PL130593B1 - Method of reduction of quantity of deposit resulting from hydrolysis of pentozan containing material - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zmniejszania llosoi osadzaJaoego sie na powierz- ohnlaoh aparatury, powierzchniach rurociagów i podobnych powierzchniach osadu zwiazanego z hydroliza materialu zawlerajaoego pentozan, takiego jak skrawki drewna, siano 1 tym podobne* Gdy bydrolizowany jest materia! zawieraJaoy pentozan, zwykle powstaja szkodliwe osady, w zwiazku z faktem, ze produkty reakoji w pewnym stopniu polimeryzuja i wytracaja sie na powierzohnlaoh aparatury, powierzchniaoh rurociagów 1 podobnych powierzchniach* Tendencja do wytraoanla Jest szozególnie zauwazalna na zimnyoh powierzchniach. Poniewaz osady te zatykaja ruroolagi, pompy, wymienniki olepla, zbiorniki 1 podobne, konieozne jest przerywanie produkcji w regularnych odstepach czasu, dla oozyszozenia instalaoji.Takie oczyszczanie jest czasochlonne i powoduje nie tylko bezposrednie koszty oozyszoza- nla lecz równiez straty zwiazane z zatrzymaniem produkcji.Obecnie okazalo sie mozliwe znaczne ograniozenle powstawania omawianych osadów przez wprowadzanie speoyfloznej kombinacji powierzchniowo ozynnyoh zwiazków przy hydrolizie materialu zawierajacego pentozan, komblnaojl majacej zdolnosc depollmeryzacji polimeru i wytworzenia emulsji, która po oziebieniu przeksztalca sie w zawiesine malych, nie. przylepnych czastek.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze do otrzymanego produktu hydrolizy dodaje sie lub hydrolize prowadzi sie w obeonosolt a_ powierzchniowo czynnego fosforanu o ogól¬ nym wzorze 1, w którym R oznacza grupe weglowodorowa zawierajaca 6-2*1 atomów wegla, n oznaoza zero lub liozbe calkowita 1-10, a X oznacza atom wodoru lub grupe o wzorze R^/OC^H^/^, lub Jego sól, lub polifosforan oraz b powierzchniowo czynnego zwiazku, który ma charakter anionowy przy pH 3, przy ozym stosunek Ilosci substancji a do ilosci2 130 593 substancji J wynosi 20:1 - 1:20, korzystnie 15:1 « 1:10* Oprócz f osf oranowego estru a_ i anionowego zwiazku b wprowadza sie ewentualnie: jo niejonowy powierzchniowo czynnego addukt tlenku alkilonu majacego -wartosc HL.B ó-l4, w ilosci 0-200$, korzystnie 0-50, a najkorzystniej 5«*f0$ w przeliczeniu na laczna w\ac substancji a i b * Wartosc HLB oblicza sie w takim przypadku zgodnie z metoda N.Sehon~ feldta opisana w publikacji nSurface Aotlve Ethylene Oxlde Adducts", pierwsze wydanie angielskie 1°69* strona 227* Substancje a, b i o indywidualnie nie maja wcale lub maja jedynie nieznaczna zdol¬ nosc zmniejszania tendenoji do formowania osadu* Natomiast kombinacja substanoji a i b lub wszystkich trzech powierzchniowo czynnych skladników a, b i o ma zdolnosc zmniejsza¬ nia ilosci osadu o ponad 90%. Mieszanine stosuje sie w ilosci 0,02-2%, korzystnie 0,1-1,0 w przeliczeniu na mase suchego materialu zawierajacego pentozan* Sposobem wedlug wynalazku oddzielic mozna równiez znaczne ilosci osadu wytworzonego w trakcie uprzedniej hydrolizy* Fosforanem o wzorze 1 jest korzystnie zwiazek, w którym R oznacza nasycona lub nienasycona alifatyczna grupe o lancuchu prostym lub rozgalezio¬ nym zawierajacym 8-22 atomów wegla* grupe fonyIowa podstawiona Jedna* dwiema lub trzema grupami alkilowymi, majaoa sumarycznieJ6-18 atomów wegla w grupaoh alkilowych lub grupe alkiloeykloalkilowa, majaoa sumaryoznie 8-22 atomów wegla, a n oznacza 0-3f korzystnie O, lub jego sól ze zwiazkiem metalu alkalicznego, metalu ziem alkalicznych* : amonowym lub amina* Ester fosforanowy lacznie z niejonowymi lub anionowymi zwiazkami powierzchniowo czynnymi ma nie tylko dobre wlasolwosoi emulgujace* leoz równiez dzialanie przeciwple¬ nne i przeciwkorozyjne* Anionowy zwiazek powierzchniowo czynny b moze byc w zasadzie dowolnie wybrany sposród siarozanów i sulfonianów* Niektórymi sposród teoretycznie najwazniejszych typów zwiazków, jakie sa dostepne, sa zwiazki o w zoraoh R-0S0,JI. o wzorze 2* R-S0A1 1 wzorze 3, w których R oznacza grupe hydrofobowa* która zawiera 8-22 atomów wegla lub jej sól ze zwiazkiem metalu alkalioznego, metalu ziem alkalicznych* ajuono-wyiu lub amina.Sposród anionowych zwiazków powierzchniowo czynnych mozna wspomniec zwlaszcza sulfoniany alkllo-arylowe aajaoe ogólny wzór k w którym R1, R i R_ niezaleznie od sie¬ bie oznaczaja, kazdy* grupe alkilowa o 1-18 atomach wegla lub wodór, przy czym sumarycz¬ na liczba atomów wegla w grupaoh alkilowych wynosi 6-22, lub ich sole ze zwiazkami meta¬ li alkalicznych, metali ziem alkalioznyoh, amonowymi lub aminami *: Do odpowiednioh sulfo¬ nianów zalioza sie benzenosulfonian dedeoylu i benzenosulfonlan nony1u* Innym odpowiednim anionowym zwiazkiem powierzohniowo czynnym Jest siarczan alkilu, który mozna przedstawic ogólnym wzorem R-OSO H, w którym R oznacza nasycona lub niena- syoona grupe alifatyczna o lancuchu prostym lub rozgalezionym, majaca 8-22 atomów wegla, lub jego sól ze zwiazkiem metalu alkalicznego, metalu ziem alkalicznych* amonowym lub amina* Kilkoma konkretnymi przykladami siarozanów alkilu sa siarczan laurylu, siarczan mirystylu, siarczan stearylu i siarozan oleliu* Trzecim odpowiednim zwiazkiem anionowym Jest sulfoniancC-olaflny zawierajacy alifa- tyozna reszte weglowodorowa o 8-22 atomach wegla* Jako niejonowy zwiazek powierzchniowo ozynny <^w sposobie wedlug wynalazku stosuje sie w zasadzie dowolny znany zwiazek tego typu*' Najwazniejszymi sa addukty tlenku alki- lenu i monoalkilofenoli, dwualkilofenoli, alkoholi tluszozowyoh, alkoholi drugorzedo- wyoh* kwasów tluszczowych* amidów kwasów tluszczowych i alkilomerkaptanów Jak 1 maja¬ cych grupe wodorotlenowa siarozków alkilu* sulfot lenków alkilu 1 sulfonów alkilu, któ¬ rych czesc hydrofobowa ma 8-22 atomów weglaP a ich lancuch glikolu polialkilenowego ma U~kO grup glikolu alkilenowego* Szozególiiie popularne sa niejonowe zwiazki o wzorze RO/CJH. 0/ -/C H 0/ H, w którym R oznacza alifatyczna lub oykloalifatyozna grupe *- ^ pl n 2.n p2k 130 593 Tablica 1 i Przyklad 1 A/próba zero/] B C D £ F I II III IV V VI Udzial kazdego zo zwiazków po- | Wytracenie,ilosc wierzohniowo ozynnych n ^ na- j osadu w procen- gowyoh sumarycznej ilosci 1 tach wsadu drewna zwiazków pawierzolliliowo ozynnych j bukowego 29kh 2, 10 2,05 1,56 1,65 2,35 o,3*l o, 10 0f20 0f60 0,32 0,66 FX 0 100 0 0 0 50 50 60 55 25 10 25 1 , 1 1 A* ! 0 0 100 0 50 0 I 50 10 22,5 65 60 l 10 '-.¦¦¦T -!-¦¦- 1 N* 0 0 0 100 50 50 - 10 22,5 10 10 65 _L_ */ F = fosforan 0.Q alkilu A a dodeoylosulfonian sodu N s zwiazek o wzorze 6 Wynik wykazuje, ze sposobem wedlug wynalazku uzyskano znaczny efekt« Ilosc osadu zmniejszyla sie o okolo 60-95$# Uzycie zwiazków powierzchniowo ozynnych indywidualnie lub uzycie loh w kombinacjach innych niz w sposobie wedlug wynalazku poprawilo wynik Jedynie w ograniczonym zakresie.Przyklady VH-X. V sposób jak w przykladzie III powyzej, przeprowadzono hydrolize drewna bukowego, z tym jedynym wyjatkiem, ze w przykladach VII i VIII es trem fosforanowym alkilu byl fosforan C** 20 alkilu ^ub nonylofenoksytetra/etylenoksy/fos- foran, a w przykladach IX i X anionowym zwiazkiem byl siarozan C^.j. alkilu lub sulfonian C AhAg* di -olefiny* Otrzymano wyniki podane w tablloy 2 Tablica 2 Przyklady VII-X wykazuja, ze sposób wedlug wynalazku znacznie zmniejsza ilosc osadu*130 593 3 o 8-22, korzystnie 8-14 atomaoli wegla lub grupe mono- lub dwualkilofenylowa majaca sumaryoznie k-Zh9 korzystnie 8-18 atomów -wegla w grupach alkilowych, n oznacza 3 lub *f, p1 oznacza *l-'l0, korzystnie *f-12 gdy R o zna.oza grupe alifatyczna lub cykloallfa- tyozna, a 3-18 gdy R oznacza grupe mono* lub dwualkllofenylawa, zas p2 oznacza 0-5, korzystnie 0-3» Speoyfiozne przyklady odpowiednich niejonowyoh zwiazków powierzchnio- wo ozynnyoh objetyoh powyzszym wzorem obejmuja addukty tlenku etylenu i alkoholu ttoey- lowego9 alkoholu laurylowego, alkoholu mlrystylówego# alkoholu oetylowego, alkoholu stearylowego, alkoholu elkocylowego, alkoholu oleilowego, oykloektanolu, oyklododo- kanolu, oykloheksadekanolu, oktylofenolu, nonylofenolu, dodecylofenolu, heksadecyfe- nolu, dwubutylofenolu, dwuoktylofenolu i dwunonylofenolu* Inne odpowiednie niejonowe zwiazki powierzchniowo ozynne obejmuja addukty al kilo- merkaptanów 1 kwasów karboksylowyoh naturalnych lub syntetycznych* Zwiazki te mozna przedstawic ogólnym wzorem RA/CgHYO/ /cnH2n0//D Hf * kt6rym Rf nt P* *¦ D2 ma^ po~ wyzsze znaozenia, zas A oznacza siarke lub grupe o wzorze - C/0/ - 0-* Odpowiednie zwiazki niejonowe obejmuja równiez addukty alkiloamidów i tlenku alkilenu, korzystnie te, które maja ogólny wzór 5f w którym R oznacza podstawniki ta¬ kie same jak powyzej, a n. In, oznaczaja 1-20.Dodatkowa grupa niejonowych zwiazków powierzchniowo ozynnych znajdujacych zastoso¬ wanie w sposobie wedlug wynalazku sklada sie z tzw. polimerów blokowych. Tworza je segmenty skladajace sie z polimerów addycyjnych tlenku etylenu, tlenku propylenu i ewentualnie tlenku butylenu* Ciezar czasteczkowy ozesol skladajacej sie z tlenku propylenu i ewentualnie tlenku butylenu musi wynosic w tym przypadku 1000-4000, a cie¬ zar czasteozkowy czesci skladajacej sie z tlenku etylenu okolo 500-2000* Gdy wynalazek wprowadza sie do praktyki, to skladniki powierzchniowo ezynne mozna dodawac Indywidualnie lub w postaci mieszaniny* V praktyce uzyteozne okazalo sie wpierw sporzadzic wodny roztwór zwiazków powierzchniowo ozynnyoh, a nastepnie dodac ten roztwór, w odpowiedniej ilosoi* Czas 1 miejsce dodawania zwiazków powierzchniowo czynnyo*i nie maja decydujacego znaczenia o ile dodawanie jest dokonane najpózniej w czasie gdy i w miejscu gdzie wystepuje problem osadów* Dodawania korzystnie doko¬ nuje sie do mieszaniny hydrolizatu w etapie reakoji lub do hydrolizatu i kondensatu w trakole nastepnych etapów obróbki* Wynalazek Jest opisany ponizej bardziej szczególowo za pomoca przykladów* Przyklady I-VI* Do autoklawu wprowadzono 220 g drewna bukowego, w prze 11- ozenlu na sucha mase* w postaci scinków, w koszu z drutu stalowego oraz sumarycznie 770 g wody* Autoklaw zamknieto 1 podgrzano do 179°C w ciagu 65 minut i utrzymywano w tej temperaturze przez 75 minut* Po zakonozeniu hydrolizy hydrolizat vyladów ano 1 skierowano do metalowego zbiornika, w którym hydrolizat oziebiono do temperatury pokojowej 1 utrzymywano w tej temperaturze przez Zk godziny. Gdy hydrolizat wprowadzo¬ no do metalowego naozynla* dodano wodnego roztworu zawierajaoego zwiazki podane ponizej w tablicy 1* Sumaryczna ilosc zwiazków powierzchniowo czynnych wynosila 0,55 &• Po Zk godzinach z metalowego naozynla hydrolizat wylano i oznaczono ilosc osadu* Otrzy¬ mano nastepujaoe wyniki:130 593 5 Zastrzezenia patentowe 1# Sposób zmniejszania ilosci osadzajacego sie na powierzchniach aparatury i po¬ wierzohniaeh rurociagów osadu zwiazanego z hydroliza materialu zawierajacego pontozan, takiego Jak scinki drewna i aiano, znamienny tym, ze hydroliz? prowadzi sie w obecnosoi lub do produktu hydrolizy dodaje sie fosforan o ogólnym wzorze 1, w którym R oznacza grupe weglowodorowa zawierajaca 6-2*l atomów wegla, n oznacza 0-10, a X ozna¬ cza atom wodoru lub grupe o wzorze R-/0C2H. / , lub Jego sól badz polifosforan ora:* powierzchniowo czynny zwiazek o charakterze anionowym przy wartosci pH 3, przy czym stosunek ilosci zwiazku o wzorze 1 do Ilosci zwiazku powierzchniowo czynnego wynosi 20:1 - 1x20, korzystnie 15:1 - 1:10. 2. Sposób wedlug zastrz.1, znamienny tym, ze dodaje sie równiez niejo¬ nowego powierzohniowo czynnego adduktu tlenku alkilenu, o wartosci IILti ó-1'l, w ilosci 0-200$, korzystnie 0-50$, a najkorzystniej 5-^O^b w przeliczeniu na laczna mase zwiazku o wzorze 1 1 powlerzohnlowo ozynnego zwiazku anionowego* 3« Sposób wedlug zaetrz. 1 albo 2fj znamienny t y m, ze zwiazek o wzorze I i powlerzohnlowo ozynny zwiazek anionowy dodaje sie w llosoi 0,02-2$, korzystnie 0,1-1;? w przeliczeniu na sucha mase materialu zawierajacego pentozon. k. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako fosforan o wzorzo i stosuje sie zwiazek, w któryn R oznacza nasyoona lub nlenasyoona grupe alifatyczna o lancuchu prostym lub rozgalezionym majaca 8-22 atomów wegla, grupe jedno-, dwu- lub trójalkilofenylowa majaoa w grupach alkilowych sumarycznie 6-18 atomów wegla lub grupe alkllooykloalkilowa majaoa sumarycznie 8-22 atomów wegla, zas n oznacza 0-3, korzystnie 0 lub jego sól ze zwiazkiem metalu alkalicznego, metalu ziem alkalicznych, amonówyin lub amina* 5« Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze Jako anionowy zwiazek stosuje sie siarczan lub sulfonian, 6. Sposób wedlug zastrz. 5» znamienny tym, ze Jako anionowy zwiazek stosuje sie alkllo-arylosulfonian o ogólnym wzorze kf w którym R. , R2 i R« niezaleznie od siebie oznaczaja, kazdy grupe alkilowa o 1-18 atomach wegla lub atom wodoru, przy czym suma atomów wegla w grupach alkilowych wynosi 6-22, lub Jego sól ze zwiazkiem metalu alkalloznego, metalu ziem alkalicznych, amonowym lub amina, lub alkilosiarczan o ogólnym wzorze R-0S0~H9 w którym R oznacza nasycona lub nienasycona alifatyczna grupe o laneuohu prostym lub rozgalezionym, majaoa 8-22 atomów wegla lub jego sól ze zwiazkiem metalu alkalloznego, metalu ziem alkalicznych, amonowym lub amina, lub c£ - olefinosulfonian majacy alifatyczny rodnik weglowodorowy o 8-22 atomach wegla. 7. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze Jako niejonowy zwiazek powlerzohnlowo czynny stosuje sie zwiazek o ogólnym wzorze R0/C2HY0/ /C H-0/ 2 H, w którym R oznacza alifatyczna lub oykloalifatyczna grupe majaoa 8-22, korzystnie 8-1*f atomów wegla lub grupe mono- lub dwualkilofenylowa majaca sumarycznie 4-2^, korzystnie 8-18 atomów wegla w grupach alkilowych, n oznacza 3 lub h9 p1 oznacza 3-*l0, korzystnie 4-12, gdy R oznacza grupe alifatyczna lub cykloalifatyczna, a 3-18 gdy R oznacza grupe mono- lub dwualkilofenylowa, zas p2 oznacza liczbe calkowita 0-5, ko¬ rzystnie 0-3»130 593 R-(0C2H4)„-0s ,,0H X-0 u nzór I R-^SOjH ROOCCH2 ROOCCHSC^ Wzór 3 R<\^ R3 9 ^W)niH Wtór4 RC-NC C9Hi»-©-0(C^40)6H Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz.Cena 100 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1# Sposób zmniejszania ilosci osadzajacego sie na powierzchniach aparatury i po¬ wierzohniaeh rurociagów osadu zwiazanego z hydroliza materialu zawierajacego pontozan, takiego Jak scinki drewna i aiano, znamienny tym, ze hydroliz? prowadzi sie w obecnosoi lub do produktu hydrolizy dodaje sie fosforan o ogólnym wzorze 1, w którym R oznacza grupe weglowodorowa zawierajaca 6-2*l atomów wegla, n oznacza 0-10, a X ozna¬ cza atom wodoru lub grupe o wzorze R-/0C2H. / , lub Jego sól badz polifosforan ora:* powierzchniowo czynny zwiazek o charakterze anionowym przy wartosci pH 3, przy czym stosunek ilosci zwiazku o wzorze 1 do Ilosci zwiazku powierzchniowo czynnego wynosi 20:1 - 1x20, korzystnie 15:1 - 1:10.

2. Sposób wedlug zastrz.1, znamienny tym, ze dodaje sie równiez niejo¬ nowego powierzohniowo czynnego adduktu tlenku alkilenu, o wartosci IILti ó-1'l, w ilosci 0-200$, korzystnie 0-50$, a najkorzystniej 5-^O^b w przeliczeniu na laczna mase zwiazku o wzorze 1 1 powlerzohnlowo ozynnego zwiazku anionowego* 3« Sposób wedlug zaetrz. 1 albo 2fj znamienny t y m, ze zwiazek o wzorze I i powlerzohnlowo ozynny zwiazek anionowy dodaje sie w llosoi 0,02-2$, korzystnie 0,1-1;? w przeliczeniu na sucha mase materialu zawierajacego pentozon. k. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako fosforan o wzorzo i stosuje sie zwiazek, w któryn R oznacza nasyoona lub nlenasyoona grupe alifatyczna o lancuchu prostym lub rozgalezionym majaca 8-22 atomów wegla, grupe jedno-, dwu- lub trójalkilofenylowa majaoa w grupach alkilowych sumarycznie 6-18 atomów wegla lub grupe alkllooykloalkilowa majaoa sumarycznie 8-22 atomów wegla, zas n oznacza 0-3, korzystnie 0 lub jego sól ze zwiazkiem metalu alkalicznego, metalu ziem alkalicznych, amonówyin lub amina* 5« Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze Jako anionowy zwiazek stosuje sie siarczan lub sulfonian, 6. Sposób wedlug zastrz. 5» znamienny tym, ze Jako anionowy zwiazek stosuje sie alkllo-arylosulfonian o ogólnym wzorze kf w którym R. , R2 i R« niezaleznie od siebie oznaczaja, kazdy grupe alkilowa o 1-18 atomach wegla lub atom wodoru, przy czym suma atomów wegla w grupach alkilowych wynosi 6-22, lub Jego sól ze zwiazkiem metalu alkalloznego, metalu ziem alkalicznych, amonowym lub amina, lub alkilosiarczan o ogólnym wzorze R-0S0~H9 w którym R oznacza nasycona lub nienasycona alifatyczna grupe o laneuohu prostym lub rozgalezionym, majaoa 8-22 atomów wegla lub jego sól ze zwiazkiem metalu alkalloznego, metalu ziem alkalicznych, amonowym lub amina, lub c£ - olefinosulfonian majacy alifatyczny rodnik weglowodorowy o 8-22 atomach wegla. 7. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze Jako niejonowy zwiazek powlerzohnlowo czynny stosuje sie zwiazek o ogólnym wzorze R0/C2HY0/ /C H-0/ 2 H, w którym R oznacza alifatyczna lub oykloalifatyczna grupe majaoa 8-22, korzystnie 8-1*f atomów wegla lub grupe mono- lub dwualkilofenylowa majaca sumarycznie 4-2^, korzystnie 8-18 atomów wegla w grupach alkilowych, n oznacza 3 lub h9 p1 oznacza 3-*l0, korzystnie 4-12, gdy R oznacza grupe alifatyczna lub cykloalifatyczna, a 3-18 gdy R oznacza grupe mono- lub dwualkilofenylowa, zas p2 oznacza liczbe calkowita 0-5, ko¬ rzystnie 0-3»130 593 R-(0C2H4)„-0s ,,0H X-0 u nzór I R-^SOjH ROOCCH2 ROOCCHSC^ Wzór 3 R<\^ R3 9 ^W)niH Wtór4 RC-NC C9Hi»-©-0(C^40)6H Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz. Cena 100 zl PL