RU2803810C2 - Способ получения окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе - Google Patents

Способ получения окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе Download PDF

Info

Publication number
RU2803810C2
RU2803810C2 RU2021118636A RU2021118636A RU2803810C2 RU 2803810 C2 RU2803810 C2 RU 2803810C2 RU 2021118636 A RU2021118636 A RU 2021118636A RU 2021118636 A RU2021118636 A RU 2021118636A RU 2803810 C2 RU2803810 C2 RU 2803810C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lignin
oxidized
kraft
kraft pulp
pulp mill
Prior art date
Application number
RU2021118636A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2021118636A (ru
Inventor
Лаури ПЕХУ-ЛЕХТОНЕН
Паулиина СЬЁГОР
Оути ПОУККА
Катариина КЕМППАЙНЕН
Анна КАЛЛИОЛА
Тиина ЛИИТИЯ
Тапио ВЕХМАС
Original Assignee
Андритц Ои
Мется Фибре Ои
Текнологиан Туткимускескус Втт Ои
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 Андритц Ои, Мется Фибре Ои, Текнологиан Туткимускескус Втт Ои filed Critical Андритц Ои
Publication of RU2021118636A publication Critical patent/RU2021118636A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2803810C2 publication Critical patent/RU2803810C2/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к способу получения окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе, при этом способ включает по меньшей мере: выделение непромытого крафт-лигнина, полученного осаждением CO2, на крафт-целлюлозном заводе; растворение непромытого крафт-лигнина в окисленном или неокисленном белом щелоке с получением щелочного раствора лигнина; окисление раствора лигнина в щелочных условиях a) газообразным кислородом O2 с избыточным давлением, и b) NaOH и/или окисленным белым щелоком в качестве альтернативного источника щелочи; обработку окисленного раствора лигнина посредством мембранной фильтрации; извлечение концентрированного раствора лигнина; извлечение побочных продуктов и химических веществ как таковых или повторное использование побочных продуктов и химических веществ на крафт-целлюлозном заводе. 6 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к подходящему для условий реального производства способу получения окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе.
ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0002] Диспергаторы применяют во многих способах и продуктах, чтобы улучшить способность продукта к переработке и его характеристики/эффективность, а также для снижения производственных затрат. Бόльшую часть рынка занимают анионоактивные диспергаторы. Пластификаторы бетона представляют собой анионоактивные диспергаторы, которые диспергируют частицы цемента, обеспечивая хорошую обрабатываемость свежего бетона и хорошие прочностные свойства конечного продукта (созревшего бетона). Подобным образом анионоактивные диспергаторы используют, например, для получения лакокрасочных покрытий, содержащих большую долю различных неорганических пигментов. Лигносульфонаты, полученные в результате сульфитной варки, используют как пластификаторы и диспергаторы бетона на биологической основе. В основном эффективность лигносульфонатов явно ниже, чем у синтетических пластификаторов/диспергаторов. Синтетические суперпластификаторы включают в себя, например, конденсаты сульфированного нафталинформальдегида или сополимеры на основе поликарбоксилатного эфира. В качестве типичных анионоактивных диспергаторов для пигментов в лакокрасочных покрытиях выступают полиакриловые кислоты.
[0003] Простой и экономически эффективный способ щелочного-О2 окисления переводит технические лигнины в растворимую форму с использованием O2 в щелочной среде, где после этого их можно использовать как поверхностно-активные агенты, такие как диспергаторы, в некоторых вариантах целевого использования для улучшения способности продукта к переработке и повышения его качества. Окисленные крафт-лигнины показали себя лучшими пластификаторами и диспергаторами, чем лигносульфонатные продукты или даже некоторые синтетические продукты. Однако экономически целесообразная концепция промышленного процесса производства поверхностно-активных веществ на основе крафт-лигнина, который может быть внедрен на крафт-целлюлозном заводе, не затрагивая при этом химическое равновесие основного процесса, еще не полностью оптимизирована/исследована.
[0004] Потребность в высокоэффективных поверхностно-активных агентах на биологической основе, таких как диспергаторы, существует во многих областях применения. В то же время компании, производящие крафт-целлюлозу, в целях увеличения доходов своего бизнеса интенсивно ищут возможности повышения стоимости лигнина, являющегося главным побочным продуктом этого способа. Чтобы выйти на приемлемую рентабельность, нужно обеспечить экономически целесообразное производство новых высокоэффективных поверхностно-активных агентов на основе крафт-лигнина. В особенности, при внедрении на целлюлозном заводе производство новых лигниновых продуктов не должно мешать существующему производству целлюлозы и влиять на химический баланс.
[0005] Обычное осаждение лигнина приводит к серьезным проблемам с балансом Na/S на современном целлюлозном заводе с замкнутой системой химической циркуляции и низким уровнем выбросов. После CO2-осаждения непромытый крафт-лигнин содержит соединения из черного щелочного раствора, который на следующей стадии поглощает серную кислоту. Это увеличивает содержание серы в химической циркуляции. Этот избыток серы должен быть удален из химической циркуляции. Распространенным способом является удаление пыли электростатического электрофильтра (ESP) из содорегенерационного котла, которая содержит в основном Na2SO4, а также, как правило, 8-20% Na2CO3. Вследствие этого из химической циркуляции выводится значительное количество натрия. Для компенсации в химический оборот необходимо добавить возмещающее количество NaOH, что дороже, чем затраты на серную кислоту.
[0006] Пластификаторы должны обеспечивать хорошую обрабатываемость и текучесть без каких-либо побочных эффектов в цементирующем материале. Органические кислоты небольшого размера (образующиеся при окислении и выносе непромытого крафт-лигнина) могут вызывать, например, замедление гидратации цемента. Щелочно-О2 окисленные лигнины ранее показали эффективность в качестве пластификаторов для бетона (WO 2015/049424 A1) и диспергаторов для многих неорганических пигментов (WO 2017/077198 A1). Эти описания, однако, не раскрывают совокупность отдельных операций настоящего изобретения, разработанного для концепции технически и экономически улучшенного процесса окисления лигнина, который можно внедрить на крафт-целлюлозном заводе, не затрагивая основной процесс.
[0007] Таким образом, существует необходимость экономически целесообразного промышленного производства поверхностно-активных веществ на основе крафт-лигнина.
[0008] Проект, инициировавший данную заявку, получил финансирование от Bio Based Industries Joint Undertaking в рамках программы исследований и инноваций Европейского союза "Horizon 2020" в соответствии с соглашением о субсидировании № 745246.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Изобретение определено признаками независимых пунктов формулы изобретения. Некоторые конкретные варианты реализации определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
[0010] В соответствии с аспектом настоящего изобретения предложен способ получения окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе.
[0011] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусмотрен экономически целесообразный промышленный способ производства высокоэффективных поверхностно-активных веществ на основе крафт-лигнина на крафт-целлюлозном заводе.
[0012] Эти и другие аспекты, вместе с вытекающими преимуществами перед известными решениями, достигнуты настоящим изобретением, как описано и заявлено в дальнейшем в данном документе.
[0013] Способ настоящего изобретения преимущественно характеризуется, что указано в отличительной части п. 1 формулы изобретения.
[0014] С помощью изобретения достигнуты значительные преимущества. Более точно, согласно настоящему изобретению предложена концепция способа окисления непромытого крафт-лигнина в щелочной среде частично с использованием окисленного белого щелока (OWL) или белого щелока (WL) и дальнейшей последующей обработки окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе путем фильтрации для получения высокоэффективных поверхностно-активных агентов. Концепция способа обеспечивает экономически целесообразное производство поверхностно-активных веществ на основе крафт-лигнина, позволяя внедрить его на крафт-целлюлозном заводе. Концепция способа создает ряд преимуществ для процесса выделения лигнина, для последующего процесса окисления лигнина и для конечного продукта из окисленного лигнина, служащего в основном в качестве высокоэффективного пластификатора бетона или диспергатора, но также в более широком смысле в качестве поверхностно-активного вещества любого другого типа.
[0015] В дальнейшем настоящая технология будет описана более подробно со ссылкой на некоторые конкретные варианты реализации.
ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ
[0016] Настоящая технология предлагает концепцию способа окисления непромытого крафт-лигнина в щелочной среде с использованием OWL (или WL) и далее последующей очистки окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе путем мембранной фильтрации для получения высокоэффективных поверхностно-активных агентов. Концепция позволяет осуществлять экономически целесообразное производство поверхностно-активных веществ на основе крафт-лигнина, позволяя внедрить его на крафт-целлюлозном заводе, не затрагивая основной процесс, а также обеспечивая явную экономию затрат и преимущества использования для окружающей среды.
[0017] На Фигуре 1 представлена технологическая схема, демонстрирующая объединенный процесс выделения лигнина, щелочного-О2 окисления и фильтрации окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе.
[0018] На Фигуре 2 показаны соотношения натрия и серы на взятом для примера крафт-целлюлозном заводе, использующем древесину мягких пород, и различные варианты извлечения и окисления лигнина.
[0019] На Фигуре 3 представлена схема, демонстрирующая 2-ступенчатую мембранную фильтрацию окисленного раствора лигнина с использованием полимерной мембраны NP010 (производства Microdyn Nadir). Блок Sepa представляет собой лабораторное фильтрующее устройство с плоскими мембранами в рамке.
[0020] На Фигуре 4 представлена диаграмма, показывающая важность фильтрации для результативности пластификации, т.е. увеличения эффективности пластификации бетона, построенная на измерениях усадки свежего бетона.
[0021] На Фигуре 5 представлена диаграмма, показывающая значения текучести по Хагерману и прочности на сжатие после кислотного осаждения и мембранной фильтрации (Строительный раствор: обычный песок, CEM I 52,5N, H2O (соотношение вода/цемент 0,5), Пластификатор: 0,30% от массы цемента. Значение текучести: после отверждения. LS = лигносульфонат, SNF = Pantarhit LK FM. Прочность на сжатие 2d не измеряли в случае эталонных пластификаторов (LS, SNF)).
[0022] Настоящее изобретение работает, когда большинство из изложенных особенностей описанной в настоящем документе концепции способа применяют на крафт-целлюлозном заводе для получения поверхностно-активных агентов на основе лигнина.
[0023] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения способ включает, по меньшей мере, этапы:
- выделение непромытого крафт-лигнина на крафт-целлюлозном заводе,
- растворение непромытого крафт-лигнина в окисленном или неокисленном белом щелоке для получения раствора лигнина,
- окисление раствора лигнина в щелочной среде
a) газообразным кислородом O2 с избыточным давлением, и
b) введением NaOH и/или окисленного белого щелока в качестве альтернативного источника щелочи во время окисления
- мембранная фильтрация окисленного лигнина, выполняемая в одну стадию или, в ином случае, с применением нескольких стадий (мембран) фильтрации, идущих последовательно,
- извлечение концентрированного лигнина, и
- извлечение и/или повторное использование натрия и других побочных продуктов.
[0024] Непромытый лигнин означает в данном документе лигнин, который получают осаждением углекислым газом CO2, но не промывают серной кислотой. Высокое содержание золы в лигнине не является препятствием для щелочного-О2 окисления, и поэтому в данной ситуации промывание кислотой не требуется. Без стадии(й) промывки первоначальные затраты на отделение лигнина перед стадией щелочного-О2 окисления могут быть снижены примерно на 40%. Кроме того, производственные расходы на отделение лигнина могут быть значительно снижены, если для последующего процесса щелочного-О2 окисления промывка не нужна. К тому же, если не делать промывку, то из содорегенерационного котла будет удалено меньше пыли электростатического электрофильтра (ESP), что окажет благоприятный химический эффект. Помимо этого, на стадии щелочного-О2 окисления прогнозируют снижение расхода щелочи на 15%.
[0025] В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения избыточное давление газообразного O2 поддерживают ниже 30 бар, более предпочтительно ниже 20 бар и наиболее предпочтительно ниже или около 18 бар. Было обнаружено, что указанные давления газообразного O2 являются подходящими для требуемой задачи окисления лигнина и позволяют использовать систему с избыточным давлением, обычно предназначенную для делигнификации целлюлозы и которая, таким образом, уже имеется на крафт-целлюлозном заводе.
[0026] Согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения, настоящий способ включает введение перекиси водорода в качестве окислителя в сочетании с вышеупомянутыми условиями a) или a) и b) для окисления образовавшегося раствора лигнина в щелочных условиях.
[0027] В одном варианте реализации настоящего изобретения окисленный лигнин по меньшей мере один раз либо ультрафильтрован (UF), либо нанофильтрован (NF) с помощью подхдящей мембраны. Стадию мембранной фильтрации UF/NF можно повторять столько раз, сколько требуется для достижения желаемой эффективности отделения и концентрации основного лигнинового продукта и улучшения качества продукта. Таким образом, основным продуктом здесь выступает концентрированный раствор лигнина, а побочные продукты содержат, например, натрий, серу и органические кислоты небольшого размера, которые вступают в процесс окисления в непромытом крафт-лигнине и/или образуются в процессе окисления, что неблагоприятно для целей пластификации. Эти побочные продукты могут быть либо извлечены в таком виде, либо повторно использованы на крафт-целлюлозном заводе. Повторное использование и/или извлечение химических веществ являются важными особенностями концепции настоящего способа.
[0028] В одном варианте реализации настоящего изобретения окисленный лигнин осаждают кислотой и фильтруют, например, с помощью мембранного фильтр-пресса. Таким образом, основным продуктом здесь является осажденный окисленный лигнин, а побочные продукты включают, например, натрий, серу и органические кислоты небольшого размера, которые вступают в процесс окисления в непромытом крафт-лигнине и/или образуются в процессе окисления, что неблагоприятно для целей пластификации. Повторное использование и/или извлечение химических веществ являются важными особенностями концепции настоящего способа.
[0029] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, стадия(стадии) фильтрации увеличивает содержание окисленного лигнина до 10-40 масс.% в лигниновом продукте.
[0030] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, стадия(стадии) фильтрации увеличивает содержание окисленного лигнина до 10-75 масс.% в лигниновом продукте.
[0031] Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что способ, описанный в настоящем документе, например,
- позволяет использовать грязный, т.е. непромытый крафт-лигнин, что упрощает способ выделения крафт-лигнина и обеспечивает экономию капиталовложений и эксплуатационных расходов,
- снижает нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения количества удаляемого Na2SO4 по причине более простого выделения крафт-лигнина без введения в процесс чрезмерно большого количества серы,
- уменьшает использование щелочи при щелочном-О2 окислении крафт-лигнина, поскольку поток лигнина, поступающий в зону окисления, уже является щелочным по своей природе, имея рН >10,
- позволяет использовать окисленный белый щелок (OWL) или белый щелок (WL) в качестве другого возможного источника щелочи при окислении лигнина, что уменьшает необходимость введения чрезмерно большого количества Na и обеспечивает снижение затрат. OWL является общедоступным, его используют в настоящее время на крафт-целлюлозных заводах для делигнификации целлюлозы. В дополнение к гидроксильным ионам (-OH-), OWL обладает буферной емкостью (CO3 2-), что благоприятно для окисления, поскольку замедляет падение рН и уменьшает молярную массу лигнина по сравнению со щелочной средой, единственным источником щелочи в которой служит только NaOH. Кроме того, эффективность пластификации лигнинового продукта выше при использовании OWL,
- позволяет использовать газообразный O2 из напорной системы с избыточным давлением, предназначенной для делигнификации целлюлозы на заводе (дополнительно H2О2, которая также уже имеется на заводе, может быть использована помимо О2 на более поздней стадии реакции окисления для активизирования образования анионного заряда в окисленном лигнине), и
- позволяет улучшить функциональные характеристики продукта и повторное использование химических веществ на заводе за счет фильтрации окисленного лигнина.
[0032] Ссылка в настоящем описании на один вариант реализации или один из вариантов реализации означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанные в связи с вариантом реализации, включены в по меньшей мере один вариант реализации настоящего изобретения. Таким образом, все словосочетания “в одном варианте реализации” или “в варианте реализации”, расположенные в различных местах данного описания, необязательно относятся к одному и тому же варианту реализации. Там, где приводят ссылки на числовое значение, используя такие термины, «как», «например», «примерно» или «по существу», также раскрывают точное числовое значение.
[0033] Хотя вышеизложенные примеры дают представление о принципах настоящего изобретения в одном или нескольких конкретных вариантах применения, для специалистов в данной области будет очевидно, что многочисленные изменения в форме, использовании и деталях реализации можно делать, не упражняясь в изобретательности и не отходя от принципов и концепций изобретения. Соответственно, не подразумевается, что изобретение будет ограничено, за исключением формул изобретения, изложенных ниже.
[0034] Глаголы «содержать» и «включать» использованы в этом документе в качестве открытых ограничений, которые не исключают и не требуют наличия также неуказанных признаков. Признаки, указанные в зависимых пунктах формулы изобретения, могут без ограничений сочетаться друг с другом, если явно не указано иное. Кроме того, следует понимать, что использование формы единственного числа по всему данному документу не отменяет множественное число.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0035] Концепция, описанная в настоящем документе, предусматривает ряд (вышеупомянутых) преимуществ для процесса выделения лигнина, для последующего процесса окисления лигнина и для конечного продукта из окисленного лигнина, выполняющего функцию высокоэффективного пластификатора бетона или диспергатора для неорганических (или органических) пигментов, помимо цемента, или в качестве поверхностно-активного вещества для способов/материалов, отличных от вышеупомянутых. Таким образом, изобретение делает технически и экономически целесообразным производство пластификатора/диспергатора на основе крафт-лигнина на крафт-целлюлозном заводе, не затрагивая процесс и обеспечивая явные экономические выгоды и преимущества использования для окружающей среды. Помимо этого, производство и использование эффективного диспергатора на основе лигнина открывает новые возможности для бизнеса для компаний всей производственно-сбытовой цепочки - производителя лигнина/целлюлозного завода, поставщиков оборудования, химической промышленности и конечных потребителей диспергатора.
ПРИМЕР
Непромытый крафт-лигнин (щелочной поток, рН < 11), полученный в результате упрощенного процесса выделения лигнина, подвергают щелочному-О2 окислению. Сначала лигнин растворяют в окисленном белом щелоке (OWL) с или без NaOH с содержанием 0,5-40 масс.%, более предпочтительно 5-25 масс.%, чтобы получить раствор с рН 13,0-14,0. Перед реакцией с O2 температуру раствора лигнина доводят до <100 °C, лучше всего 60-80 °C. В процессе окисления лигнина используют газообразный O2 из системы с избыточным давлением крафт-целлюлозного завода. NaOH или OWL или белый щелок (WL) в качестве другого возможного источника щелочи вводят в реакционный раствор во время окисления. Общая эффективная дозировка щелочи, включая OWL, NaOH и WL, составляет менее 65 масс.%, самое подходящее ниже 50 масс.% от массы лигнина. Окисление проводят под давлением O2 18 бар или ниже. O2 могут подавать в реактор в течение периода реакции окисления. Примеры составов образцов окисленного белого щелока (OWL) приведены в Таблице 1.
Таблица 1.
Эффективная щелочь NaOH Общая дозировка щелочи NaOH S (всего) Карбонат CO3 2-
3
г/кг г/кг г/кг г/кг
OWL-1 75,7 95,3 27,3 не определено
OWL-2 78,5 101 29,8 не определено
OWL-3 75,4 не определено не определено 14,3
Положительные эффекты настоящей концепции заключаются в уменьшении удаления пыли электростатического электрофильтра (ESP) и уменьшении потребности в возмещающем количестве NaOH. Используя OWL, можно также поддерживать допустимую концентрацию поступающей NaOH. Наряду с эффективной щелочью, окисленный белый щелок (OWL) обладает буферной емкостью (карбонат-ионы). Можно видеть, что использование OWL благоприятно для окисления; оно замедляет падение рН и уменьшает молярную массу лигнина по сравнению со щелочной средой, единственным источником щелочи в которой является только NaOH. При этом при использовании OWL эффективность пластификации полученного продукта также становится выше.
В таблице 2 показаны положительные эффекты (более низкое значение Mw, более высокая текучесть по Хагерману) при использовании OWL в составе щелочи (для растворения лигнина перед окислением). Эксперименты по окислению проводили с использованием крафт-лигнина MF-KL-1. Текучесть строительного раствора измеряли с помощью пробы на текучесть по Хагерману до затвердевания. Строительный раствор был приготовлен с использованием обычного песка, цемента (CEM I 42,5N, MH LA SR3 компании Cementa Ab) и воды (соотношение 1:1:0,4). Добавка коммерческих эталонных пластификаторов (Pantarhit LK FM, WRDA 90D) и окисленных лигнинов на основе MF-KL-1 составляла 0,20 масс.% от массы цемента.
В таблице 3 показаны положительные эффекты (более низкое значение Mw, более высокая текучесть по Хагерману) при использовании OWL в составе щелочи (для растворения лигнина перед окислением). Эксперименты проводились с использованием крафт-лигнина MF-KL-C24. Текучесть строительного раствора измеряли с помощью пробы на текучесть по Хагерману до затвердевания. Строительный раствор был приготовлен с использованием обычного песка, цемента (CEM I 52,5N, Megasementti компании Finnsementti) и воды (соотношение 1:1:0,4) Добавка коммерческих эталонных пластификаторов и окисленных лигнинов на основе MF-KL-C24 составляла 0,60 масс.% от массы цемента. В экспериментах со строительными растворами использовали пеногаситель трибутилфосфат (TBF).
В Таблице 4 приведены значения текучести по Хагерману строительного раствора, пластифицированного с использованием окисленного лигнина (MF-KL-1-JH1) или его концентрированных фракций. Строительный раствор был приготовлен с использованием обычного песка, цемента (CEM I 52,5N, Megasementti компании Finnsementti) и воды (соотношение 1:1:0,4) Добавка (на основе лигнина UV280) составляла 0,6 масс.% от массы цемента. В экспериментах со строительными растворами использовали пеногаситель трибутилфосфат (TBF).
Таблица 4.
MF-KL-1-JH1 Масса
%
UV-лигнин
г/кг
UV-лигнин
%
Значение текучести по Хегерману (до затвердевания), мм
Исходное сырье 100% 102°0 100% 295
1-й Концентрат 203,4 280
2-й Концентрат 32,9 -
2-й Пермеат 46% 16,1 7% -
1+2 Концентрат 54% 156,7 84% 290
Σ(концентрат и пермеат) 91%
Последующую обработку окисленного непромытого раствора крафт-лигнина проводили мембранной фильтрацией (например, 1-2 стадии). Концентрирование увеличило содержание лигнина в растворе продукта до 10-40 масс.% и в то же время обеспечило возможность для извлечения Натрия (Na) и серы (S), когда фракцию пермеата подвергали испарению, за которым следовал процесс извлечения Na. Способом мембранной концентрации органические кислоты небольшого размера (попадающие в окислительный процесс из непромытого крафт-лигнина и/или образующиеся в процессе окисления), при этом не пригодные для целей диспергирования, отделяют с фракцией пермеата. Концентрированный щелочно-О2 окисленный раствор лигнина показал хорошие пластифицирующие/диспергирующие свойства по сравнению с синтетическим диспергирующим продуктом. После концентрирования результативность пластификации бетона фактически улучшилась за счет удаления кислот с небольшим размером молекул, которые могут неблагоприятно влиять на кинетику гидратации.
Были также проведены испытания результативности окисленных лигнинов в бетоне. Раствор окисленного лигнина в таком виде и после мембранной концентрации (Окисленный лигнин, отфильтрованный через Мембрану) позволил снизить содержание воды в бетоне на 12% при испытаниях согласно стандарту суперпластификатора (SFS-EN 934-2). При приготовлении бетонной смеси использовали цемент CEM I 52,5 (Megasementti). Добавка пластификатора составляла 0,36% от массы цемента. Концентрация повышает эффективность пластификации бетона на основе результатов измерений усадки свежего бетона (см. Фигуру 4).
В других случаях окисленный лигнин можно концентрировать с помощью мембранной фильтрации после кислотного осаждения с использованием, например, H2SO4. После мембранной фильтрации такой кислой суспензии содержание лигнина в продукте-пластификаторе может достигать 75 масс.%. Окисленный лигнин, отфильтрованный мембраной, в таком виде или после кислотного осаждения обеспечивает высокую результативность пластификации в строительном растворе/бетоне с приемлемым увеличением прочности по сравнению с коммерческими пластифицированными присадками (см. Фигуру 5).
СПИСОК ПРОТИВОПОСТАВЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Патентная литература
WO 2015/049424 A1
WO 2017/077198 A1.

Claims (15)

1. Способ получения окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе, характеризующийся тем, что включает по меньшей мере стадии:
- выделения непромытого крафт-лигнина, полученного осаждением CO2, на крафт-целлюлозном заводе,
- растворения непромытого крафт-лигнина в окисленном или неокисленном белом щелоке с получением щелочного раствора лигнина,
- окисления раствора лигнина в щелочных условиях
a) газообразным кислородом O2 с избыточным давлением, и
b) NaOH и/или окисленным белым щелоком в качестве альтернативного источника щелочи,
- обработки окисленного раствора лигнина посредством мембранной фильтрации,
- извлечения концентрированного раствора лигнина, и
- извлечения побочных продуктов и химических веществ как таковых или повторного использования побочных продуктов и химических веществ на крафт-целлюлозном заводе.
2. Способ по п. 1, отличающийся введением перекиси водорода в качестве окислителя в комбинации со стадией а) или стадиями а) и b) для окисления раствора лигнина.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что давление газообразного O2 поддерживают ниже 30 бар, или ниже 20 бар, или 18 бар или ниже.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что окисленный лигнин ультрафильтрован или нанофильтрован без кислотного осаждения или после кислотного осаждения.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что фильтрация увеличивает содержание лигнина в продукте по меньшей мере до 10 масс.%, или 10-40 масс.%, или 10-75 масс.%.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что непромытый крафт-лигнин растворяют в окисленном белом щелоке с содержанием 0,5-40 масс.% или 5-25 масс.%.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий получение поверхностно-активного агента из окисленного лигнина.
RU2021118636A 2019-02-01 2020-01-31 Способ получения окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе RU2803810C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20195065 2019-02-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021118636A RU2021118636A (ru) 2023-03-01
RU2803810C2 true RU2803810C2 (ru) 2023-09-20

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2078755C1 (ru) * 1994-08-25 1997-05-10 Иркутский институт органической химии СО РАН (Отдел химии древесины) Способ получения ароматических оксиальдегидов
WO2009104995A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Lignoboost Ab A method for separating lignin from black liquor, a lignin product, and use of a lignin product for the production of fuels or materials
WO2015049424A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Use of oxidized lignin as a dispersant
RU2567352C2 (ru) * 2010-07-07 2015-11-10 Стора Энсо Ойй Способ получения осажденного лингина из черного щелока и осажденный лингин, полученный указанным способом

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2078755C1 (ru) * 1994-08-25 1997-05-10 Иркутский институт органической химии СО РАН (Отдел химии древесины) Способ получения ароматических оксиальдегидов
WO2009104995A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Lignoboost Ab A method for separating lignin from black liquor, a lignin product, and use of a lignin product for the production of fuels or materials
RU2567352C2 (ru) * 2010-07-07 2015-11-10 Стора Энсо Ойй Способ получения осажденного лингина из черного щелока и осажденный лингин, полученный указанным способом
WO2015049424A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Use of oxidized lignin as a dispersant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180305502A1 (en) Method for making a lignin component, a lignin component and its use and a product
CN110615896B (zh) 一种溶解浆制浆废液制备木质素磺酸盐减水剂的方法
CN101736638B (zh) 一种造纸制浆黑液的处理方法
RU2803810C2 (ru) Способ получения окисленного лигнина на крафт-целлюлозном заводе
US20060128952A1 (en) Process for the recovery of hemicelluloses from lignocellulosic material
US20120267064A1 (en) Lignosulfonate of a certain quality and method of preparation of lignosulfonate of a certain quality
CA1141620A (en) Lignin product for lowering the viscosity of cement and other finely-divided mineral material suspensions
US20220120035A1 (en) Method for producing oxidized lignin in kraft pulp mill
JP2020111530A (ja) リグニンの製造方法、及びリグニン系分散剤
CN107881601A (zh) 一种粘胶纤维废渣回收工艺
JPH0227359B2 (ru)
US2141570A (en) Concrete and hydraulic cement
EP3507415B1 (en) Process for isolation of hemicelluloses from biomass pulping process waters or spent liquors
CN106164371B (zh) 用于处理木质素回收工艺的废洗涤液的方法
CN113402186B (zh) 水泥浆增韧剂的制备方法、水泥浆及其制备方法
CN114127198B (zh) 制备基于磺化木质素的组合物的方法、如此获得的基于磺化木质素的组合物及其用途
US20190249364A1 (en) Method and system for treating spent pulping liquor
KR101952316B1 (ko) 용해용 펄프 제조방법
US2752394A (en) Method of manufacturing vanillin
JPH07165938A (ja) セルロース膜の製造方法、木綿繊維の精製方法、精製された木綿繊維、セルロース膜及び血液透析膜
KR101748430B1 (ko) 폐지로부터 얻은 개질재생섬유를 이용한 시멘트 복합체의 제조 방법
CN104892954B (zh) 改性木质素磺酸盐及其制备方法
CN113968689A (zh) 高效混凝土减水剂及其制备方法
WO2018095897A1 (en) Producing dispersants for solid suspensions from vinasse type materials
CN113800807A (zh) 绿色环保混凝土减水剂及其制备方法