NO154266B - Fremgangsmùte og apparat for oppsamling av olje. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av alkalimetall-lignosulfonat fra sulfitavlut.

Foreliggende oppfinnelse angår gjenvinning av lignosulfonater fra brukt sul-fittlut, som oppstår fra pulping av tre. Hen-sikten er å skaffe en fremgangsmåte for gjenvinning av det kvaternære ammoniumsalt fra utfellingen og går også ut på å skille lignosulfonatene i fraksjoner med forskjellig molekularvekt.

De brukte sulfittluter fra pulping av

tre er som kjent blitt behandlet med kvaternære ammoniumsalter med høy molekularvekt for å utfelle kvaternært ammoniumlignosulfonat og å utskille utfellingen fra luten som inneholder sukker og andre stoffer i oppløsning. Foreliggende oppfinnelse er basert på at det er blitt funnet at en alkoholisk oppløsning av utfellingen kan behandles for å gjenvinne det kvaternære ammoniumsalt og også gjenvinne lignosulfonatet, som sådant eller i forskjellige molekularvekts-f raksj oner.

De kvaternære ammoniumsalter som er

funnet nyttige ved den videre fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, kan representeres av følgende strukturelle for-mel:

hvori R er et alkyl eller arylradikal som har fra 1—20 karbonatomer, av hvilke minst en må inneholde et minimum på 8 karbonatomer, og A- er et anion slik som Cl-, Br, og OH-. Typiske kvaternære ammoniumsalter fra denne klasse er: metyldodecyl-benzyl-trimetylammonium klorid,

metyldodecyl-xy len-bis - (trimetylammoniumklorid),

n-alkyl-(Ci4, Ci2, Cie)-dimetylbenzyl-ammoniumklorid,

p-diisobutyl-fenoksyetoksybenzy-ammoniumklorid,

etyl-heksadecyl-dimetylammoniumbromid, diisobutyl-cresoksyetoksyetyl-dimetyl-benzyl-ammoniumklorid (eller hydrok-syd),

soya-trimetyl-ammoniumklorid, polyoksyetylen-stearylmetyl-ammoniumklorid,

oktadecyl-trimetylammoniumklorid.

Kvaternære ammoniumsalter fra ovenstående klasse utfeller lignosulfonater fra brukt sulfittkokelut, meget hurtig ved romtemperatur, i en fnokket, ikke gelatinaktig form, som avsetter seg hurtig og er lett å skille ut og vaskbar. Dette fnokkede bunnfall er et komplekst, kvaternært ammoniumlignosulfonat, hvorfra lignosulfonatbestanddelen ifølge oppfinnelsen kan utskilles etter oppløsning i en lavere alifatisk alkohol, slik som metanol eller etanol, i form av et alkalimetall-lignosulfonat ved tilsetning av et oppløselig alkalimetall-nøy-tralsalt, slik som NAC1 eller KC1. Alkoholen som inneholder det kvaternære ammoniumsalt gjenvinnes ved destillasjon ved den tilsvarende temperatur, og det kvaternære ammoniumsalt utvinnes i sin opprinnelige form ved fordampning av overskudd av vann.

Det er ofte ønskelig å fraksjonere de ovenstående lignosulfonatprodukter ifølge molekularvekten, og en annen utførelse av oppfinnelsen skaffer en enkel effektiv fremgangsmåte til å oppnå fraksjonering. Oppløseligheten av det kvaternære ammo-niumlignosulfonatkompleks i en lavmole-kularvekts alifatisk alkohol, slik som metanol eller etanol, varierer omvendt med den mengde vann som er tilstede, og molekularvekten for lignosulfonatbestanddelen i komplekset. Det kvaternære ammoniumlignosulfonat oppløses lett og fullstendig i ren eller 95 %ig alkohol. Ettersom den alkoholiske oppløsning fortynnes med vann nås imidlertid et punkt hvor det kvaternære ammoniumlignosulfonat med høyest molekularvekt utfelles. Oppløsningen vil vanlig-vis tåle opp til ca. 25 % vann, avhengig av konsentrasjonen før utfellingen begynner. Deretter, avhengig av den fraksjonerings-grad som er ønsket, tilsettes mengder vann for å utfelle den ønskede molekularvekt-fraksjon av det kvaternære ammoniumlignosulfonat. Når det en gang er utfelt kan hver fraksjon fjernes fra oppløsningen og oppløses på ny i konsentrert alkohol, for å danne en oppløsning hvorfra det fraksjo-nerte lignosulfonat utvinnes som rent alkalimetallsalt, på samme måte som i den første utførelse av oppfinnelsen. Det kvaternære ammoniumsalt og alkohol gjenvinnes naturligvis på samme måte.

Ved utførelse av foreliggende fremgangsmåte oppløses tilstrekkelig kvaternært ammoniumsalt fra den angitte klasse i vann og settes til den brukte sulfitt-koke-lut ved romtemperatur, for å skaffe ca. støkiometrisk forhold mellom kvaternært ammoniumsalt og lignosulfonat, og blandingen omrøres. Konsentrasjonen av totale faste stoffer, som er oppløst i den brukte sulfittkokelut, er ikke kritisk, og kan va-riere fra ca. 1—50 %, men på grunn av driftseffektivitet foretrekkes en konsentrasjon fra ca. 5—10 %. Reaksjonen går meget hurtig til fullstendiggjør else med lignosulfonatet, og det kvaternære ammoniumsalt bindes slik at det dannes et fnokket ikke-gelatinaktig bunnfall, som avsetter seg innen et minutt eller to etter at om-røringen er stoppet, og etterlater et tre-sukker og andre forurensninger i oppløs-ning. Overskuddsoppløsningen dekanteres eller fjernes ved sifon-virkning og det ut-felte kvaternære ammoniumlignosulfonat utvinnes ved filtrering eller sentrifugering hvoretter det vaskes fritt for forurensninger med kaldt vann.

Det vaskede kvaternære ammoniumlignosulfonat-bunnfall blir deretter i henhold til oppfinnelsen oppløst i en alifatisk alkohol, (fortrinnsvis metanol eller 95 %-ig etanol), for å sette det i en tilstand for ut-skilling av kvaternært ammoniumsalt og lignosulfonat fra bunnfallet, og utvinning av disse i ren form. Hvis fraksjonering av lignosulfonatproduktet ikke er nødvendig, utfelles det fra den alkoholiske oppløsning ved tilsetning av et lite overskudd av en alkoholisk oppløsning av et oppløselig nøy-tralt alkalimetallsalt, som NaCl og KC1. Alkalimetall-lignosulfonatet utfelles umid-melbart i en tett, hurtig avsettende form, og kan lett utskilles og utvinnes som et rent stoff.

Man får ved ovenstående fremgangsmåte en hurtig og praktisk talt fullstendig utfelling av kvaternært ammoniumlignosulfonat fra en brukt sulfittkokelut uten oppvarmning og pH-regulering, og ved en hvilken som helst ønsket konsentrasjon. Det kvaternære ammoniumlignosulfonat er i en form som lett kan filtreres og vaskes for effektivt å fjerne sukkeret, uorganiske salter og andre forurensninger, og således utskilles i et høyt utbytte fra de andre stoffer som er tilstede i den brukte sulfittkokelut.

Fra den kvaternære ammonium-for-bindelse utvinnes så i henhold til oppfinnelsen alkalimetall-lignosulfonatet.

Følgende eksempler illustrerer fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Eksempel I.

a) Fremstilling av utgangsmaterialet. En brukt sulfittkokelut på sodabasis og som er en typisk prøve fra et anlegg hadde et totalt innhold av faste stoffer med følgende kjemiske analyse:

Et gram av det kvaternære ammoniumsalt, diisobutylkresoksyetoksyetyldimetyl-benzylammoniumklorid i 20 ml vann tilsattes under omrøring til 100 ml av ovenstående brukte sulfittkokelut på sodabasis, hvilken inneholdt 1 g natriumlignosulfonat ved romtemperatur. Det ble nesten umiddelbart dannet et tett fnokket bunnfall av kvaternært ammoniumlignosulfonat, og dette avsatte seg innen 1 minutt eller 2, etter at omrøringen ble stoppet. Blandingen ble deretter filtrert gjennom et Whatman nr. 40 filterpapir, hvoretter bunnfallet ble vasket med tre 100 ml porsjoner kaldt vann og tørket. Ultrafiolett spektro-skopisk analyse av den overlegne væske og vaskevannet antydet at 98 % av lignosulfonatet var blitt utfelt. Den ovnstørre vekt av det kvaternære ammoniumlignosulfonat var 1.77 g. b) Fremstilling av natriumlignosulfonat ifølge oppfinnelsen.

Det tørre kvaternære ammoniumlignosulfonat ble oppløst i 95 % etanol i en mengde på 10 mg pr. ml alkohol. 18 ml av den alkoholiske kvaternære ammoniumlignosulfonatoppløsning (inneholdende 180 mg av det kvaternære ammoniumlignosulfonat) tilsattes 100 ml 95 %ig etanol inneholdende 15 mg natriumklorid. Natriumlignosulfonatet utfeltes igjen nesten øyeblikkelig. Etter 1 minutts omrøring ble det fjernet ved filtrering og vasket 4 ganger med 5 ml porsjoner 95 %ig etanol og tørket. Etter tørking veiet det 77 mg og besto av 96,5 % rent natriumlignosulfonat bestemt ved ultraviolett spektroskopi. Dette representerer et totalutbytte på 73 % av natriumlignosulfonatet som var tilstede i den opprinnelig brukte sulfittkokelut.

Eksempel II.

Denne prøve viser effektiviteten for flere kvaternære ammoniumsalter fra den angitte klasse for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. a) En brukt sulfittkokelut på sodabasis som prøve fra et anlegg erholdtes, og inn-holdet av totalmengde faste stoffer regu-lert således at hver 100 ml inneholdt nøy-aktig 1 g natriumlignosulfonat. Til 100 ml porsjoner av denne regulerte lut ved romtemperatur tilsattes 20 ml av en vandig oppløsning av et av de kvaternære ammoniumsalter som er angitt i tabell II, idet den nevnte oppløsning inneholder nøyaktig 1 g av det nevnte kvaternære ammoniumsalt, og blandingen ble omrørt. Det tette kvaternære ammoniumlignosulfonat-bunnfall ble dannet umiddelbart og ble filtrert fra på Whatman Nr. 40 filterpapir, vasket tre ganger med 100 ml porsjoner vann og tørket i vakuumovn. b) 250 mg av det tørre kvaternære ammoniumlignosulfonat ble deretter oppløst i 95 % etanol og lignosulfonatet utfelt som natriumlignosulfonat ved tilsetning av 20 ml 95 %ig etanol inneholdende 28 mg natriumklorid. Natriumlignosulfonatet som ble utfelt og avsatte meget hurtig, ble utvunnet ved filtrering på et filter med en porestørrelse på 5 mikron, vasket to ganger med 20 ml porsjoner 95 %ig etanol og tørket i en vakuumovn. Dets renhet ble bestemt ved hjelp av ultrafiolette målinger med en bølgelengde på 232,6 mu.

Tabell II angir navn på det kvaternære ammoniumsalt, renheten for det utvundne natriumlignosulfonat og utbyttet av gjen-vunnet natriumlignosulfonat i prosent, beregnet på mengde lignosulfonat i den brukte lut.

Eksempel III.

a) En typisk brukt sulfittkokelut fra på sodabasis fra et anlegg med en kjemisk

sammensetning i likhet med den som er vist for eksempel I, tabell I, ble anvendt for å fremstille en porsjon sukkerfritt natriumlignosulfonat. 37 kg av en vannoppløsning inneholdende 1,9 kg natriumlignosulfonat og 3,3 kg totalmengde faste stoffer tilsattes 41,5 kg av en vandig oppløsning inneholdende 1,2 kg metyldodecylbenzyl-trimetylammoniumklorid og 0,32 kg metyldodecylxylylen-bis-trimetylammoniumklorid. Denne oppløs-ning ble satt til den brukte sulfittkokelut ved hjelp av en sentrifugalpumpe med en hastighet på omtrent 18 kg/minutt. Opp-løsningen ble omrørt under tilsetningen og i 1 minutt etter at tilsetningen var fullstendig. Det kvaternære ammoniumlignosulfonat-bunnfall ble utvunnet ved filtrering gjennom en linduk. Bunnfallet ble vasket ved oppslemning av den våte kake med 27 kg vann i 5 minutter, og igjen utvunnet ved filtrering.

Den våte kake (5 kg) inneholdt 43 % vann, 32,6 %lignosulfonat som natriumlignosulfonat, og representerer et utbytte på 84 %, beregnet på natriumlignosulfonat 1 utgangsmaterialet.

b) Natriumklorid (0,2 kg) ble blandet med

2 kg av den våte kake. Dette medførte at

0,3 kg vann utskiltes, hvilket ble dekantert fra de faste stoffer og kastet. Den våte kake inneholdende natriumklorid ble blandet med 52 1 95 % etanol. Denne oppslemning ble omrørt i 1 time for å sikre fullstendig oppløseliggjørelse av de kvaternære ammoniumklorider. Bunnfallet, natriumlignosulfonat, ble utvunnet ved filtrering

gjennom en linduk. Det gjenvundne natriumlignosulfonat ble vasket med fire 8 liters porsjoner 95 % etanol.

Produktet veiet etter tørking ved 50° C 0,62 kg og inneholdt 9 % vann. Natriumlignosulfonat-innholdet på ovns-tørr basis var 92 %. Dette representerte et utbytte på 66,5 %, beregnet på det opprinnelige natriumlignosulfonat i utgangsmaterialet.

Produktet hadde følgende kjemiske

analyse, på ovns-tørr basis:

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av al-kalimetalllignosulfonat fra sulfitavlut, hvorved man tilsetter et kvarternært ammoniumsalt til avluten for å felle ut kvaternært ammoniumlignosulfonat som deretter isoleres, karakterisert ved at den eventuelt tørkede felling tilsettes en lavere alifatisk alkohol og et nøytralt alkalimetallsalt som natrium- eller kaliumklo-rid, for å utfelle alkalimetall-lignosulfonat, hvoretter alkalimetall-lignosulfonatet opp-arbeides fra den alkoholiske oppløsning.