RU1804463C - Способ получени эмульгатора - Google Patents

Abstract

Использование изобретени : в качестве эмульгатора. Сущность изобретени : продукт: модифицированный гидролизный лигнин , 7%-ный водный раствор понижает поверхностное нат жение на границе с воздухом до значени  40 мН/м. Реагент 1: гидролизный лигнин. Реагент 2: 50-60%-на  НЫОз. Услови  реакции: в среде инертной органической жидкости при 70-100°С и массовом соотношении 100%-на  НМОз : абс.сухой лигнин : объемна  часть органической жидкости 1-4:1:5-15 с непрерывным удалением из реакционной смеси непрореагировавшей азотной кислоты на установке типа Дина-Старка и выделением целевого продукта из твердого остатка экстракцией. 1 табл. ел С

Description

Изобретение относитс  к области переработки древесных материалов, конкретно, к способу получени  нового эмульгатора на основе гидролизного лигнина, который может найти применение в качестве компонента технического моющего средства (ТМС) в транспортной промышленности, а также в качестве эмульгирующего компонента в других поверхностно-активных композици х , способных стабилизировать эмульсии типа масло/ вода.

Цель изобретени  -упрощение процесса и повышение эффективности целевого продукта.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что, в качестве производного лигнина используют гидролизный лигнин, который подвергают обработке 50-60% азотной кислотой в среде инертной в данных услови х органической жидкости при 70-100°С и соотношении реагентов - 100% азотна  кислота мае.ч.: абс.сух. лигнин мае,ч.: органическа  жидкость об.ч. (1-4):1:(1-15) с непрерывным удалением из реакционной смеси непрореагировавшей азотной кислоты на установке типа Дина-Старка и последующим выделением целевого продукта из твердого остатка экстракцией.

Отличием изобретени  от прототипа  вл етс  использование безводной технологии , позвол ющей осуществить полную утилизацию сырь  и отходов - возврат в

00

о Јь

Јь

о

00

00

реакцию непрореагировавшего лигнина, неотработанной азотной кислоты, регенераци  и возврат в реакцию органических растворителей при отсутствии сточных вод.

В качестве исходного сырь  можно использовать неочищенный гидролизный лигнин ,  вл ющийс  отходом в процессе гидролиза древесины, либо очищенный гидролизный лигнин, либо древесную щепу.

Пример 1. Гидролизный лигнин,  вл ющийс  отходом гидролизного производства с содержанием основного вещества 24,5% (влага 64,4%, смолистые вещества - 3,92%,полисахаридьи - 5,95%, неорганические примеси - 1,23%) в количестве 100 г суспендируют в 356 мл гептана (10:1), нагревают до 98-100°С и кип т т с обратным холодильником, отдел   воду с помощью насадки Дина-Старка. При кип чении в течение 1 ч отдел ют 64,4 мл воды. Затем в течение 6 часов при интенсивном перемешивании и температуре, колеблющейс  в пределах 70-100°С, ввод т под слой реакционной массы 60%-ную азотную кислоту в количестве 73,5 г в пересчете на 100% азот-, ную кислоту (азотна  кислота : лигнин 3:1). По окончании прибавлени  азотной кислоты провод т выдержку при температуре 100°С и интенсивном перемешивании в течение 2 ч. Общее врем реакции составл ет: 6 ч прибавлени  азотной кислоты +2 ч выдержки 8 часов. Затем реакционную массу охлаждают, отфильтровывают. Продукт экстрагируют из твердого остатка ацетоном в аппарате Сокслета. Затем продукт сушат в вакууме в течение 1 ч при температуре вод ной бани 60-70°С. Получают 7,35 г водорастворимого продукта и 19,2 г непрореагировавшего остатка, возвращаемого в реакцию на следующую загрузку. Выход целевого продукта (la) 7,35 г.

Продукт охарактеризован,по содержанию: N - 5-91%, ОСНз - 4,33%, СООН - 10,43%.

Поверхностную активность полученного вещества (la) характеризует то, что 7%- ный водный раствор (la) понижает поверхностное нат жение на границе с воздухом до значени  40 мН/м.

Если продукт (1а) после экстракции ацетоном высушить в течение 2 ч при 80°С и атмосферном давлении, то 50% загруженного на сушку продукта после сушки тер ет растворимость в воде.

Пример 2. Щепу хвойной древесины подвергают кислотному гидролизу по технологическому режиму Ленинградского гидролизного завода, т.е. подвергают обработке 0,5% кислотой серной, в количестве 4,5 мае.ч. разбавленной серной кислоты на 1

мае.ч. древесных отходов при подъеме температуры от 170 до 190°С в течение 1 ч После промывки водой и отделени  гидро- лизата твердый остаток отфильтровывают

отжимают.

Твердый остаток, содержащий 24,5 г лигнина (35,6 г сухих веществ), обрабатывают по режиму примера 1, использу  в качестве органической среды декан в количестве

178 мл (5:1) и бер  азотную кислоту в количестве 24,5 г в пересчете на 100%-ную азотную кислоту (1:1). Врем  реакции составл ет: 1 ч прибавлени  азотной кислоты +2 часа выдержки 3 ч. Получают 2,45 г

5 целевого продукта и 31,5 г непрореагировавшего остатка. Выход основного вещества (16) 2,45 г.

Характеристика продукта: N - 5,63%, ОСНз-4,96%, СООН- 10,1%.

0 7%-ный водный раствор понижает поверхностное нат жение воды на границе с воздухом до 40 мН/м.

Пример 3. Дл  отделени  смолистых веществ 100 г гидролизного лигнина из при5 мера 1 подвергают экстракции смесью C2HsOH-CeH6 в отношении 1:1 в аппарате Сокслета до полного обесцвечивани  выход щего экстракта. После сушки на воздухе в течение 24 ч твердый остаток кип т т в 1 л

0 72%-ной серной кислоты в течение 2 ч дл  удалени  полисахаридов. Анализ на отсутствие полисахаридов провод т по методу ГЖХ. Неорганические примеси удал ют промывкой 0;.1 н. сол ной кислотой-в тече5 ние 24 ч с последующей-промывкой водой до отсутстви  ионов хлора по АдЫОз-инди- катору. Содержание золы в очищенном продукте на более 0,05%.

Твердый остаток, содержащий 24,5 г

0 лигнина и влагу, подвергают обработке по режиму примера 1, бер  в качестве органической среды октан в количестве 368 мл (15:1) и ввод  в реакционную массу 60% азотную кислоту в количестве 98 г в пересче5 те на 10% азотную кислоту (4:1). Врем  реакции составл ет: 20 ч прибавлени  азотной кислоты +4 часа выдержки 24 ч. Получают 4 г основного вещества и 4,5 г непрореагировавшего остатка. Выход целевого продук0 та (в) - 4 г, Характеристика продукта: N - 6,02%, ОСНз-4,12%, СООН - 10,68%. 7%- ный водный раствор продукта понижает поверхностное нат жение воды на границе с воздухом до 40 мН/н.

5 Исследование свойств целевого продукта в ТМС провод т сравнива  эффективность его действи  при замене ОП-7 или ОП-10 на целевой продукт ц препарате цистерн (1), используемом дл  очистки емкостей . Состав цистерина, мае.ч.: талловое

масло -11, карбонат натри  - 12, уайт-спирит 79, ОП-7 или ОП-10 - 5, вода 4,8.

Вместо 5 мае.ч. ОП-7 или ОП-10 в препарат включают 2,5 мас.ч. целевого продукта, исследование провод т по следующей методике:

В качестве емкости используют 3 стакана (1 л), изготовленных из нержавеющей стали, алюмини  и стекла. На дно стакана и на стенки нанос т кисточкой слой (2/3 от высоты стенок) сырой нефти (60 мл). Заливают в загр зненный нефтью стакан 0,7 л испытуемого раствора:1) эталон сравнени  - цистерин, 2) раствор с 2,5 мас.ч, целевого продукта (la) вместо 5 мас.ч. ОП-7 или ОП- 10, 3) раствор с целевым продуктом (16), 4) раствор с целевым продутом (в). Перемешивают раствор с помощью мешалки, вращающейс  со скоростью 300 об/мин в течение 15 мин, затем раствор сливают в отдельную колбу, Если поверхность стенки и дна стакана после отмывки остаетс  загр зненной не более чем на 10%, то этот цикл отмывки считаетс  удачным. Затем использованный раствор примен ют оп ть до тех пор, пока поверхность стакана после отмывки ни останетс  загр зненной более чем на 10%. Подсчитываетс  число циклов использовани  раствора.

Результаты сравнени , приведенные в таблице, показывают, что композици  ТМС с использованием целевого продукта вместо ОП-7 или ОП-10 в 2 раза более эффективна , а при этом расход целевого продукта (2,5 мас.ч.) в 2 раза меньше чем ОП-7 или

ОП-10 (5 мас.ч.), т.е. фактически эффективность целевого продукта выше ОП-7 и ОП- 10 в 4 раза. Кроме того эмульгаторы ОП-7 и ОП-10  вл ютс  биологически неразлагаемыми , в то врем  как целевой продукт, полученный из растительного сырь   вл етс  биологически разлагаемым и может быть использовано без ущерба дл  экологии.

Таким образом, целевой продукт превосходит известные эмульгаторы ОП-7 и ОП- 10 по эффективности эмульгирующего действи , и не представл ет опасности дл  экологии. Кроме того целевой продукт, получаемый на основе отходов деревоперерабатывающей промышленности значительно дешевле ОП-7 и ОП-10 и способ его получени  технологически проще.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  эмульгатора, исход 

   из производного лигнина, отличающий- с   тем, что, с целью упрощени  процесса, в качестве производного лигнина используют гидролизный лигнин и процесс провод т путем обработки гидролизного лигнина 5060%-ной азотной кислотой в среде инертной органической жидкости при температуре 70-100°С и соотношении реагентов 100%-на  азотна  кислота, мас.ч.: абс.сух. лигнин (мас.ч.): органическа  жидкость (об.ч.) (1-4):1:(5-15) с непрерывным удалением из реакционной смеси непрореагировавшей азотной кислоты на установке типа Дина-Старка и последующим выделением целевого продукта из твердого остатка

   экстракцией.