RU2708576C2 - Способ ксантогенирования торфа - Google Patents
Способ ксантогенирования торфа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2708576C2 RU2708576C2 RU2019115023A RU2019115023A RU2708576C2 RU 2708576 C2 RU2708576 C2 RU 2708576C2 RU 2019115023 A RU2019115023 A RU 2019115023A RU 2019115023 A RU2019115023 A RU 2019115023A RU 2708576 C2 RU2708576 C2 RU 2708576C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- peat
- mol
- sodium hydroxide
- carbon disulfide
- sulfur
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
- C05F11/02—Other organic fertilisers from peat, brown coal, and similar vegetable deposits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
- C05G3/90—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity for affecting the nitrification of ammonium compounds or urea in the soil
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B9/00—Cellulose xanthate; Viscose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
- C09K17/48—Organic compounds mixed with inorganic active ingredients, e.g. polymerisation catalysts
- C09K17/50—Organic compounds mixed with inorganic active ingredients, e.g. polymerisation catalysts the organic compound being of natural origin, e.g. cellulose derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10F—DRYING OR WORKING-UP OF PEAT
- C10F7/00—Working-up peat
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Abstract
Изобретение относится к химической переработке торфа и может быть использовано для получения поверхностно-активных веществ, ингибиторов нитрификации-денитрификации почв и серосодержащих торфогуминовых удобрений. Обрабатывают исходный воздушно-сухой торф гидроксидом натрия и сероуглеродом в условиях механохимической обработки без добавления воды при следующем мольном соотношении: 1 - 3 моль гидроксида натрия и 1 - 3 моль сероуглерода на 1 моль ОН-групп торфа при интенсивном механическом измельчении в течение 10 - 60 мин при 25C. Обеспечивается расширение сырьевой базы, реализуется возможность безотходной технологии, улучшение качества продукта за счет повышения содержания связанной серы. 2 табл., 10 пр.
Description
Изобретение относится к химической переработке торфа и может быть использовано для получения поверхностно-активных веществ, ингибиторов нитрификации-денитрификации почв и серосодержащих торфогуминовых удобрений.
Известны способы ксантогенирования целлюлозы, активированной щелочными растворами в воде, с последующим отжимом и смешением с сероуглеродом, в результате чего получаются ксантогенированные продукты [Химические волокна. // Под ред. А.А. Конкина, М.: ВНИИВ, 1968, 244с].
Данные способы обладают существенными технологическими недостатками: обязательная предварительная активация целлюлозы, необходимость регенерации растворов NaOH, а также высокий расход реагента (сероуглерода) на побочные реакции, что приводит к значительному увеличению продолжительности ксантогенирования и ухудшению экологической ситуации.
В заявляемом изобретении предлагается для ксантогенирования использовать весь композиционный материал торфа, а не только целлюлозу (один из компонентов торфа), как это делается в аналогах. Предлагаемый в изобретении способ ксантогенирования торфа совпадает с уже известными способами ксантогенирования целлюлозы и лигноуглеводных материалов (древесины) только тем, что в его основе лежит та же реакция ксантогенирования. Соотношения реагентов, продолжительность проведения реакции установлены в процессе оптимизации условий ксантогенирования торфа.
Известен способ ксантогенирования целлюлозосодержащих материалов заключающийся в том, что исходный материал обрабатывают гидрооксидом натрия, а затем сероуглеродом, отличающийся тем, что в качестве целлюлозосодержащих материалов используют лигноуглеводный материал, содержащий 35-60 мас.% целлюлозы, 20-40 мас. % лигнина, 13-35 мас.% гемицеллюлоз, обработку которого ведут последовательно раствором гидрооксида натрия в изопропиловом спирте в течение 0,5-6 ч при 20-80oС, а затем сероуглеродом в изопропиловом спирте при 20-60oС в течение 0,5-5 ч [патент РФ № 2208617. МПК С 08 В 9/00. Опубл. 20.03.2003. Бюлл. № 20]. Недостатки известного способа: использование органического растворителя, длительность и многостадийность процессов, а также повышенная температура их проведения.
Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому способу ксантогенирования торфа является способ ксантогенирования лигноуглеводных материалов, включающий обработку исходного воздушно-сухого материала сначала гидрооксидом натрия, затем сероуглеродом при 25 oС, с последующим механическим измельчением в течение 20-80 мин без добавления воды. В качестве сырья используют лигноуглеводный материал, содержащий 35-60 мас. % целлюлозы, 20-40 мас. % лигнина, 13-35 мас. % гемицеллюлоз, без разделения на отдельные компоненты в смеси с гидроксидом натрия и сероуглеродом, содержащей 5.0 г лигноуглеводного материала, 1.4-7.0 г гидрооксида натрия, 2.5-10.0 г сероуглерода (прототип) [патент РФ № 2221810. МПК С 08 В 9/00. Опубл. 20.01.2004. Бюлл. № 2].
Общими для прототипа и заявляемого изобретения являются такие признаки: химическая реакция, лежащая в основе способа ксантогенирования, а также одинаковая температура при механохимической обработке (25 oС).
Заявляемое изобретение отличается от прототипа тем, что в качестве исходного сырья используется торф, содержащий кроме целлюлозы, лигнина и гемицеллюлоз еще и гуминовые вещества, которые легко реагируют со щелочами и содержат значительное количество кислых ОН-групп, наиболее реакционноспособных при этерификации в щелочной среде.
Недостатки прототипа: использования в качестве сырья лишь лигноуглеводные материалы, продолжительность механохимической обработки до 80 минут, сравнительно низкое содержание связанной серы.
В предлагаемом изобретении указанные недостатки устраняются следующим образом: вместо древесины используют торф, который предварительно не подвергается активации, а длительность процесса составляет 10-60 мин. Использование торфа для ксантогенирования способствует расширению сырьевой базы и ее удешевлению, а также позволяет получить материалы, обладающие более широким спектром свойств по сравнению с ксантогенатами целлюлозы и лигноуглеводных материалов (древесины). При этом содержание связанной серы в полученных продуктах увеличивается, что повышает качество получаемых продуктов.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что исходный воздушно-сухой торф (влажность 6-8 %) без разделения на отдельные компоненты, смешивают с гидроксидом натрия и сероуглеродом, а затем подвергают интенсивному механическому измельчению без добавления воды, в результате чего образуются водорастворимые ксантогенированные продукты, образующие вязкие водно-щелочные растворы.
Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом. Навеску (5.0 г) воздушно-сухого торфа (фракции 0.25-0.5 мм) смешивают с NaOH (1-3 моль на 1 моль ОН-групп торфа) и сероуглеродом (1-3 моль на 1 моль ОН-групп торфа). Реакционную смесь подвергают интенсивному механическому измельчению на мельнице в течение 10-60 мин при 25 oС без добавления воды. Полученные продукты выгружают из мельницы, промывают этанолом до рН около 5 – 6 и до отрицательной реакции на сульфид-ион и высушивают в эксикаторе.
Пример 1. 5.0 г воздушно-сухого торфа (фракция 0.25-0.25 мм), 1 моль NaOH и 1 моль сероуглерода в расчете на 1 моль ОН-групп торфа интенсивно измельчают на мельнице в течение 10 мин при 25 oС. Полученные продукты выгружают из мельницы, промывают этанолом до рН около 5 – 6 и далее до отрицательной реакции на сульфид-ион и высушивают в эксикаторе. Растворимость в 5 % растворе NaOH – 25 %, содержание связанной серы – 1.5 %.
Примеры 2-6 проведены в условиях, аналогичных примеру 1, но при различной продолжительности реакции (табл. 1). Примеры 7-10 проведены в условиях, аналогичных примеру 3, но при различных соотношениях реагентов (табл. 2).
Технические результаты: расширение сырьевой базы, получение продуктов с более широким химическим составом и спектром физико-химических свойств, повышение содержания связанной серы в полученных продуктах (улучшение качества продуктов).
Таблицы
Таблица 1. Влияние продолжительности механохимической обработки
(t, мин) на свойства продуктов ксантогенирования торфа*
| Пример | t, мин | Содержание связанной серы, % | Растворимость в 5 %-ном NaOH, % |
Относительная вязкость в 5 %-ном NaOH |
| 1 | 10 | 1.5 | 25 | 1.08 |
| 2 | 20 | 2.1 | 37 | 1.12 |
| 3 | 30 | 2.9 | 50 | 1.18 |
| 4 | 40 | 3.8 | 61 | 1.16 |
| 5 | 50 | 4.7 | 72 | 1.14 |
| 6 | 60 | 6.5 | 89 | 1.12 |
*мольное соотношение ОН:NaOH:CS2 = 1:1:1, температура окружающей среды – 25 0С.
Таблица 2. Влияние мольного соотношения реагентов на свойства продуктов ксантогенирования торфа*
| Пример | Мольное соотношение ОН:NaOH:CS2 | Содержание связанной серы, % | Растворимость в 5 %-ном NaOH, % |
Относительная вязкость в 5 %-ном NaOH |
| 3 | 1:1:1 | 2.9 | 50 | 1.18 |
| 7 | 1:2:1 | 2.4 | 40 | 1.15 |
| 8 | 1:3:1 | 2.1 | 33 | 1.12 |
| 9 | 1:1:2 | 3.9 | 62 | 1.21 |
| 10 | 1:1:3 | 5.5 | 79 | 1.23 |
*продолжительность механохимической обработки – 30 мин, температура окружающей среды – 25 0С.
Claims (1)
- Способ ксантогенирования торфа, заключающийся в обработке исходного воздушно-сухого торфа гидроксидом натрия и сероуглеродом в условиях механохимической обработки без добавления воды при мольном соотношении 1 - 3 моль гидроксида натрия и 1 - 3 моль сероуглерода на 1 моль ОН-групп торфа при интенсивном механическом измельчении в течение 10 - 60 мин при 25oC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019115023A RU2708576C2 (ru) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Способ ксантогенирования торфа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019115023A RU2708576C2 (ru) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Способ ксантогенирования торфа |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019115023A RU2019115023A (ru) | 2019-08-27 |
| RU2019115023A3 RU2019115023A3 (ru) | 2019-10-31 |
| RU2708576C2 true RU2708576C2 (ru) | 2019-12-09 |
Family
ID=67733425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019115023A RU2708576C2 (ru) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Способ ксантогенирования торфа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2708576C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE810153C (de) * | 1946-07-04 | 1951-08-06 | Walter Dr-Ing Mueschenborn | Verfahren zum Brikettieren feinkoerniger Stoffe |
| DE939954C (de) * | 1951-07-24 | 1956-03-08 | Tiroler Holzwerke Kramsach Ges | Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern, insbesondere Platten aus Holzabfaellen |
| WO1992016600A1 (en) * | 1991-03-16 | 1992-10-01 | Torf Establishment | Process for the extraction of peat and apparatus for carrying out the process |
| RU2221810C1 (ru) * | 2002-04-24 | 2004-01-20 | Алтайский государственный университет | Способ ксантогенирования целлюлозосодержащих материалов |
-
2019
- 2019-05-16 RU RU2019115023A patent/RU2708576C2/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE810153C (de) * | 1946-07-04 | 1951-08-06 | Walter Dr-Ing Mueschenborn | Verfahren zum Brikettieren feinkoerniger Stoffe |
| DE939954C (de) * | 1951-07-24 | 1956-03-08 | Tiroler Holzwerke Kramsach Ges | Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern, insbesondere Platten aus Holzabfaellen |
| WO1992016600A1 (en) * | 1991-03-16 | 1992-10-01 | Torf Establishment | Process for the extraction of peat and apparatus for carrying out the process |
| RU2221810C1 (ru) * | 2002-04-24 | 2004-01-20 | Алтайский государственный университет | Способ ксантогенирования целлюлозосодержащих материалов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2019115023A (ru) | 2019-08-27 |
| RU2019115023A3 (ru) | 2019-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gschwend et al. | Quantitative glucose release from softwood after pretreatment with low-cost ionic liquids | |
| Melro et al. | Revisiting lignin: A tour through its structural features, characterization methods and applications | |
| Michelin et al. | Lignin from an integrated process consisting of liquid hot water and ethanol organosolv: Physicochemical and antioxidant properties | |
| Kunze et al. | Structural changes and activation of cellulose by caustic soda solution with urea | |
| WO2013164234A1 (de) | Verfahren zur herstellung von zellstoff mit niedrigem ligningehalt aus lignocellulosischem material | |
| Gismatulina et al. | Nitric acid preparation of cellulose from miscanthus as a nitrocellulose precursor | |
| CN112335081B (zh) | 铅蓄电池用有机防缩剂 | |
| RU2708576C2 (ru) | Способ ксантогенирования торфа | |
| Asim et al. | Extraction of lignin and quantitative sugar release from biomass using efficient and cost-effective pyridinium protic ionic liquids | |
| Kushnir et al. | Preparation of microcrystalline cellulose directly from wood under microwave radiation | |
| McMillan | Processes for pretreating lignocellulosic biomass: A review | |
| Zhou et al. | Lignin-carbohydrate complexes from coconut (cocos nucifera) coir: fractionation, structural elucidation, and potential applications | |
| RU2221810C1 (ru) | Способ ксантогенирования целлюлозосодержащих материалов | |
| RU2656461C1 (ru) | Способ карбоксиметилирования торфа | |
| WO2020024053A1 (en) | Methods for producing chitosan | |
| DE10145338C1 (de) | Verfahren zum Abtrennen von Hemicellulosen aus hemicellulosehaltiger Biomasse | |
| Tian et al. | Structural characterization of lignin isolated from wheat-straw during the alkali cooking process | |
| RU2130947C1 (ru) | Способ карбоксиметилирования лигноуглеводных материалов | |
| DE10057910C2 (de) | Verfahren zur Derivatisierung von technischem Lignin, derivatisiertes technisches Lignin und dessen Verwendung | |
| EA030066B1 (ru) | Способ переработки лигноцеллюлозной биомассы | |
| RU2208617C2 (ru) | Способ ксантогенирования целлюлозосодержащих материалов | |
| EP0033385A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Viskose | |
| EP2918627A1 (en) | Lignin compound | |
| RU2135517C1 (ru) | Способ карбоксиметилирования лигноуглеводных материалов | |
| US2698254A (en) | Process for treating a reaction mixture containing hydroxyalkyl cellulose and alkali |