Патент ссср 288544

 

Со1оз Советских

Социалистических

Респтблик

Зависимое от авт, свидетельства М

Кл. 55b, li20

Заявлено ЗОХ1.1969 (ЛЪ 1343283/23-4) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано ОЗ.Xil.1970. Бюлле!ень . »?? 36

МПК 0 21с

С 07ь 1/00

УДК 547.992.3(088.8) Комитет по делам изобретепий и открытий при Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 9.11.1971

Автор изобретения Е. Д. Гельфанд

Заявитель Архангельский ордена Трудового Красного Знамени лесотехнический институт имени В. В. Куйбышева

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕМЕТИЛИРОВАННОГО ЛИГНИНА

Изобретение относится к области переработки лигнина, в частности к получению демстилироваиного лпгнина, представляющего собой продукт, частично или полностью лишенныи метоксильных групп, В результате деметилирования гваяцилпропановые структурные звенья, из которых состоит молекула лигнина, переходят в пирокатехиновые, что придает продукту повьппенную реакционную способность и комплекс новых ценных свойств, которые отсутствуют у исходного лигнина.

Известно, что деметилирование лигнина происходит при обработке его хлором в суспензии или во влажном состоянии. Процесс не требует нагревания и протекает при атмо- 15 сферном давлении, но деметилирование является прп этом побочной реакцией (основной реакцией является хлорирование); для достп?кения практически полного деметилпроваиия требуется длительное время (0,5 час и 20 более); в лигнин вводится большое количество хлора (25 — 30% ); значительная часть хлорлигнина переходит в раствор, в результате чего образуются токсичные сточные воды.

С целью увеличения выхода целевого про- 25 дукта, предложен способ, заключающийся в том, что хлор подаю через слой лигнииа с определенной скоростью, но не ниже

0,001 л1/сек, вследствие чего происходит сильный разогрев лигнина (максимально до 30

200 С) . Комбинированное действие высокой температуры и хлора приводит к шггеисивиому развптшо реакции демети;и!ров;1ния. Реакция ?ке собственно iëoðiiðoâ IIIIIÿ при высокой температуре подавляется, При подаче хлора со скоростью ии?ке

0,001 и! eel сильного разогрева лигнпиа ие происходит, и реакция хлорирования значительно преобладает над реакцией деметилп рования.

Следует отметить, что скорость деметилирования синхронно растет с увеличением скорости подачи . лора от 0.001 до 0,015—

0<02 .11, с 1<,

Необходимая полнота дсметилировгпшя достигается за счет определенной длительности обработки, регулируемой изменением расход» хлор» и скорости подачи.

O61lI IIÉ 1?асход . IOp» H

«пстинньш расход. > — около 30 — 40%, ост»л1.ное — <<проскок», которыli мо?кcT быт!i IIО. I иосгьк? рсгенерирован.

«1 iстинныи p3cxA3» . ; !op13 LI В <111 ! е еС л и Г I I! I 110 ? I, О 0 р а 3 О в ание хлористого водород» (т»к как хлорированне идет по типу замещеIIIIII) и образование хлористого мстила при расщепaeIIIIII метоксилов. Учитывая, что хлорпстый водород и xëo

288544 ристый метил имеют самостоятельную ценность и могут быть выделены как побочные продукты, мо>кно значительно сократить

«истинный расход» хлора. Выход хлористого метила может составить 15 — 30% (по лпгнпну) в зависимости or содер>кгпшя метоксилов.

Деметилпрованию может подвергаться как абсолютно сухой лпгнин, так и лигнин с невысокой влажностью до 10% (дальнейшее увеличение влажности снижает эффективность деметилирования и повьппает степень хлорирования).

Предлагаемьш способ получеш1я деме Гилпрованпого лигшша имеет ряд песомне1шых достоинств перед другпмп способами:

Для осуществления способа требуется только один реагент — хлор.

В процессе отсутствуют операции, связанные с нагреванием и применением высокого давления.

Процесс протекает довольно быстро — в пределах около 1 мин.

Получаемый деметилированпый лигнин не требует очистки, промывки или высушивания; достаточна лишь кратковременная (в течение нескольких минут при 150 — 200 С) температурная обработка для удаления остаточного хлора и хлористого водорода.

В процессе не образуется сточных вод.

Выход деметилированного лигнина близок к 100% (потеря вещества происходит только за счет отщепления метпльных групп, которое компенсируется введением в лигнин хлора).

Следует полагать так>ко, что деметилированный лпгнин, получаемый по данному способу, будет выгодно отличаться от других деметилированных лигнпнов повышенной биостойкостью вследствие наличия связанного

ХЛОР;1.

Пример 1. 3 г теяшческого гидролизного липпша Лрхапгельского гидролизного завода, содер>кащего 10,5% метоксилов по Цейзелю, промытого в натуральном виде (вла>кность около 70%) горячей водой при гидромодуле 20, высушенного при 105 С до вла>кности 3% и размолотого на вибромельнице

М-10 в течение 5,11ин, загружают на стеклянньш фильтр диаметром 32 ли Il 11 снизу пропускают из газометра 1 л xëoðà со скоростью

3, 4, 6, 12 и 60 л/чае. После обработки хлором образцы высыпа1от на стеклянные пластинки и выдерживают 0,5 час в термостате при 100 С, определяют содержание метоксплов и хлора в полученных образцах (см. табл. 1) и находят, что глубокое деметилированис лпппша происходит прп обьемной скорости хлора пе менее 4 л, час, что соответствует линейной скорости

-=0,0013 11/еек, 1000 3600 0,785 (0,032) "

С увеличением cKopocTEI подачи хлора до

0,02 лг/еек глубина деметилирования практически не изменяется.

Таблица 1

Скорость подачи хлора л, час

Показатель, 3 (4

6 12 60

2,45 2,5 3,70

11,80 11,2 9,08

Содержание гиетоксилов

6,7 2,7

Содержание. хлора .. !15,1 11,6

Пример 2. Для оценки влияния влажIIucnI лпгнпна на процесс деметплированпя проведены опыты, как в примере 1, с лпгнп11oм, высушенным до абсолютно c) кого состояния илп увлажненным до 10 и 30%. Ско15 рость пода ш хлора в опытах составлял;1

12 л/чае (0,004 л1/еек), дозировка — 1 л, навеска лигнина 3 г (на абсолютно сухой).

Образцы после хлорирования выдерживали

10.чин при 180 С (см. табл. 2).

Таблица 2

Влажность лигнина, %

Показатель, 10 30

25 (3,7 4,2

12,2 21,3

3,2

10,4

2,5

11,2

Содержание метоксилов

Содержание хлора

Наибольшая глубина деметилирования лигнина достигается при влажности 3%.

Пример 3. Для оценки влияния дозировки хлора на глубину деметилирования лиг35 нина проведены опыты с лигнином при влажности 3% в условиях примера 1 и скорости подачи хлора 12 л)чпс (0,04 11, еек). Расход хлора составлял 0,50; 0,75; 1,00 и 1,25 л или в весовом отношении к лпгнину 52,5, 79, 105

40 и 131%, соответственно (см. табл. 3).

Таблица 3

105

131

52,5

Расход хлора, " о

Содержание метоксплов в лигпине, Я>

4,10

2,5

2,46

Наибольшая полнота деметилирования лиг50 нина достигается прп общем расходе хлора около 100%; прп дальнейшем увеличении расхода хлора степень деметилпрования лпгнина пе увели швается.

Предмет изобретения

1. Способ получения деметилированного липина путем обработки лигнина хлором, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, хлор пропускают

6р через лшн>ш со скоростью не ниже 0,001 л/сек и затем реакционную массу подвергают термообработке при 100 — 200 С.

2. Способ по п. 1, отлачаюи1ийся тем, что применяют лигнин с влажностью до 10%, предпочтительно 3%.