam conduit (30) is connected to a cyclone (31), and the steam from the top of the cyclone, excluding solids, is passed through the steam conduit (34) by a steam fan (33).
), and the conduit (34) is connected to the control valve (35, 37).
A supply conduit for the gaseous heating medium (
29).
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