СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ГИДРОЛИЗНОГОЛИГНИНА Советский патент 1969 года по МПК C07G1/00 

Изобретение относится к способу переработки гидролизного лигнина, отхода гидролизного производства в химической промышленности древесины.

Известны способы переработки гидролизного лигнина на биологически активные -вещества, а также способы его биохимической переработки, например способ переработки гидролизного лигнина с получением аммонийных солей хинонных нитрополикарбоновых кислот. Он заключается в том, что гидролизный лигнин обрабатывают разбавленной азотной кислотой при температуре 100°С с последующей нейтрализацией полученного раствора аммиаком.

Для усовершенствования технологии переработки гидролизного лигнина предлагают способ его комплексной переработки, заключающийся в том, что гидролизный лигнин последовательно обрабатывают разбавленной азотной кислотой сначала при температуре 40- 75° С, а затем при 100°С, реакционную массу охлаждают до температуры окружающей среды, нейтрализуют аммиаком, отделяют, например, фильтрованием полученный раствор аммонийных солей хинонных нитрополикарбоновых кислот от нерастворимого остатка, который промывают, отделяют оромывные воды, и подвергают обработке серной кислотой при температуре 170-180° С и давлении 8-10 ати.

Отделяют, например фильтрованием, образовавшийся кислый раствор олигосахаридов от нерастворимого остатка с последующим возвращением последнего в процесс.

Первую стадию реакции проводят при постепенном прибавлении ч. расчетного количества нитрующего агента к водной суспензии гидролизного лигнина и низкой температуре, для предотвращения технологических потерь в начальной стадии нитрования, наблюдающихся при высокой исходной температуре. На второй стадии обработки оставшуюся часть нитрующего агента добавляют при повышенной температуре, после чего производят выдержку массы при высокой температуре. Затем массу охлаждают, водорастворимую часть отделяют от нерастворимого остатка и нейтрализуют водным раствором аммиака. Нейтрализат используют в сельском хозяйстве в виде раствора заданной концентрации, а также в виде порошкообразного вещества (после пропитывания им сухой части гидролизного лигнина).

Нерастворимый остаток промывают водой, которую затем отделяют и используют для подготовки суспензии новой варки, что уменьшает расход нитрующего агента. Промытый нерастворимый остаток гидролизуют и полу3после чего подают для подготовки бродильпой или дрожжерастительной среды. Пример. 4 кг гидролизного лигнина с содержанием 60% сернокислотного лигнина, определенном 72%-ной серной кислотой, и от-5 носительной влажностью 65% загружают в -кислотоупорный реактор емкостью 26 л. При этом абсолютно сухой вес загружаемого гидролизного лигнипа составляет 1,4 кг, а вносимое гидролизным лигнином в реактор количе-10 ство воды составляет 2,6 кг. Затем в реактор добавляют 4,2/сг воды, включают обогрев нмешалку и по достижении 40°С начинают первую стадию пропесса постепенным прибавлением 1,85 кг 57%-ной азотпой кислоты в течение15 1,5 час. При этом за счет экзотермической реакпии и слабого подогрева температура массы повышается и ее удерживают на уровне 75° С в течение 1,5 час с начала прибавления азотной кислоты. Затем массу подогревают до20 100°С, после чего проводят вторую стадию процесса постепенным прибавлением еще 1,85 кг 57%-ной азотной кислоты в течение 1,5 час. После прибавления всего количества азотной кислоты реакционную массу выдержи-25 вают при 100° С в течение 6 час с начала первой стадии процесса. В результате реакции о г.; г - получают кислый раствор ХИНОННЫХ ПИТрОПОликарбоновых кислот с выходом 45-50% и щавелевой кислоты с выходом 7-9% (в пере-30 счете на сернокислотный лигнин), а также нерастворимый в кислой среде нитроостаток. Полученную массу охлаждают до 35-40° С окружающей среды и нейтрализуют аммиаком или водным раствором аммиака до рН 7,2-7,5.35 Нейтрализующий агент расходуется в количестве 0,25-0,35 кг в пересчете на аммиак. При атом получают раствор а.ммонийпых солей хинонных нитрополикарбоповых, щавелевой и азотной кислот в количестве 1,68 кг, что со-40 ставляет 120% от веса взятого гидролизного лигнина в пересчете на абсолютно сухой вес и нерастворимый питроостаток в количестве около 0,42 кг, что составляет 30% от веса взятого гидролизного лигнина. Раствор аммоний-45 ных солей хиноппых нитрополикарбоновых щавелевой и азотной кислот отделяют от нерастворимого питроостатка и употребляют в сельском хозяйстве в качестве стимуляторов роста растений, а нитроостаток в количестве 0,42 кг50 промывают при 15-30° С водой в количестве 4,2 кг. Промывную воду отделяют от нитроос4татка и используют для подготовки суспензии новой загрузки, а нитроостаток загружают в автоклав, добавляют 0,63 кг 0,5%-ной серной кислоты и массу нагревают до 170-180° С при давлении 8-10 ати в течение 2,5-3,5 час. Затем массу охлаждают и кислый раствор с содержанием олигосахаридов в количестве 0,25-0,3 кг отделяют от непрогидролизовавшейся части нерастворимого остатка. Эту часть остатка в количестве 0,12-0,17 кг (в пересчете на абсолютно сухой вес) добавляют к новой порции гидролизного лигнипа и возвращают на исходную переработку азотной кислотой, а раствор олигосахаридов подготавливают для выращивания кормовых дрожжей. Выход дрожжей в пересчете на биомассу составляет 30-35% от нитроостатка. Исходя из температуры реакппи постадийное проведение процесса уменьшает энергетические затраты и потери реагентов, а исходя из концентрации реагентов, ступенчатое окисление удменьшает количество побочных продуктов, образующихся при высокой кислотности реакционной среды в результате однократного прибавления всего расчетного количества азотной кислоты. „ Т|пРГТМРТИЧпбПРТ НИЯ пред MCI Hjuupcicnn Способ комплексной переработки гидролизного лигнина лутем обработки его разбавленной азотной кислотой при температуре С, нейтрализации полученного раствора аммиаком и последующего выделения аммонийных солей хинонных нитрополикарбоновых кислот, отличающийся тем, что, с целью усовершенствования технологии, перед обработкой гидролизного лигнина разбавленной азотной кислотой при температуре 100°С его предварительно обрабатывают разбавленной HNOg при температуре 40-75°С, перед нейтрализацией аммиаком охлаждают до температуры окружающей среды, а остаток, образующийся после выделения аммонийных солей хинонных питрополикарбоновых кислот, промывают, отделяют, например, фильтрованием промывные воды, и подвергают обработке серной кислотой при температуре 170- 180°С и давлении 8-10 ати, полученный кислый раствор олигосахаридов отделяют, например фильтрованием, от нерастворимого остатка с последующим возвращением последнего в процесс.