ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства сульфатного лигиииа из "Переработка сульфатного и сульфитного щелоков" В черном щелоке растворенный сульфатный лигнин содержится в виде химического соединения с натрием — фенолята или соли лигнокислоты. При обработке щелока серной кислотой в макромолекуле высвобождаются фенольные гидроксилы, карбоксилы, и нерастворимая часть лигнина выпадает в осадок. [c.35] Известны два метода осаждения лигнина — сернокислотный и углекислотный. Углекислотный метод основан на подкислении черного щелока диоксидом углерода. [c.35] Серная кислота, в отличие от диоксида углерода, является сильной кислотой и позволяет более полно осадить лигнин, его выход при этом в 1,5 раза выше, чем при использовании диоксида углерода. Непрерывная технология получения сульфатного лигнина сернокислотным методом осуществлена в опыт-но-промышленном масштабе. На Соломбальском ЦБК предусмотрено строительство промышленного цеха сульфатного лигнина-пасты мощностью 16,7 тыс. в год. [c.35] Непрерывная технология получения сульфатного лигнина включает следующие узлы подкисления черного щелока с коагуляцией лигнина и отделением выделяющихся газов, отделения скоагулировавшегося лигнина от маточного раствора (или выделения лигнина из суспензии), промывки, сушки и измельчения. В необходимых случаях в лигнин вводятся добавки. [c.35] Производстнеипый черный щелок (рис. 2.1) непрерывно подкисляют серной кислотой в аппарате 1, из которого подкисленный щелок в виде суспензии лигнина отводят в дегазатор 2. В дегазаторе суспензия лигнина усредняется и освобождается от выделяющихся газообразных веществ. Газообразные вещества, выделяющиеся при подкислении черного щелока в основном в виде СО2 и НзЗ, удаляют из аппарата / дегазатора 2 и подвергают обезвреживанию путем улавливания их в скруббере 3, орошаемом белым щелоком, с последующим использованием отработанного в скруббере белого щелока для варки целлюлозы. [c.36] Из дегазатора освобожденную от газов и усредненную суспензию лигнина непрерывно насосом 4 подают через дозирующий бачок 5 на многосекционный ленточный вакуум-фильтр 6, на котором лигнин отделяют от маточного раствора и промывают от сопутствующих примесей водой. Фильтрат в виде концентрированного раствора сульфата натрия и органических веществ в основном нелигнинного характера отбирают через ресивер 7 и насосом 8 подают в цикл регенерации химикатов целлюлозного производства. [c.36] В зависимости от потребности на одной и той же технологической линии можно производить лигнинную продукцию различного специфического назначения, например малозольную лигнин-пасту влажностью 65—70 % для производства минераловатных изделий лигнин-порошок влажностью 10—20 % для производства резинотехнических изделий, древесноволокнистых плит, фанеры, картона, бумаги сухой активный высокодисперсный лигнин влажностью 2—5 % для производства пшн, полипропилена, винипласта лигноталловый продукт для шинной промышленности. [c.37] Для производства сульфатного лигнина используется черный щелок плотностью 1040—1300 кг/м , освобожденный от мыла, и техническая серная кислота концентрацией 65—100 %. Основная аппаратура, применяемая в производстве сульфатного лигнина, следующая аппарат для подкисления щёлоков, вакуум-фильтр ленточный многосекционный, сушилка распылительная, вибрационная мельница, смеситель. [c.37] В процессе производства порошкообразного лигнина влажностью 10—20 % целесообразно температуру воздуха на входе в распылительную сушилку повышать до 300 °С, что дает возможность резко увеличивать производительность сушилки. При сушке сульфатного лигнина в этих условиях его функциональный состав, как видно из табл. 2.1, практически не изменяется. Этому способствует короткая продолжительность контакта лигнина с горячим воздухом в сушильной камере. Кроме того, пленка воды на каплях пасты, получаемых при ее распылении, защищает лигнин от действия высокой температуры воздуха. Сушка заканчивается при температуре мокрого термометра сушильного агента (воздуха). Досушивание лигнина до влажности менее 2 % можно осуществлять в вихревой сушилке при более низкой температуре воздуха. Начальная влажность лигнина может составлять до 35 %. [c.38] Для подкисления черного щелока Соломбальского ЦБК до pH 4 на одну массовую долю сухого остатка щелока расходуется в среднем 0,268 массовых долей серной кислоты в расчете на моногидрат. Этот показатель стабилен и практически не зависит от плотности щелока. Выход лигнина в % от сухого остатка черного щелока в среднем составляет для полуупарен-ного — 32,6, а для слабого — 30,4. Для осаждения лигнина из слабого щелока используют концентрированную, а из полуупа-ренного — разбавленную серную кислоту. [c.39] В процессе осаждения сульфатного лигнина из черного щелока серной кислотой при pH 4 происходит образование суспензии лигнина и выделение газообразных веществ, состоящих в основном из сероводорода (до 30 % от объема) и диоксида углерода. Выход сухих веществ с суспензией лигнина в среднем составляет 112% массы сухих веществ черного щелока из них 59% приходится на органические, а остальные 53%—на минеральные вещества. Следовательно, в состав сухого остатка суспензии лигнина входит (53 112) 100 = 47,3 % минеральных и (59 112) 100 = 52,7 % органических веществ, из которых (32,6 112) 100 = 29,1 % для полуупаренного и (30,4 112) 100= = 27,1 % для слабого щелоков приходится на лигнин, выделяемый из суспензии. [c.39] Сухой остаток маточного раствора, полученного при использовании полуупаренного щелока, в среднем содержит до 69,5 % минеральных и 30,5 % органических веществ, тогда как при использовании слабого щелока содержание минеральных и органических веществ в сухом остатке маточного раствора составляет соответственно 66,5 и 33,5 %. [c.39] Технология производства сульфатного лигнина, с одной стороны, характеризуется незначительным выделением дурнопахнущих веществ с очищенными парогазами (4,4 г НзЗ на 1 т готового продукта). Парогазы, содержащие сероводород, предусмотрено подвергать очистке путем пропускания их последовательно через два насадочных скруббера, орошаемых крепким белым щелоком. С другой стороны, вывод из черного щелока части органических веществ в виде лигнина позволяет снизить выделение диоксида серы, сероводорода и метилмеркаптана при сжигании черного щелока в содорегенерационных котлах. Последнее обусловлено тем, что товарный сульфатный лигнин содержит 2,0—2,5 % серы и около 13 % метоксильных групп, которые при сжигании лигнина, содержащегося в черном щелоке, способствуют образованию дурнопахнущих газов. [c.41] Сточные воды в процессе производства сульфатного лигнина весьма незначительны, что достигается за счет многократного использования оборотных вод, которые в конечном виде представляют собой маточный раствор. Технологический процесс разработан таким образом, что фактически из черного щелока изымается только лигнин, а все остальные компоненты при сравнительно небольшом разбавлении (в 1,2—2,0 раза) в виде маточного раствора возвращаются в цикл регенерации химикатов сульфатно-целлюлозного производства. За счет использования серной кислоты для осаждения лигнина (см. табл. 2.2) в черном щелоке на эквимолярную величину повышается количество сульфата натрия, что требует корректировки его расхода на стадии сжигания щелока. [c.41] Как отмечалось выше, по непрерывной технологии возможна выработка сульфатного лигнина в виде малозольной пасты, порошков и лигноталлового продукта ЛТ-21. В табл. 2.3 приведены основные технические требования, в соответствии с которыми вырабатываются лигнинные продукты. [c.41] Сульфатный лигнин в сухом виде представляет собой порошок коричневого цвета. Размер частиц лигнина, высушенного в распылительной сушилке, колеблется в широком интервале от 10 (и менее) до 5000 мкм. Лигнин содержит 60—70 /о частиц размером до 160 мкм, до 90 % размером менее 350 мкм и лишь около 10 7о частиц размером от 350 до 5000 мкм. Наивероятнейшие размеры частиц, определенные по максимумам дифференциальных кривых распределения массы, составляют 103 и 205 мкм. [c.41] Примечание. В виброизмельченном лигнине регламентируются также массовое содержание в лигнине водорастворимых веществ не более 12 %. общих гидроксилов не менее 6.5 мг-экв/г и остаток на сите 016 не более 0.02 %. [c.42] Кислые группы сульфатного лигнина имеют широкий диапазон констант ионизации. Значения рК кислых групп лигнина в зависимости от характера и местоположения заместителей в ароматических ядрах и боковых цепях макромолекул варьируют в широких пределах от 2,9 (для сильнокислых групп) до 14 (для слабокислых групп). Так, в лигнине, выделенном из укрепленного черного щелока, содержание кислых групп с различными значениями рК составило, мг-экв/г рК 2,9 — 0,10—0,15 рК 4,7—1,03 рК 8—1,49 рК 10 —2,98 рК 12 — 3,65 и рК 14 —4,45. [c.43] Для сульфатного лигнина характерен сложный ИК-спектр (рис. 2.2). Широкую полосу при 3440 см соотносят с поглощением гидроксильных групп лигнина и образованием водородных связей, а полосы 1730 см — карбоксильных групп, 1595 и 1510 СМ — ароматического кольца, 1370 и 1220 см фенольных гидроксилов. [c.43] ХЮ спин/г. (Лигнины (структура, свойства и реакции)/Под ред. К. В. Сарканена и К. X. Людвига/Пер. с английского под ред. В. М. Никитина.—М., 1975.-е. 244). [c.44] Вернуться к основной статье