SU588776A1 - Способ переработки черного щелока - Google Patents

Description

1

Предлагаемое .изобретение относитс  к переработке щелоков, образующихс  в качестве отхода в целлюлознобумажных производствах и содержащих большой набор-ценных продуктов, например лигнин, низкомолекул рные кислоты , щелочь, серу и другие, примен н цихс  в различных химических производствах .

Известно, что в производстве целлюлозы натронным и сульфатным способами до 50% органического вещества древесины переходит в раствор, образу  так называемый черный щелок, ко торый дл  выделени  ценных продуктов перерабатывают, например упариванием или сжигают при регенерации едкого натри . В последнем случае ценные продукты, такие как лигнин и различные кислоты, сгорают. Образующеес  тепло используют дл  получени  пара. В других случа х, например при автоматизационном сжигании (термическое разложение черных щелоков в распыленном состо нии) обеспечиваетс  выделение щелочи в виде карбоната и серы в виде сероводорода, а при мокром сжигании щелоков с помощью кислорода при 195°С реализуетс  до 80% теплотворной способности щелока.

Далее, за счет обработки отработанных черных щелоков генераторным газом обеспечиваетс  выделение летучих продуктов.

Дл  выделени  лигнина примен ют либо обработку черного щелока дымоBHNM газами, содержащими СО2г либо минеральными кислотами,преимущественно серной кислотой, причем имеет

0 значение рН среды, от которого зависит выход лигнина. Так, лигнин осаждаетс  не полностью при обработке дымовыми газами ( (l

15 Органические кислоты - муравьиную , уксусную, масл ную, выдел ют из черных щелоков путем его упари:вани  до 60-65%-ного содержани  сухих веществ с последующим извлечением щелочных солей кислот метиловым спиртом и осаждением примесей добавлением н-бутилового или другого жидкого спирта, этилацетата, бензола диоксана или эфира. Образующиес 

25 водный и органический слой раздел ют отгон ют растворитель, а остаток обрабатывают СО2, отдел ют примеси и подкисл ют (дл  выделени  свободных кислот). Выход кислот составл ет 59-74% 21 .

Имеющийс промышленный способ пред;усматривает переработку черного щелока дл  выделени  лигнина сернокислотным методом. Процесс ведут смешением черного щелока с серной кислотой при 70-85 С (рН среды 3-5) при перемешивании и дегазации с последующим выдерживанием (дл  ,коа-, гул ции) при 82-85с, отделением лигнина и промывкой его водой при

бо-9о с Сз1.

Однако в последнем случае не обеспечиваетс  выделение летучих кислот , содержание которых в черном щелоке составл ет 10-15% (на сухое Jвeщecтвo) ,

С целью рационального использовани  органических веществ в предлагаемом способе ведут дополнительное улавливание летучих кислот с помощью раствора щелочи,нанесенного на поверхность поглощени ,расположенную на рассто нии 5-25 мм от поверхности испарени  подкисленного щелока.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что суспензию отработанного черного щелок.а с осажденным серной кислотой лигнином направл ют в испаритель в котором отгон ют летучие кислоты при температуре, котора  ниже их точек кипени , за счет сближени  поверхности испарени  и поверхности поглощени  (конденсации)

Дл  получени  лигнина в виде твердого осадка целесообразно суспензию выдержать в испарителе в течение 4060 мин при 80-85°С.

Предложенный способ позвол ет одновременно получать из отработанного черного щелока лигнин и летучие кислоты . По этому способу выдел ют лигнин из черных щелоков варок как лиственных, так и хвойных пород.

При.получении летучих кислот не требуетс  упаривание щелока до высокой концентрации и за счет предотвращени  разложени  повышаетс  выход летучих кислот.

Способ осуществл ют в реакторе с мешалкой, снабженном вентил цией.

Упаренный полностью или частично черный щелок (плотностью d4 1,08 1 ,28), сохран ющий свою температуру.

подкисл ют 20-40%-ной серной кислотой до рН 3-5 (например, расход 30%-ной Н250ц при подкислении черного щелока с dif 1,282до рН 3,5 составл ет 0,19 л/кг черного щелока варки осины, при плотности d 1,09 расход, соответственно, 0,07 л на 1 кг щелока варки сосны)

Далее суспензию или коллоидный раствор лигнина подают в испаритель , представл ющий собой низкий бак типа плоского мыпоотделител , который может обогреватьс  снизу и с боков гор чей водой дл  поддержани  температуры 80-85 С. Бак закрывают крышкой с вложенной в нее пористой прокладкой, например .тканью (синтетика), смоченной щелочным раствором, например NaOH, Са(ОН), так, чтобы рассто ние от прокладки до поверхности суспензии было минимальныгд (5-25 мм) .

Суспензию выдерживают в иваарителе 40-60 мин при 80-85°С. И этих услови х обеспечиваетс  лучша  коаг . л ци  осаждаемого кислотой лигнина и отделение солей килот. Затем осажденный лигнин отфильтровывают и промывают (или центрифугируют), и, если требуетс  отправл ть его как товарный продукт сушат. Соли летучих кислот смывают с прокладки небольшим количеством воды и, если требуетс , их разлагают серной кислотой и разгон ют или этерифицируют .

j

Пример 1. Производственный черный щелок от сульфатных варок . целлюлозы из неокоренной осиновой древесины с относительной плотностью dlf 1,272 (45,7% сухого вещества , в том числе 32% золы) подкисл ют до рН 3,5 30%-ной H2S04f вьвдерживают 10 мин при температуре реакции (дл  удалени  ).. и помещают в испаЕ итель, закрытый крышкой с пористойпрокладкой, смоченной раствором 1 и. NaOH на 40 мин при 80-85°С.

Полувоенные продукты и их выход приведены в табл.1.

Таблица 1

5887766

Продолжение табл. 1

В среднем получают 63 кг органических кислот и 95 кг лигнина из 1 т упаренного черного щелока (от. варок лиственной древесины). Пример 2. Черный щелок после варки целлюлозы из сосновой древесин.ы с относительной плотИз . неупаренного черного щелока (хвойные породы) получают в среднем 22 кг органических кислот и до 60 кг лигнина на 1 т щелока, или до 66 кг кислот и 180 кг лигнина на 1 т целЛюлоэы.

По предлагаемому способу получают летучих кислот больше на 2025% , чем их содержитс  в исходном черном щелоке. Это объ сн етс  превращением части молочной кислоты щелока в муравьиную под действием серной кислоты.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Способ переработки ч.ерного щелок путем подкислени  его, например.

   Таблица

   серной кислотой до рН 3-5 при перемешивании , дегазации и нагревании до с последующим выдерживанием при этой температуре до полной

   коагул ции лигнина, отделением его ипромыванием нагретой до бО-вО- С водой, отличающийс  тем, что, с целью рационального использовани  органической части черного щертока , в процессе коагул ции лигнина

   ведут дополнительное улавливание летучих кислот с помсицью раствора щелочи, нанесенного на поверхность поглощени , расположенную на рассто нии 5-25 мм от поверхности испарени 

   подкисленного щелока. ностью d 1,09 (17,7% сухих веществ, в том числе 32% золы) подкисл ют до рН 3,5 и обрабатывают по примеру 1. Полученные продукты и их выхода показаны в табл.2. З- -. . . г . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Непенин Ю.Н. технологи  целлюлозы , 1963, с. 623-635. г
2. 2. Патент США 2.750.413, кл. 163-16, 1956.
3. 3. Авторское свидетельство СССР Е 173119, кл. О 21 С 11/00, 1964.