Способ получения хлорлигнина

1О П И С А Н И Е,(1) 546665ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик) 2179324/О 22) Заявлено 14,08.5 5 В 306 1) М. Кл.з с присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР(088.8) ло селам изобретений и открыт сания 28.04(72) Авторыизобретения В, Д, Давыдов, В. Н. В, Е. Казарин оми филиал АН СССР Трудового КрасногоСергеева, Г, А. Тедора в, Л. Н, Чожейко и Т Институт электрохим Знамени институт хи Латвийской ССР дзе, Г. Я. Тысячная. М, Жуковаии АН СССР и Ордемии древесины АН(71) Заявите СОБ ПОЛУЧЕНИ РЛИГНИ(5 5 Изобретение относится к области производства и обработки высокомолекулярных соединений, в частности к модификации лигнинов хлорированием,Известные способы получения хлорированных технических лигнинов осуществляют путем хлорирования лигнинов молекулярным хлором или путем электролиза растворов, содержащих хлорид-ионы, в электролизерах с диафрагмой и без диафрагмы с использованием графитовых и платиновых анодов. Хлорирование молекулярным хлором проводят двумя способами, Можно проводить обработку лигнина хлорной водой, содержащей 15 различные количества хлора. По этому способу только половина хлора идет на получение целевого продукта, другая половина - теряется. Выход хлорлигнина при хлорировании молекулярным хлором составляет 95 - 100% при 20 содержании хлора до 24% 1. Можно непосредственно пропускать хлор через лигнин, содержащий различные количества воды или его водную суспензию 21. При этом максимальное содержание хлора в хлорлигнине со ставляет 28,14%.Однако известные способы получения хлорлигнина химическим путем являются трудоемкими, поскольку включают несколько стадий; получение хлорной воды илп газообразного хлора, его очистка, компрнмирование и собственно процесс хлорирования лигнпна. Кроме того, процесс хлорирования молекулярным хлором осуществляют прп большом избытке последнего (10 - 12-кратный избыток), что вызывает его непроизводительные затраты и потребность в улавливании и утилизации. После проведения хлорирования хлорной водой последняя превращается в 0,4 - 0,5%-ную сокоторую трудно у тилпзировать.В известных способах электрохимического хлорирования целевой хлорлигнин с содержанием хлора 25 - 26% получают только при использовании платинового анода в диафрагменном электролизере 31. Например, электро- химическое хлорирование лигнпна в диафрагменном электролизере с применением в качестве анолита 25%-ной соляной кислоты при использовании платинового анода (плотность тока 0,1 А/смз) приводит к получению хлорлигнина с выходом 126,5% прп содержании хлора 26% . Время хлорирования 4 час. Однако необходимость использования в процессе диафрагмы (выполняемой из пористой глины), а также драгоценного металла (платины) усложняет аппаратурное оформление известного способа получения хлорлигнина,Корректор Н. Аук Редактор Е. Хорина Заказ 442 8 Изд.234 Тираж 499 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Проведение процесса электрохимического хлорирования в бездиафрагменном электролизере предусматривает использование суспензии лигнина в 10% -ном растворе хлористого натрия, стального катода и графитового анода. В этом случае при плотности тока 0,4 - 0,5 А/смз в течение 4 час получают хлорлигнин, содержащий только 10 - 14% хлора 31. Низкое содержание хлора в продукте хлорирования (14% ), длительность процесса, высокие плотности тока и вследствие этого большие затраты электроэнергии, а также использование в качестве катода материала, разрушающегося в процессе электролиза и загрязняющего целевой продукт, ограничивают возможность широкого использования известного способа получения хлорлигнина в бездиафрагменном электролизере.С целью повышения содержания хлора в целевом продукте и сокращения расхода электроэнергии в способе согласно изобретению в качестве электролита в бездиафрагменном электролизере используют 20 - 35%-ный раствор соляной кислоты и процесс ведут при плотности тока 0,1 - 0,2 А/смз. Целесообразно в данном процессе проводить электролиз при температуре 20 - 80 С и объемной плотности тока 0,01 - 0,02 А/см с применением графитового катода.Осуществление этого способа обеспечивает как высокий выход хлорлигнина, так и высокое содержание хлора в нем (до 34,75%), что соответственно повышает активность лигнина и расширяет возможность его дальнейшего использования. В процессе используется абгазная соляная кислота, которая является многотоннажным отходом химических производств, требующим утилизации. Кроме того, кислота может быть использована неоднократно до концентрации хлористого водорода 18 - 20%, а затем вновь насыщена абгазным хлористым водородом, сокращаются расходы электроэнергии за счет снижения плотности тока и продолжительности процесса (до 2-х час).П р и м е р 1. Хлорированию подвергают 2%-ную суспензию лигносульфоновой кислоты в 35%-ной соляной кислоте при 60 С, плотности тока 0,16 А/см, объемной плотности тока 0,02 А/смз при интенсивном перемешивании. Время проведения процесса 2 час. Ввиду того, что в процессе электролиза происходит об. разование поверхностно-активных веществ и заметное пенообразование, в систему добавляют 5% по объему н-бутанола в качестве пе 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ногасителя. Выход по веществу 97%, содержание введенного хлора 28,85%,П р и м е р 2. Хлорированию подвергают 3% -ную суспензию лигносульфоновой кислоты в 35%-ной НС 1 при 20 С, плотности тока 0,2 А/см, объемной плотности тока 0,02 А/см. Время проведения процесса 100 мин. Выход по веществу 110%, содержание введенного хлора 31,20%,П р и м е р 3. Хлорированию подвергают 2%-ную суспензию гидролизного лигнина в 20%-ном растворе НС 1 при 80 С, плотности тока 0,1 А/см, объемной плотности тока 0,011 А/см в течение 3 час, Выход хлорированного продукта 126%, содержание введенного хлора 34,75%.П р и м е р 4. Хлорированию подвергают 2%-ную суспензию сульфатного лигнина в 35%-ном растворе НС 1 при 26 С, плотности тока 0,17 А/смз, объемной плотности тока 0,02 А/см в течение 2 час. Выход хлорлигнина 122%, содержание введенного хлора 25,25%Формула изобретения1. Способ получения хлорлигнина путем бездиафрагменного электролиза суспензии лигнина в водном растворе электролита с использованием графитового анода, отл ич а ющ и й с я тем, что, с целью повышения содержания хлора в целевом продукте и сокращения расхода электроэнергии, в качестве электролита используют 20 - 35%-ный раствор соляной кислоты и процесс ведут при плотности тока 0,1 - 0,2 А/см.2. Способ по п. 1, отл ич а ющий ся тем, что в процессе используют графитовый катод.3, Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс осуществляют при 20 - 80 С.4, Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс хлорирования осуществляют при объемной плотности тока, равной 0,01 - 0,02 А/см,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Шорыгина Н. Н., Колотова Л. И. Хлорирование гидролизного лигнина. Изв. АН СССР, ОХН, 1953, М 3, с. 562.2, Шорыгина Н. Н Грушников О, П., Тычина В. Д. О фракционировании хлорированных лигнинов, Изв, АН СССР, сер. хим., 1967, Мв 2, с. 317.3. Новиков А. Н. Элвктрохимическое хлорирование гидролизного лигнина. Гидролизная и лесохимическая промышленность, 1961, Мв 1, с. 7,