Способ получения компонента резиновых смесей на основе лигнинной муки

Скачать ZIP архив.

Текст

(54) СПОЗИНОВЫХМУКИ (57) Изодержащихчения кона основ емпературоин при усодноврестойкостловной п лучшить100 С рети и отн,3 и 344 но сительномдо 16,1 МПа также поудлинении си 393% соотввысить прочндом с 10 до ретение касаепродуктов, в понента резин лигнинной му ся лигнинсо астности по ственн ть связи резины с,7 кН/м корда. 3 та ых еи и. ель бучаго Изобрепереработстности ккомпонентнове лигииспользовности.Целью 1 е относит( я посо ваппаривла и древесного сыр способу получени резиновых смесе нной муки, и мож ов на ет б мышлна шнои про иэоб тения являетсяупр повышение темпер ение процесса иуростойкости и еэип к корду ре гзи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ.185.7 (088.:8)енко В.А. и др. Проиэводстнной муки - ингредиента резиесей. - Тезисы 6-й Всесонференции по химии и испальцса Рига: н Зикайте,ОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОНЕНТА Р МЕСЕЙ НА ОСНОВЕ ЛИГНИННО Согласно предлагаемому способуисходный лчгнин подвергают гидрол вышение температуростсйкости и адгезии к корду резин при упрощении про-,цесса Последний ведут промывкойгидролизного лигнина и отжима его вгидролизаппарате после завершениягидролизаПоследующую сушку проводят в три стадии: в барабанной сушилке до влажности 35-40%, в трубе-су-шилке до влажности 15% и далее вмельнице ударно-отражательного действия при 100-110 С до влажности3-4% с одновременным раэмолом целевого продукта. В этом случае использование полученного продукта в .резинах вместо белой сажи позволяетсохранить уровень физико-механичесзу, промывке и отжиму в гидролиэ рате, а затем проводят сушку в т стадии; в барабанной сушилке до ности 35-40%, в трубе-сушилке до влажности 15%, при температуре 100 110 С до влажности 3-4% совместно с операциями размола и классификации мельнице ударно-отражательного цейс вия эа счет тепла, выделяющегося пр ударе и истирании частиц лигнина.П р и и е р. Способ получения ли нинной муки опробован в производственных условиях Бендерского биохимического завода, После завершения гидрониза в гидролизаппарат подавали промывную воду, отжим лигнина осуществляли технологическим паром, используемым для удаления лигцина из гидролизаппарата. Отжатый до 65% цлажцости гидролизныйлигнин из сцежи гцдролизаппарата. подавали ленточным транспортером через шнековый дозатор в барабанную сушилку, имеющую диаметр 2,2 м и длину 12 м, вращающуюся с частотой 3,2 мин . В барабанной сушилке лигнин высушивается до 35% влажности при температуре теп поносителя 4.70 С. Из барабанной суошипки при помощи шлюзового питателя лцгциц подавался в трубу в сушил диаметром б 50 мм, где сушился до 17% влажности при 250 С отходящими дымо вымц газами. Из трубы-сушилки лиг - ниц, очищенный н разделительном иф групповых циклонах от парогазовой, смеси, подавался шнековым транспортером через питатель в мельницу ударно отражательного действия, где д спергировался до фракции 80-100 чкм, высушивался до 3% влажности и п 1 давался через осадительные циклоны на упаковочную машину. Параметры лиг 30 циццой муки, полученные по предлагаемому способу удовлетворяли требованиям ТУ оп-022-32-85: влажность не более 5%, кислотность не более 0,03%, зольность б%, дисперсность не более 100 мкм, Полученная по пред 35 лагаемому способу лигнинная мука имела следующие параметры: влажность 3%, кислотность 0,02%, зольность 4%, дисперсность 80 мкм (остаток на сите40 К 008 составил 2%) .: При этом удельные энергозатраты составили 120 кВт,ч/т лигницной муки.Для сравнения полученных данных с известным способом на описанной установке проводили сушку лигнина в45 две стадии до влажности 3%, йосле чего определяли зольнОсть лигнина, Она составляла 15,2%, что значительно превышает требования ТУ оп-022- 32-85. 50Проведение операций промывки и отжима лигнина непосредственно в гидролизаппарате исключает необходимость дополнительного применения сложного и громоздкого оборудования - репульпатора, насоса для перекачки пульпы, насоса для перекачки фильтрата, барабанного вакуум-фильтра, вакуум-насоса,за счет чего способ упрощается и сци - жаются эцергозатраты ца его осуществление,Высушенный ца первой ступени сушки до 35-40% влажности лигццн становится сыпучим и не комкуется, поэтому вторую стадию сушки проводят в трубе-сушилке как более эффективной по сравнению с барабанной сушилкой.Высушивание лигцица с 65% влажности до 35-40% на первой стадии и до влажности не ниже 15% на второй не изменяет его физико-химических снойств, так как цри таких влажностях температура частиц лигнина не . превышает 100 С, т,е. температурыокипения воды, и, следовательно, не приводит к обуглцвацию, т.е. к повышению зольности. Обильное ныделение пара на первой и второй стадиях сушки практически исключает возможность загорания лигнина, а, сЛедовательно, и взрыва лигнинцой пыли.При уменьшении впажности лигнина на второй стадии сушки ниже 15% транспортирование влаги из центра частиц к их поверхности затрудняется, так как лигнин относится к капиллярно-пористым коллоидным материалам. Поверхность же частиц лигнина имеет влажность значительно более низкую, чем ее ядро, Поэтому при температуре сушки более 200 С (температура разложения лигцина) с поверхности частиц лигнин начинает разлагаться, в результате чего свойства высушенного лигнина изменяются (увеличивается зольность и снижается химическая активность), а ухудшение качества лигнинной муки является следствием этого процесса. Кроме того, пересушенная поверхность частиц лигцина при движении их под действием потока газа в трубе-сушилке измельчается, за счет чего доля пыли увеличивается, а следователь - но, повышается взрывоопасность ве-. дения процесса сушки. При сушке лигница на второй стадии до влажнос - ти выше 15% качестно высушенного лигнина по сравнению с исходным не изменяется. С целью подтверждения этого факта нами проводились сравнительные исследования по определению зольности лигнина, высушенного в трубе-сушилке по предлагаемому способу, и исходного, подвергавшегося сушке приЭ50 15781 100"С. Различие в данных зольности того и другого лигнина наблюдалось в пределах погрешности метода определения (применен весовой метод определения зольности). Таким образом,5 сушка лигнина на второй стадии до влажности не ниже 157 является не.обходимым условием получения высококачественной лигнинной муки. 1 ОПроведение третьей стадии сушки при 100-110 С в мельнице ударно- отражательного действия при одновре" менном диспергировании и классификации лигнина обеспечивает снижение энергоемкости способа и необходимое качество лигнинной муки. Применение самой экономичной мельницы ударно- отрпжлтельного действия позволяет снизить удельные энергозатраты до 20 100-1 0 кВт,ч/т готового продукта; и так как у мельниц ударно-отражательного действия самый низкий износ рабочих элементов (удельный расход металла составляет 2 С г/т готового 25 продукта), то зольность лигнинноймуки практически не.изменяется по сравнению с исходным лигнином, чем обуславливается высокое качество лигнинной муки. Температурный режим 30 сушки на третьей ступени исключает термическое разложение лигнина, чем также обуславливается высокое качество лигнинной муи. Кроме того, использование для сушки тепловой энергии, выделяемой при разрушении лигнина за счет удара и трения, повышает, эффективность мельницы и способа в целом. Процесс сушки лигнина на третьей стадии происходит следующим образом. Часть кинетической энергии частиц лигнина, полученной за счет размола их биль-. ным ротором, при ударе об отбойные поверхности превращается.в тепло. 45 Причем это тепло аккумулируется в. ядре частицы, что подтверждено экс- . периментальными работами. Показано, что температура ядра полимерной частицы при ударном нагружении на 60-80 С выше температуры на ее поверхности, а последняя на 20-50 С выше температуры окружающей среды. В результате этого в мельнице происходит интенсивный конвектинный теплообмен между фазами. Кроме того, образующееся в капиллярах частицы давление жидкости способствует ее быстрому разрушению при ударе. 34 6При диспергировании сухого лигнинан мельнице ударно-отражательногодействия для исключения его возгорания или раз.пожения необходимо былоотводить тепло, а при измельчениивлажного (более 152) лигнина необходимость отвода тепла отпала. Таким образом, применение мельницыударно-отражательного действия позволяет исключить расход тепла на третьей стадии сушки и утилизироватьэнергию, подводимую к мельнице. Засчет этого коэффициент полезного действия мельницы нозрастает, а энергоемкость способа снижается,В табл. 1 приведены данные, характеризующие влияние технологическихпараметров процесса получения лигнинной муки на ее качество.Данные табл 1 показывают, что приотклонении технологических параметровпроцесса от параметрон по изобретению изменяются качественные показатели готовой продукции. Так, например,увеличение конечной влажности процесса сушки на первой ее стадии приводитк понышенному расходу удельной мощности (опыт 3). Уменьшение же этого.предела (опыт 4-6) приводит к повышенному содержанию эолы в целом про-.дукте и делает непригодным для, применения в шинной промышленности.Лигнинная мука, полученная попредлагаемому способу, была опробована в производственных условиях Белоцерковского ПО .шин и РАИ в составе обобкладочных резин, применяемых дляпроизводства грузовых шин размера260-508 Р. Обкладочная резина приготовлялась на основе 100 мас.ч. СКИ и 5 мас.ч, лигнинной муки взамен белойсажи БСна резиносмесителеРСВД 250-40/30 в две стадии. Лигнин"ная мука вводилась на первой стадиивзамен белой сажи нместе с другимисыпучими ингредиентами.При изготовлении смеси и обработке на вальцах отклонений от принятой технологии не выявлено..физико-механические показатели резиновых смесей, определенные по стандартным методикам, приведены в табл,2.Данные табл.2 показывают, что физико-механические свойства резиновыхсмесей с лигнинной мукой лежат в пределах требуемых норм.Всего было выпущено 23 заправкиопытных резиновых смесей. Результаты7 8 1578134 Таблица 1 Удельный 2-я стадия Влажность,1-я Остато тади расхо мощно Содер мание алия рд волной пыисперсоность,Вл)ж- Темпеность, ратумас,7, ра, "С ТемператуВлаж- ность НлажТемпература,)С ти,кВт ) с,тя)кк и эолы, ма с. у. на а ность мас,2 сите,О К,мас 3,5 ЕО 3,6 ВО з,в во 4 во З,7 ВО 4 во 35 250 40 260 45 270 30 . 250 35 270 30 27065 2 65 470 47 О 47 О 47 О . 47 О 47 О 1 ОО 16 105 20 110 17 105 12 100 В 1 ОО 2 О 120 1 О 11 О 120 1 О 0,005О)ООО,ООо,оо0,005о,оо 3,5 65в17,з21)5 65 л-022-32-В 5) Таблица 2 1 ормыонтроля оказател Условное напряжени при удлин 300%, МПаУсловная про нии 8,0-12,0 10,0 1 О,0 10 10,1 ность ении, И удли 20-25,5 23 и растя Относительноенение, % 405-650 520 570 5 540 490 5 расширенных физико-механических испытаний серийной и опьтной резиновьх смесей приведены в табл.3.Анализ данных табл.3 показывает, что уровень физико-механических и пластоэластичных свойств опытных и серийных резин одинаков, Однако опытные резины с лигнинной мукой превосходят серийные с белой сажей по температуростойкости, имеют более высокую степень вулканизации и высокую адгезию к корду Применение лигнинной муки в рецептурах шин и РТИ взамен белой сажи позволяет повысить зксплуатационные характеристики дин,Таким образом, введение процесса ,получения лигнинной муки по предлагаемому способу позволяет значительно упростить этот процесс, снизить Опыт" Режим получения лигнинной муки по стадиям Продукт в опытах 1-3 соответствуетУ по содержанцю эоль. удельные энергозатраты и обеспечить высокое качество готовой продукции. Формула и з о б р е т е н и я 5Способ получения компонента резиновых смесей на основе лигнинной муки путем промывки гидролизноголигнина, отжима, многостадийнойсушки и размола, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощенияпроцесса, повышения температуростойкости и адгезии к корду резин, промывку и отжим гидролизного лигнинапроводят в гидролизаппарате по завершении процесса гидролиза, сушкупроводят в три стадии: в барабаннойсу 1 дилке до влажности 35-40%, в тру -бе - сушилке до влажности 15% да -лее в мельнице ударно-отражательногодействия при 100-110 С до влажности3-4% с одновременным размолом целевого продукта,Качественные покаэателн готовой продукции опытах 4-6 - не соответствует требования Смесь 21 РУ-65, ль заправок 513 6514 6515 6520 6525 6530 1 22,2 21,8 21,4 20,91578134 10 Таблица 3 Серийная 21 РЦ-25 с 5 м.и.БСОпытная 21РУ-65с 5 м.илигнинноймуки Пока за тели по. Муни при 100 С,Вязкость 540,4710,23,89,336,339,2 560,457,84,510,235,438,5 цел. ед.Пластичность, усл. ед.Реометрия Монсанто М, мил. ед.155 , 60 мин Тдиапазон 100 Т 90М 90Мраке Клейкость, МПачерез 2 ч24 ч48 чУсловное напряжение при удлинении 3007, МПаУсловная прочность при растяжении, МПаОтносительное удлинение, 7 Температуростойкость, 100 Спо условной прочности, МПапо относительному удлинению, 7. Сопротивление многократному растяжению при 1507 удл., тыс. цикловпри 20 С120 С х 124Прочность связи резины с кордом. по Н-методу, кН/мкорд 23 КНТС - н.у.120 С 6,9 5,7 4,3 6,0 5,8 5,2 о 8 11,0 22,0515 21,8545 16,1393 16,3344 227,.000 21,75 6,000 12,79,211,912,8 10711,710,5 корд 22 в н.у,120 СТеплообразование по Гудрич,Т пов.Т ннТТвердость, усл. ед.Эластичность, 7 45 76 25 66 43 44 74 25 67 44 Составитель Н.НарышковаРедактор Т.Лазоренко Техред М.Ходанич. Корректор С, Черни Заказ 1889Тираж 304 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4(5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Смотреть

Заявка

4371853, 26.01.1988

ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. Ф. Э. ДЗЕРЖИНСКОГО

ШИШКОВ НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ, ПАРТЫКА ВАСИЛИЙ СТАНИСЛАВОВИЧ, КРАВЕЦ ВАСИЛИЙ ИВАНОВИЧ, АНТОНЕНКО ВАЛЕНТИН ФЕДОРОВИЧ, БЕТАНОВ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, ЦЫГАН ФЕДОР МЕФОДИЕВИЧ, КАЗАРНОВСКИЙ АЛЕКСЕЙ МИХАЙЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: C07G 1/00

Метки: муки, основе, лигнинной, смесей, компонента, резиновых

Опубликовано: 15.07.1990

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1578134-sposob-polucheniya-komponenta-rezinovykh-smesejj-na-osnove-ligninnojj-muki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения компонента резиновых смесей на основе лигнинной муки</a>

Похожие патенты