СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ БИОМАССЫ Российский патент 2003 года по МПК D21C1/00 D21C1/02 D21C3/00 D21C3/20 

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Способ касается разделения лигноцеллюлозной биомассы, в частности, древесины на основные компоненты в виде лигнина, гемицеллюлозы и целлюлозы. Лигноцеллюлозную биомассу предварительно подвергают гидролизу путем обработки водой или водяным паром. Гидролизованную гемицеллюлозу экстрагируют водной средой. Затем модифицированный лигнин, содержащийся в остатке, экстрагируют алканоламином, отделяют лигнин, алканоламин регенерируют, причем алканоламин не замещается алкильными группами азота, и получают сырье для целлюлозного производства. Гемицеллюлозы и лигнин могут отделяться от целлюлозы на двух разных технологических этапах. Для этого могут применяться простые стандартные компоненты оборудования. Техническим результатом является упрощение процесса при экономии времени, химикатов и энергии на небольшой децентрализованной установке. 23 з.п. ф-лы, 9 ил., 17 табл.

1. Способ разделения лигноцеллюлозной биомассы, в частности древесины, на основные компоненты в виде лигнина, гемицеллюлозы и целлюлозы, при котором проводят a) предварительный гидролиз лигноцеллюлозной биомассы путем обработки водой или водяным паром; b) экстрагирование гидролизованной гемицеллюлозы, образовавшейся в результате предварительного гидролиза, водной средой; с) экстрагирование модифицированного процессом лигнина, содержащегося в остатке, алканоламином, отделение лигнина, регенерация алканоламина, при этом алканоламин не замещается алкильными группами азота; d) получение сырья для целлюлозного производства.2. Способ по п.1, в котором предварительный гидролиз на этапе а) проводят лишь настолько, чтобы обеспечить расщепление связанных с гемицеллюлозами кислот, и на этапе b) расщепленные кислоты вымывают.3. Способ по п.1 или 2, в котором в качестве лигноцеллюлозной биомассы используют измельченную или дробленую древесину, в частности древесину лиственных, буковых или хвойных деревьев.4. Способ по любому из пп.1-3, в котором прежде, чем проводится этап b), предварительно гидролизованную лигноцеллюлозную биомассу механически разделяют на волокна.5. Способ по любому из пп.1-4, в котором перед началом обработки водяным паром на этапе а) дополнительно проводят предварительную кислотную или щелочную обработку.6. Способ по любому из пп.1-5, в котором предварительный гидролиз на этапе а) проводят паровзрывным способом или способом очистки отпариванием.7. Способ по любому из пп.1-6, в котором после обработки на этапе b) добавляют растворитель лигнина.8. Способ по любому из пп.1-7, в котором соотношение масс воды и биомассы в расчете на сухое вещество задают равными 3:1 - 10:1, в частности 6:1, а соотношение масс водяного пара и биомассы 1:1 - 3:1.9. Способ по любому из пп.1-8, в котором перед этапом b) из полученной массы отжимают воду и затем ее механически разделяют на волокна.10. Способ по п.9, в котором разделенную на волокна массу дополнительно промывают горячей водой.11. Способ по любому из пп.1-10, в котором после обработки на этапе b) дополнительно проводят обработку водным аммиачным раствором, аммиачным газом или жидким аммиаком.12. Способ по п.11, в котором жидкий аммиак применяют при начальном давлении, повышенном по отношению к атмосферному.13. Способ по п.12, в котором полученную массу сохраняют горячей после предшествующей обработки паром и промывки, с помощью жидкого аммиака объем обрабатываемой освобожденной от гемицеллюлозы массы взрывообразно увеличивают в результате снятия напряжения снижением давления по меньшей мере на 5 бар.14. Способ по п.11, в котором соотношение масс жидкого аммиака и обрабатываемой массы в расчете на сухое вещество задают равным 1:1 - 4:1.15. Способ по любому из пп.1-14, в котором на этапе с) проводят по меньшей мере две последовательные экстракции с использованием алканоламина.16. Способ по любому из пп.1-15, в котором экстракцию проводят в течение по меньшей мере около 1 ч при температуре 80-220°С.17. Способ по любому из пп.1-16, в котором экстрагирующий агент подогревают на этапе с), в частности по меньшей мере до около 80°С.18. Способ по любому из пп.1-17, в котором в качестве экстрагирующего агента применяют моноэтаноламин.19. Способ по любому из пп.1-18, в котором остатки растворенного в алканоламине модифицированного процессом лигнина, прилипшие после экстракции к целлюлозе после варки, полностью удаляют растворителем.20. Способ по п.19, в котором остаток модифицированного процессом лигнина и алканоламин в целлюлозе после варки удаляют растворителем при прямо- или противоточной мойке, затем растворитель может быть отделен дистилляцией от лигнина и экстрагирующего агента алканоламина и регенерирован для повторного использования.21. Способ по любому из пп.1-20, в котором удаление алканоламина вместе с растворенным в нем модифицированным процессом лигнином из целлюлозы после варки производят отжимом или центрифугированием.22. Способ по любому из пп.1-21, в котором модифицированный процессом лигнин переводят в осадок из алканоламина добавкой нерастворителя и отделяют процессами разделения твердое : жидкость.23. Способ по п.22, в котором выпавший в осадок лигнин отделяют фильтрацией или центрифугированием алканоламина.24. Способ по п.22, в котором модифицированный процессом лигнин отделяют от алканоламина в тонкопленочном испарителе или в результате мембранного процесса.