NO176251B - Ligninprodukt, samt fremgangsmåte ved fremstilling derav og apparat derfor - Google Patents

Ligninprodukt, samt fremgangsmåte ved fremstilling derav og apparat derfor Download PDF

Info

Publication number
NO176251B
NO176251B NO864399A NO864399A NO176251B NO 176251 B NO176251 B NO 176251B NO 864399 A NO864399 A NO 864399A NO 864399 A NO864399 A NO 864399A NO 176251 B NO176251 B NO 176251B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
lignin
black liquor
water
acid
solvent
Prior art date
Application number
NO864399A
Other languages
English (en)
Other versions
NO864399L (no
NO864399D0 (no
NO176251C (no
Inventor
Jairo H Lora
Raphael Katzen
Malcolm Cronlund
Chih Fae Wu
Original Assignee
Alcell Tech Inc
Repap Enterprises Inc
Resap Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcell Tech Inc, Repap Enterprises Inc, Resap Technologies Inc filed Critical Alcell Tech Inc
Publication of NO864399D0 publication Critical patent/NO864399D0/no
Publication of NO864399L publication Critical patent/NO864399L/no
Publication of NO176251B publication Critical patent/NO176251B/no
Publication of NO176251C publication Critical patent/NO176251C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H6/00Macromolecular compounds derived from lignin, e.g. tannins, humic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/34Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/38Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
    • C07D307/40Radicals substituted by oxygen atoms
    • C07D307/46Doubly bound oxygen atoms, or two oxygen atoms singly bound to the same carbon atom
    • C07D307/48Furfural
    • C07D307/50Preparation from natural products
    • 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
    • D21C11/0007Recovery of by-products, i.e. compounds other than those necessary for pulping, for multiple uses or not otherwise provided for
    • 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
    • D21C11/0042Fractionating or concentration of spent liquors by special methods

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Hardware Redundancy (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et ligninprodukt og en fremgangsmåte for fremstilling derav, som angitt i krav 2's ingress, samt et apparat for utførelse av fremgangsmåten, som angitt i kravene 7-10.
Fremgangsmåte for behandling av tre med organiske oppløs-ningsmidler, så som alkoholer for å separere vedens lignin, hemicellulose, sukker og cellulosefraksjoner er velkjente. Se eksempelvis U.S. patentene nr. 1.856.567 og 3.585.104. Slike oppløsningsmidlers massefremstillingsmetoder synes å være attraktive og alternative til de konvensjonelle kjemiske utløsningsprosesser, så som sulfat- og sulfittprosessen som er belemret med relativt høye utstyrsomkostninger og forurensningsproblemer.
En oppløsningsmiddeloppslutningsprosess, vist i U.S. patent nr. 4.100.016 synes å være spesielt attraktiv ved at den tilveiebringer en høy effektiv gjenvinning av alkohol-oppløsningsmidler, separasjon av cellulose og ligninfrak-sjoner i ved, samt gjenvinning av cellulosemassen uten noen betydelig luft eller vannforurensning eller faste avfalls-produkter. Den patenterte fremgangsmåte har tilveiebrakt løvtremasser med utbytter, styrkeegenskaper, Kappatall, viskositeter, fiberstyrke og blekbarhetegenskaper som er like eller bedre enn sulfat- og sulfittløvtremasser.
Imidlertid er gjenvinning av lignin fra alkohol/vanneks-traktet eller svartlut erholdt som bi-produkt ved opp-løsningsmiddelutløsningsfremgangsmåten ifølge U.S. patent nr. 4.100.016 relativt ineffektiv og vanskelig å kontrolle-re. I henhold til patentet har ligninet blitt gjenvunnet fra svartluten ved først å strippe (fortrinnsvis vakuum strip-ping) alkoholen fra svartluten og deretter separere ligninet som feller ut fra de strippede sluttfraksjoner (fortrinnsvis ved fortykning og deretter sentrifugering av utfelte faststoffer fra bunnfraksjonene). Imidlertid har en del av ligninet en tendens til å felle ut som en tykk tjære eller gummi på den indre overflate av strippeanordningen og derved forurense denne og nedsette dens effektivitet med hensyn til gjenvinning av alkohol fra svartlut. Lignin har også en tendens til å falle ut fra strippede bunnfraksjoner som en klebelig amorf masse som er vanskelig å håndtere og som har krevet en vesentlig grad av knusing for å omdanne ligninmas-sen til pulver.
Som et resultat er mere effektive måter å fjerne ligninet fra svartluten erholdt ved utløsningsprosessen beskrevet i US-patent nr. 4.100.016. En slik fremgangsmåte har innbe-fattet utfelling av lignin fra alkohol/vann-svartluten ved fortynning med vann. Se Rydholm, "Pulping Processes", side 672-673, Interscience Publishers, New York (1971). Imidlertid har denne fremgangsmåte resultert i meget langsomme utfellingshastigheter for ligninet og i visse tilfeller dan-nes en meget stabil kollodial suspensjon av ligninet som har vært vanskelig å filtrere eller sentrifugere. Det er derfor et behov for en relativt enkel måte for å gjenvinne lignin fra en alkohol/vann-svartlut i høye utbytter og hastigheter og i en lett håndterbar og nyttig form.
En hensikt med oppfinnelsen er derfor å tilfredstille det ovenfor nevnte behov, og dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved en fremgangsmåte som er særpreget ved det som er angitt i krav 2's karakteriserende del, nemlig å fortynne den lignininneholdénde oppløsning eller svartlut med vann og en syre til å gi en fortynnet vandig oppløsning med pH mindre enn 3, et innhold av organisk oppløsningsmiddel mindre enn 30 volum%, ved en temperatur under 75°C for å utfelle lignin i det vesentlige fritt for tjærelignende ligninutfellinger, eller ved en temperatur på 75°C eller mer, for å utfelle mindre rent lignin. Ytterligere trekk fremgår av kravene 3-6.
I henhold til oppfinnelsen er det også tilveiebragt et ligninprodukt som er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del.
I henhold til et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er det tilveiebragt et apparat for utførelse av fremgangsmåten for utfelling av lignin fra en svartlut. Apparatet er særpreget ved det som er angitt i krav 7•s karakteriserende del, nemlig
a) en fortynningsbeholder (20) hvori svartlut fortynnes med en vandig syre for å utfelle lignin fra den resulterende
fortynnede svartlut i en etterfølgende felletank (12) , til å gi en ligninutarmet overflytende væske, b) en separator (13) som separerer det utfelte lignin fra den ligninutarmede overflytende væske, c) et gjenvinningstårn (14) som fjerner oppløsningsmid-let fra den ligninutarmede overflytende væske til å gi en
oppløsningsmiddel- og ligninutarmet overflytende væske, og
d) en resirkuleringsanordning (27) som resirkulerer en del av den oppløsningsmiddel- og ligninutarmede væske til
fortynningsbeholderen (20) for anvendelse som den vandige syre.
Ytterligere trekk fremgår av kravene 8-10.
Fig. 1 viser et flyteskjema for fremgangsmåten for fremstilling av cellulosemasse fra ved med behandling med et vandig alkoholholdig oppløsningsmiddel og for gjenvinning av lignin fra alkohol/vann-svartluten som er et bi-produkt erholdt ved fremgangsmåten. Fig. 2 viser et skjematisk snitt av et eksempel på et apparat for utfelling av lignin fra alkohol/vann-svartluten erholdt ved fremgangsmåten vist i fig. 1.
Fremgangsmåten vist i fig. 1 innbefatter først utløsning av en sats treflis som innføres fra en matetrakt l inni en ekstraktor 2. Ekstraktoren 2 drives i henhold til det nevnte US-patent nr. 4.100.016 ved en forhøyet temperatur (f.eks. 180-210°C) og forhøyet trykk (f.eks. 20-35 atm.) og med et oppløsningsmiddel bestående av 4 0-8 0 volum% en med vann blandbar lavere alifatisk alkohol med 1-4 karbonatomer (f.eks. metanol, etanol, isopropanol eller tert-butanol), og 20-60 volum% vann og om nødvendig en liten mengde sterk vannoppløselig syre, så som en mineralsyre (f.eks. saltsyre, svovelsyre, fosforsyre eller salpetersyre) eller en organisk syre så som oksalsyre.
Fortrinnsvis forvarmes treflisen i ekstraktoren 2 med lavtrykksdamp, og deretter bringes treflisen i ekstraktoren 2
i kontakt med to-ganger brukt 60% etanol/40% vannblanding som er primæroppløsningsmiddelet fra primæroppløsningsmid-del-akkumulatoren 3. Det primære oppløsningsmiddel resirkuleres raskt gjennom ekstraktoren 2 og gjennom en toppbe-lastnings- (f.eks. damp-oppvarmet) varmeveksler 4 for å heve treflisens temperatur til 190-200°C i løp av noen få mi-nutter, fortrinnsvis ikke mer enn 5 min. Etter at dette første utløpningstrinn er fullstendig blir det resulterende ekstrakt eller svartlut i ekstraktoren 2 fortrengt inn i en gjenvinningsinnmatningsakkumulator 5 med en-gang brukt 60% etanol/40% vannblanding som er et sekundært oppløsnings-middel (fortrinnsvis oppvarmet til 190-200°C) fra en se-kundær oppløsningsmiddelakkumulator 6. Ved slutten av denne fortrengning blir det sekundære middel i ekstraktoren 2 fortrengt inn i den primære oppløsningmiddelakkumulator 3 med fersk 60% etanol/40% vannblanding, hvilket oppløsnings-middel fortrinnsvis er forvarmet til 190-2 00°C og tilføres fra en fersk oppløsningsmiddelakkumulator 7. Det ferske oppløsningsmiddel i ekstraktoren 2 ble deretter avtrukket ned i den sekundære oppløsningsmiddelakkumulatoren 6. Straks ekstraktoren 2 er tømt blir den luftet og de alkohol-rike damper fra ekstraktoren kondenseres i en vann-kjølt ("C.W.") kondensator 8, og den resulterende etanol/vannblanding fra kondensatoren 8 resirkuleres til akkumulatoren 7 for ferskt oppløsningsmiddel. Etter lufting av ekstraktoren 2 blir gjenværende alkohol i massen i ekstraktoren deretter strippet med lavtrykksdamp og de resulterende alkohol/vanndamper kondenseres og gjenvinnes som ovenfor angitt. Etter dampstripping blir massen i ekstraktoren 2
vasket med vann og overført gjennom en rørledning til lager-tanken 9 og pumpet gjennom en massesikt 10. Massen kan deretter passende underkastes konvensjonell massebehand-ling, bleking- og papir-fremstillingsprosedyrer. Ekstraktoren 2 kan fylles med en annen sats med treflis fra trak-ten 1, og treflisen kan deretter bringes i kontakt med de primære, sekundære og ferske oppløsningsmidler fra akkumu-latorene 3, 6 og 7, som ovenfor beskrevet.
Ligninet, hemicellulose, andre sakkarider og ekstraktiv-stoffer (f.eks. harpikser, organiske syrer, fenoler og tan-niner) fra veden og etanolen, som alle er tilstede i svartluten ved en temperatur på 180-210°C under et trykk på 20-35 atm. i gjenvinningstilførselsakkumulatoren 5 ble deretter gjenvunnet ved først å blåse svartluten til blåsetanken 11 for gjenvinning av endel av etanolen. Blåsetanken 11 kan være ved atmosfæretrykk for å lette driften eller ved redusert trykk for ytterligere å avkjøle svartluten og fremme alkoholgjenvinningen. Denne reduksjonen i trykk i blåsetanken 11 forårsaker en partiell fordampning av etanol og etterlater en rest svartlut i blåsetanken med et etanol-innhold på 30-45%, fortrinnsvis 35-40%. Restsvartluten av-kjøles under dette trinn ved en temperatur på mindre enn 95°C, fortrinnsvis ned til 80-92°C men ikke under 70°C for å unngå for tidlig utfelling av lignin i blåsetanken 11. Etanol/vanndampen erholdt kondenseres og resirkuleres sammen med eventuell oppfriskningsetanol, vann og/eller syre til akkumulatoren 7 for ferskt oppløsningsmiddel for anvendel-sesbehandling av de etterfølgende satser av treflis.
Ligninet separeres fra restsvartluten utført fra blåsetanken 11, ved hjelp av foreliggende oppfinnelse. Dette trinn utføres ved å fortynne og fortrinnsvis avkjøle restsvartluten, når den forlater blåsetanken 11, med vann og syre til å gi en fortynnet rest svartlut, med: a) et alkoholinnhold mindre enn 30 volum%, fortrinnsvis 10-25 volum%, og særlig 12-21 voluml, mens et alkoholinnehold på 8 volum% er en praktisk minimumsverdi for den etterfølgende økonomisk alkoholgjenvinning, b) en temperatur på under 75°C, fortrinnsvis mindre enn 60°C og særlig 35 til 55°C, og c) en pH under 3, fortrinnsvis under 2,5 og spesielt 1,5 - 2,5. Under dette trinn er særlig temperaturene ikke krit-iske, selv om høyere temperaturer i den fortynnede svartlut generelt vil føre til økte utfellingshastigheter for lignin og vil gi et lignin med mørkere farge, samt kan nedsette utbyttene. 75°C er en maksimal temperatur for å unngå dannelse av tjærelignende ligninutfellinger og omgivelses-temperatur (f.eks. 2 0°C) er en praktisk minimumtemperatur selv om lavere temperaturer (f.eks. ned til 0°C) kan anvendes hvis lave setninghastigheter kan tolereres. Temperaturer under 65°C, særlig under 60°C tilveiebringer en betydelig mere lysfarget ligninutfelling. Heller ikke er pH verdien for den fortynnede svartlut særlig kritisk i dette trinn, men lavere pH øker utbytte av utfelt lignin fra den fortynnede rest svartlut og tillater anvendelse av høyere temperaturer i den fortynnede restsvartlut. Imidlertid vil en senking av pH under 1 gi liten eller ingen ytterligere forbedrelse i utbytte og av denne grunn er en pH på 1 den praktiske nedre grense, selv om lavere pH-verdier kan anvendes. Ved en pH på under 3 vil ligninet utfelle fra den fortynnede svartlut og gi høyt utbytte og med høy hastighet i form av fint faststoff. Disse lignin faststoffer kan separeres fra den gjenværende overflytende del av gjenværende svartlut på konvensjonell måte. Fortrinnsvis får ligninfaststoffene separere ved å la faststoffene felle ut som en pasta med 6-12 vekt% faststoffer i en konvensjonell klargjører eller felletank 12, og deretter konsentrere denne pasta av ligninfaststoffer i en konvensjonell sentrifugalseparator 13 til å gi en våt kake med 30-40% faststoffer, og deretter tørke den fuktige kake til å gi et jevnt fint, fritt flytende pulver.
Ved fortynning av restsvartluten fra blåsetanken 11 med vann og syre for å utfelle ligninet kan en hvilken som helst konvensjonell vannoppløselig syre anvendes, hvis den kan gi den fortynnede rest svartlut en pH på mindre enn 3,0, fortrinnsvis mindre enn 2,5. For eksempel kan det anvendes en sterk mineralsyre, så som saltsyre, salpetersyre, svovelsyre eller fosforsyre, eller en sterk organisk syre så som oksansyre. Fortrinnsvis blir vannet og syren blandet sammen før de anvendes for å fortynne restsvartluten. I så henseende er en spesielt foretrukket blanding av syre og vann den overflytende del av restsvartluten som ble erholdt fra en tidligere sats treflis og som er resirkulert og anvendt for å fortynne restsvartluten fra blåsetanken 11, etter: a) den overflytende del er separert fra ligninfaststoffet fra den foregående sats av treflis i fellingstanken 12 og sentrifugalseparatoren 13, og b) alkoholinnholdet av den overflytende del er fjernet i et konvensjonelt opp-løsningsmiddelgjenvinningstårn 14 forsynt med en konvensjonell oppløsningsmiddelkondensator 15 som ovenfor beskrevet. Denne resirkulerte overflytende del av restsvartluten eller strippede bunnfraksjoner vil, når de anvendes for fortynning av restsvartluten fra blåsetanken 11, tilveiebringe høyere utbytte og raskere utfelling av ligninfaststoffet i felletanken 12 og sentrifugalseparatoren 13.
Ved utfelling av lignin fra restsvartluten fra blåsetanken 11 er fortynningsmetoden for restsvartluten med vann og syre heller ikke kritisk så lenge det skjer en rask og intim blanding av restsvartluten med syre og vann. Eksempelvis kan restsvartluten passende fortynnes ved å tilsette den til syre og vann i en konvensjonell statisk dispersjons-blander. Restsvartluten kan også fortynnes ved å tilsette den som en finfordelt strøm til en strøm omfattende en opp-løsning av vann og syre, eksempelvis ved hjelp av en venturi-type anordning, generelt 20, slik som vist skjematisk i fig. 2. Restsvartluten fra blåsetanken 11 i fig. 1 kan pumpes gjennom et lite munnstykke 21 plassert ca. sentralt i røret 22 i venturi-typeanordningen 20 i fig. 2, og syre-og vannoppløsningen kan strømme i rørledningen 22 mot felletanken 12 i fig. 1. Når den gjenværende svartlut inje-seres gjennom munnstykket 21 i syre/vannoppløsningen i rør
22 vil restsvartluten raskt fortynnes og avkjøles av syre/ vannblandinger i røret 22. Ligninet vil raskt utfelles som fint faststoff fra den fortynnede restsvartluten i røret 22, og faststoffene kan lett oppsamles og konsentreres i felletanken 22 og sentrifugalseparatoren 13. Ved utfelling av lignin i henhold til den ovenfor beskrevne utførelsesform av foreliggende fremgangsmåte vil utbytte og fellingshastighetene for lignin generelt være en funksjon av: a) treslag, b) prosessbetingelsene anvendt i ekstraktoren 2, c) temperaturen, pH og faststoffinnholdet av (i) den gjenværende svartlut av blåsetanken 11 og (ii) syre/- vannblandingen anvendt for å fortynne restsvartluten, og d) forholdet mellom restsvartlut og syre/vannblandinger anvendt for fortynning av denne. Eksempelvis blir lignin fra nåletre, så som gran, fortrinnsvis utfelt ved en temperatur etter fortynning på 40-60°C under anvendelse av en syre/- vannoppløsning med pH på 1,5 - 2,5 i et forhold mellom restsvartlut til syre/vannoppløsning på 0,5 - 1 for løvtre, så som asp, er det foretrukket å anvende en syre/vannoppløs-ning med en pH på 1,2 - 2,2 og en temperatur etter fortynning på mindre enn 50°C. I så henseende er det foretrukket å anvende et forhold mellom restsvartlut til syre/vannoppløs-ning på: a) 0,2 til 0,8 hvis temperaturen etter fortynning er over 40°C, og b) 0,6-1 hvis temperaturen etter fortynning er
mindre enn 40°C (f.eks. ned til omgivelsestemperaturen). For løvtrær så som "sweetgum", lønn og eik er det foretrukket å anvende en temperatur etter fortynning på 40-60°C og med en syre/vannoppløsning med en pH på mer enn 1,5-2,5 og et forhold mellom restsvartlut og syre/vannoppløsningen på 0,35 til 0,7.
Som vist i fig. l gjenvinnes fortrinnsvis etanolinnholdet av den klarede overflytende del av restsvartluten fra felletanken 12 og sentrifugalseparatoren 13, fortrinnsvis i oppløsningsmiddelgjenvinningstårnet 14 og oppløsningmiddel kondensatoren 15. Etanolinnholdet av den overflytende del kan strippes (f.eks. ned til 2 00 ppm) på konvensjonell måte i oppløsningsmiddelgjenvinningstårnet 14 via atmosfæretrykk. Fortrinnsvis oppvarmes tårnet 14 ved oppvarming og resirkulerring av en del av bunnfraksjonstrømmen fra tårnet 14 til en varmeveksler 24 under anvendelse av lavtrykksdampen som ble anvendt for å strippe gjenværende etanol fra massen i ekstraktoren 2. Etanol/vanndampene fra tårnet 14 kondenseres på konvensjonell måte i en vannkjølt kondensator 15 (eller ved varmeveksling med strippeinnma-ting) og resirkuleres deretter til akkumulatoren 7 for ferskt oppløsningsmiddel sammen med etanol/vannblandingen som kondenseres fra lavtrykksdampen i varmeveksleren 24. Etanolinnholdet av den overflytende del fra felletanken 12 og sentrifugalseparatoren 13 kan passende gjenvinnes med høyt utbytte på enkel måte, uten ligninutfelling i opp-løsningsmiddelgjenvinningstårnet 14 slik at det ikke danner seg tjæreaktige eller gummiaktige avsetninger på den indre overflate av tårnet.
En del av bunnfraksjonene fjernet fra oppløsningsmiddel-gjenvinningstårnet 14 konsentreres fortrinnsvis på en konvensjonell måte, eksempelvis i en flertrinnsinndamper 26. I dette trinn er avsetninger eller tilsmussing av inndamp-ningsutstyret ikke noe vesentlig problem fordi det ikke finnes noen vesentlige mengder høymolekulært lignin i bunnfraksjonene fra oppløsningsmiddelgjenvinningstårnet 14. Den resulterende sirup inneholdende hemicelluloser sammen med små mengder av andre sakkarider, ekstraksjonsstoffer og lignin med meget lav molekylvekt (f.eks. lignin med molekylvekt på mindre enn 400 g/mol) kan brennes for å gjenvinne dens brennverdi, anvendes som dyrefor eller omdannes til andre kjemiske produkter.
En andre del av bunnfraksjonen som fjernes fra tårnet 14 anvendes fortrinnsvis som syre/vannoppløsning for fortynning av restsvartluten fra blåsetanken 11 for å utfelle lignin derfra. I så henseende blir den andre del av bunnfraksjonen fra tårnet 14 fortrinnsvis avkjølt til en temperatur på under 50°C, fortrinnsvis til 25-40°C (ca. 0°C er en praktisk nedre temperatur) og oppløsningens pH justeres, om nødvendig, til 1,0 - 3,0 ved tilsetning av en sterk vann-oppløselig syre. Deretter blir den avkjølte og surgjorte andre del av bunnfraksjonen (tidligere kalt "resirkulert restsvartlut-supernatant") intimt og raskt blandet (f.eks.
i en anordning av venturi-type 20 ifølge fig. 2) med restsvartlut for å fortynne og avkjøle denne og utfelle ligninet.
Det meget rene lignin, som utfelles som fin-faststoff fra den fortynnede svartlut i felletanken 12, kan deretter fjernes fra sentrifugalseparatoren 13, vann-vaskes og tørkes på konvensjonell måte (f.eks. ved spin flash tørking) til å gi et fint (f.eks. -0,3 mm maskeåpning) jevnt frittstrømmende vannuoppløselig pulver. Dette lignin kan karakteriseres ved at det har: en relativt lav tallmidlere molekylvekt på 800 - 1500 g/mol, fortrinnsvis 900 - 1300 g/mol, en snever molekylvektsfordeling, dvs. en polydispersitet på mindre enn 4, fortrinnsvis ikke mer enn 3, særlig bare 1,5 til 2,7 og et metoksylinnhold tilnærmet likt metoksylinnholdet for naturlig lignin (dvs. 2 0% for løwed og 14% for nåletre) . Dette lignin har også en glassovergangstemperatur som fortrinnsvis er 100-170°C, særlig 130-150°C. Disse karak-teristika viser blandt annet renheten og en lav grad av kjemisk modifikasjon av ligninet erholdt i henhold til oppfinnelsen. Dette lignin kan eksempelvis anvendes som et fordrøyningsmiddel i fenolformaldehydharpikser ved fremstilling av sponplater og finere. Ligninet kan også anvendes ved fremstilling av støpeblandinger, uretan- og epoksyharpikser, antioksydanter, middel for kontrollert frigjøring samt
strømningskontrollerende midler.
Fremgangsmåte-, produkt- og apparattrekkene ved foreliggende oppfinnelse og mange av de tilhørende fordeler vil for-stås fra den foregående beskrivelse.
Eksempelvis kan foreliggende fremgangsmåte alternativt ut-føres ved separat å tilsette en syre og vann til en oppløs-ning av lignin oppløst i et med vann blandbart organisk oppløsningsmiddel til å gi en fortynnet oppløsning med pH under 3,0, et innhold av organisk oppløsningsmiddel på under 30 volum% og en temperatur på under 75°C, fra hvilken fortynnete oppløsning ligninet vil utføres i form av et finfordelt faststoff. I så henseende kan syren tilsettes separat til restsvartluten fra blåsetanken 11 i fig. 1 ved å tilsette syren til det primære oppløsningsmiddel fra akkumulatoren 3 for primært oppløsningsmiddel før dette anvendes i ekstraktoren 2 for å oppslutte treflisen for å gi svartluten (som etter fjerning av etanol i blåsetanken 11 blir restsvartluten). Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres med et med vann blandbart organisk oppløsnings-middel annet enn en lavere alifatisk alkohol (fortrinnsvis etanol), Oså som aceton, glykol eller glycerol, eller med blandinger av slike oppløsningsmidler. Ytterligere kan foreliggende fremgangsmåte utføres med et lignin ekstrahert fra andre fiberholdige plantematerialer, så som bambus, bagasse og halm og ikke bare ved.

Claims (10)

1. Ligninprodukt, karakterisert ved at det har en tallmidlere molekyl vekt i området 800-1500 g/mol, fortrinnsvis 900-1300 g/mol og en polydispersitet mindre enn 4, fortrinnsvis ikke overstigende 3, og mer foretrukket i området 1,5-2,7 og med et metoksyinnhold tilnærmet likt det for naturlig lignin, og med en glassovergangstemperatur i området 100-170<*>C, fortrinnsvis i området 130-150°C, og at det er fremstilt ved å fortynne en lignininneholdende oppløsning eller svartlut med vann og en syre til å gi en fortynnet vandig oppløsning med pH mindre enn 3, og et innhold av organisk oppløsningsmiddel mindre enn 30 volum%, ved en temperatur under 75<*>C for å utfelle lignin i det vesentlige fritt for tjærelignende ligninutfelllinger, eller ved en temperatur på 75 °C eller mer for å utfelle mindre rent lignin.
2. Fremgangsmåte ved fremstilling av ligninproduktet ifølge krav 1, fra en oppløsning av lignin i et med vann blandbart organisk oppløsningsmiddel, spesielt en svartlut, erholdt ved oppslutning av ved eller annet fiberholdig plantemateriale med et organisk oppløsningsmiddel ved en forhøyet temperatur og forhøyet trykk, ved fremstilling av cellulosemasse, karakterisert ved å fortynne den lignininneholdende oppløsning eller svartlut med vann og en syre til å gi en fortynnet vandig oppløsning med pH mindre enn 3, og et innhold av organisk oppløsningsmiddel mindre enn 30 volum-%, ved en temperatur under 75'C for å utfelle lignin i det vesentlige fritt for tjærelignende ligninutfellinger, eller ved en temperatur på 75<*>c eller mer, for å utfelle mindre rent lignin.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at svartluten som inne-holder en lavere alifatisk alkohol med 1-4 karbonatomer fortynnes og surgjøres til en pH under 2,5 ved en temperatur under 60°C, fortrinnsvis ved 35-55<*>C.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at svartluten fortynnes til en alkoholkonsentrasjon på 10-25 volum-%, fortrinnsvis 12-21 volum-%, ved en temperatur under 65°C, fortrinnsvis under 60'C og til en pH i området 1,5-2,5.
5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav 2-4, karakterisert ved. at en del av den fortynnede og surgjorte svartlut, etter utfelling av lignin, resirkuleres og delvis anvendes for fortynning og surgjøring av fersk lut.
6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 2-5, karakterisert ved at fortynningen utføres ved omhyggelig og rask blanding av vann og syre med den lignininneholdende oppløsning, idet vannet utgjør et tillegg til det vann som er tilstede i den lignininneholdende oppløsning før fortynningen.
7. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge kravene 2-6, karakterisert veda) en fortynningsbeholder (20) hvori svartlut fortynnes med en vandig syre for å utfelle lignin fra den resulterende fortynnede svartlut i en etterfølgende felletank (12), til å gi en ligninutarmet overflytende væske, b) en separator (13) som separerer det utfelte lignin fra den ligninutarmede overflytende væske, c) et gjenvinningstårn (14) som fjerner oppløsningsmid-let fra den ligninutarmede overflytende væske til å gi en oppløsningsmiddel- og ligninutarmet overflytende væske, og d) en resirkuleringsanordning (27) som resirkulerer en del av den oppløsningsmiddel- og ligninutarmede væske til fortynningsbeholderen (20) for anvendelse som den vandige syre.
8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved. at fortynningsbeholderen (20) er forbundet med en ekstraksjonsanordning (11) som fjerner en del av oppløsningsmidlet fra svartlutet før denne fortynnes.
9. Apparat ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at resirkuleringsanord-ningen (27) er forbundet med et innløp (22) som muliggjør at en sterk, vannoppløselig syre kan tilsettes til den oppløs-ningsmiddel- og ligninutarmede væske før resirkulering til fortynningsbeholderen.
10. Apparat ifølge hvilket som helst av kravene 7-9, karakterisert ved at fortynningsbeholderen (20) innbefatter en blandeanordning (21, 22) for intim og rask blanding av svartlut med den vandige syre.
NO864399A 1985-11-05 1986-11-04 Ligninprodukt, samt fremgangsmåte ved fremstilling derav og apparat derfor NO176251C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US79506985A 1985-11-05 1985-11-05

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO864399D0 NO864399D0 (no) 1986-11-04
NO864399L NO864399L (no) 1987-05-06
NO176251B true NO176251B (no) 1994-11-21
NO176251C NO176251C (no) 1995-03-01

Family

ID=25164576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO864399A NO176251C (no) 1985-11-05 1986-11-04 Ligninprodukt, samt fremgangsmåte ved fremstilling derav og apparat derfor

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0224721B1 (no)
JP (1) JP2526220B2 (no)
AT (1) ATE64140T1 (no)
AU (4) AU606850B2 (no)
BR (1) BR8605430A (no)
CA (1) CA1267648A (no)
DE (1) DE3679640D1 (no)
ES (1) ES2023110B3 (no)
FI (1) FI88922C (no)
MX (1) MX4260A (no)
NO (1) NO176251C (no)
NZ (1) NZ218126A (no)
PT (1) PT83678B (no)
ZA (1) ZA868347B (no)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH687393A5 (de) * 1992-05-05 1996-11-29 Granit Sa Kochchemikalienrueckgewinnungsverfahren aus der Schwarzlauge der Zellstoffherstellung.
DE4334422C2 (de) * 1993-10-08 1996-07-11 Fraunhofer Ges Forschung Ablauge aus chemisch-thermischem Aufschluß von bereits verarbeiteten bindemittelhaltigen Span- und Faserplatten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Streckmittel für Holzwerkstoff-Bindemittel
JPH11509586A (ja) * 1995-07-11 1999-08-24 アールストロム マシナリイ オサケ ユキチュア 石灰と石灰スラッジからの不純物の分離法と、不純物、例えばケイ素を含有する緑液の2段階カセイ化法
DE59807559D1 (de) * 1997-03-20 2003-04-24 Granit Sa Verfahren zur aufbereitung von aromatische polymere enthaltenden alkalischen lösungen
JP4670011B2 (ja) * 2005-10-18 2011-04-13 独立行政法人産業技術総合研究所 リグニン含有樹脂、その製造方法、及びリグニン分離方法
BRPI1014395A8 (pt) * 2009-05-28 2017-10-10 Lignol Innovations Ltd Derivados de lignina nativa de matérias-primas de madeiras de fibras curtas
US9260464B2 (en) 2009-09-25 2016-02-16 Michael A. Lake Process for recovering lignin
US9879119B2 (en) 2009-09-25 2018-01-30 Michael A. Lake Lignin product and process for making same
EP2536798B1 (en) 2010-02-15 2022-04-27 Suzano Canada Inc. Binder compositions comprising lignin derivatives
CA2798268C (en) * 2010-02-15 2019-02-12 Lignol Innovations Ltd. Carbon fibre compositions comprising lignin derivatives
PL3401410T3 (pl) 2010-06-26 2021-11-29 Virdia, Llc Sposoby wytwarzania mieszanek cukrów
IL206678A0 (en) 2010-06-28 2010-12-30 Hcl Cleantech Ltd A method for the production of fermentable sugars
IL207329A0 (en) 2010-08-01 2010-12-30 Robert Jansen A method for refining a recycle extractant and for processing a lignocellulosic material and for the production of a carbohydrate composition
AT510812A1 (de) * 2010-10-29 2012-06-15 Annikki Gmbh Verfahren zur gewinnung von lignin
FI123086B (fi) * 2011-02-28 2012-10-31 Aalto Korkeakoulusaeaetioe Menetelmä kemikaalien talteenottamiseksi
EP2688959A4 (en) 2011-03-24 2014-09-10 Lignol Innovations Ltd COMPOSITIONS OF LIGNOCELLULOSE BIOMASS AND ORGANIC SOLVENT
US9512495B2 (en) 2011-04-07 2016-12-06 Virdia, Inc. Lignocellulose conversion processes and products
EP2597100A1 (de) * 2011-11-28 2013-05-29 Annikki GmbH Verfahren zur Gewinnung von niedermolekularem Lignin (NML)
BR112014027478B1 (pt) 2012-05-03 2019-07-02 Virdia, Inc. Métodos de processamento de materiais lingnocelulósicos
US9657146B2 (en) 2013-03-14 2017-05-23 Virdia, Inc. Methods for treating lignocellulosic materials
JP2014208803A (ja) * 2013-03-29 2014-11-06 ロイス・ドットコム株式会社 リグニン回収方法
WO2014179777A1 (en) 2013-05-03 2014-11-06 Virdia, Inc. Methods for preparing thermally stable lignin fractions
CN105377958B (zh) 2013-05-03 2019-01-01 威尔迪亚公司 用于处理木质纤维素材料的方法
WO2015086772A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Annikki Gmbh Process for lignin purification and isolation
CN109851814B (zh) * 2014-07-09 2022-03-11 威尔迪亚有限责任公司 用于从黑液中分离和精制木质素的方法及其组合物
CN116479671A (zh) * 2018-05-28 2023-07-25 皮尔森生物工程技术(北京)有限公司 用于从植物材料的有机酸预处理回收产物的有效方法和组合物
CN115819796B (zh) * 2022-12-29 2024-08-13 浙江科技学院 一种高效分离有机酸木质素的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2331154A (en) * 1939-02-07 1943-10-05 Adkins Homer Process of hydrogenating lignin
US3223697A (en) * 1960-08-12 1965-12-14 Frank J Ball Precipitated lignin and products containing same and the production thereof
US3585104A (en) * 1968-07-29 1971-06-15 Theodor N Kleinert Organosolv pulping and recovery process
CA1079008A (en) 1975-10-24 1980-06-10 Cp Associates Limited Solvent pulping process
JPS5279560A (en) * 1975-12-25 1977-07-04 Nittan Co Ltd Method of treating waste pulp liquid
SE8204365L (sv) * 1981-07-23 1983-01-24 Domtar Inc Sett for behandling av restlut fran en alkalisk massakokningsprocess av lignocellulosamaterial
AU3309684A (en) * 1984-09-17 1986-03-27 Paszner, L. Hydrolytic decomposition of lignocellulosic and starch materials

Also Published As

Publication number Publication date
PT83678B (pt) 1989-09-14
NO864399L (no) 1987-05-06
EP0224721B1 (en) 1991-06-05
FI864353A (fi) 1987-05-06
EP0224721A1 (en) 1987-06-10
FI88922C (fi) 1993-07-26
NZ218126A (en) 1988-07-28
FI864353A0 (fi) 1986-10-27
MX4260A (es) 1994-02-28
FI88922B (fi) 1993-04-15
ATE64140T1 (de) 1991-06-15
NO864399D0 (no) 1986-11-04
PT83678A (en) 1986-12-01
JP2526220B2 (ja) 1996-08-21
AU6480186A (en) 1987-05-07
CA1267648A (en) 1990-04-10
ES2023110B3 (es) 1992-01-01
ZA868347B (en) 1987-07-29
NO176251C (no) 1995-03-01
BR8605430A (pt) 1987-08-11
AU606850B2 (en) 1991-02-21
AU4602593A (en) 1993-12-23
DE3679640D1 (de) 1991-07-11
JPS62110994A (ja) 1987-05-22
AU6794690A (en) 1991-03-07
AU5607396A (en) 1996-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO176251B (no) Ligninprodukt, samt fremgangsmåte ved fremstilling derav og apparat derfor
US4764596A (en) Recovery of lignin
US5788812A (en) Method of recovering furfural from organic pulping liquor
US3585104A (en) Organosolv pulping and recovery process
CA2101754A1 (en) Pulping of lignocellulosic materials and recovery of resultant by-products
US8864941B2 (en) Separation of lignin from hydrolyzate
US8030039B1 (en) Method for the production of fermentable sugars and cellulose from lignocellulosic material
US4668340A (en) Method of countercurrent acid hydrolysis of comminuted cellulosic fibrous material
AU676829B2 (en) Pulping of fibrous plant materials and recovery of resultantby-products
JPH11507416A (ja) 改良有機溶媒パルプ化
US2976273A (en) Treatment of kraft black liquor and product
US3928121A (en) Process for the obtention of fermentable powdered syrup and alphacellulose from xerophyte plants
JP2021517215A (ja) 溶解パルプの製造方法
US3432402A (en) Recovery of turpentine from black liquor
NO863018L (no) Fremgangsmaate ved nedbrytning av lignocellulose.
US20120237989A1 (en) Separation of lignin from hydrolyzate
US1934957A (en) Process for the manufacture of paper pulp
WO2017099592A1 (en) Production of high-purity light-coloured lignin
US1902916A (en) Process for decomposing plant fiber material by cooking with phenolates
US1358129A (en) Treatment of wood and recovery of organic products therefrom
US1025356A (en) Process of converting wood into paper-making stock and by-products.
US3037901A (en) Method of pulping cellulosic substances
US1081276A (en) Process for extracting turpentine and rosin from wood.
US1824701A (en) Treatment of woods for cellulose
JP2022149116A (ja) 単離リグニン含有物の製造方法