Способ получения удобрения на основе азотсодержащего производного гидролизного лигнина

)5 С 07 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЯ НАОСНОВЕ АЗОТСОДЕРЖАЩЕГО ПРОИЗВОДНОГО ГИДРОЛИЗНОГО ЛИГНИНА Изобретение относится к области переработки растительного сырья, а именно к способу получения нового удобрения на основе азотсодержащего производного гидролизного лигнина, и может найти применение в сельском хозяйстве,Наиболее близким к.предлагаемому целевомупродукту является удобрение на основе аммонизированного лигнина. получаемого путем перемешивания в течение 25 мин при плюсовой температуре внешней среды в механической мешалке гидролизного лигнина и 250 уь-ного водного аммиака из расчета 100 дм /т лигнина 65 - ной влажности.Однако удобрение характеризуется рядом недостатков, к числу которых относятся необходимость создания нового производства (цеха), оборудованного дополнительными механическими смесителями с электроприводами, низкая доля химически связанного с лигнином азота при высокой дозе используемого для обработки аммиа(57) Использование: в качестве удобрения, Сущность изобретения: продукт: азотсодержащее производное гидролизного лигнина. Реагент 1: растительное сырье (смесь 1;1 хвойной древесной щепы и опилок 500/р-ной влажности). Реагент 2: 0,8-0,850 у(у-ная Н 2304. Реагент 3: 10-20 г/м водный раствор мочевины. Условия реакции; перколяция, отжим гидролизной массы на 1/3, промывка водным раствором мочевины (10 - 20 кг мочевины на 1 т гидролизной массы) при 160-170 С. 1 табл,ка, высокая опасность и загрязняемость внешней среды от используемого концентрированного раствора аммиака,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ -д перколяционного гидролиза растительного сырья, включающий загрузку в гидролизап- ( ) парат измельченного растительного сырья и (р раствора серной кислоты, подогрев массы паром, непрерывную перколяцию горячим водным раствором серной кислоты, промывку лигнина горячей водой, отжим остатков гидролизата Гпроыывнык вод), удаление )выстрел) гидролизного лигнина ГрН 1,о - 2,0) из аппарата в циклон )одежу). Лроцесс пер- ъ коляции ведут горячим водным раствором серной кислоты, подаваемым в гидролизаппарат, с непрерывным отбором гидролизата, который используют в основном производстве как источник сахаров. Для удаления (отмывания) от лигнина растворенных в гидролизате сахаров проводят промывку лигнина горячей водой. Для удаления из гид ролизаппарата лигнина (оста- хозяйства (как удобрение и кормовое средн менее 46,0 азота.ток непрогидролизованного сырья) снижа- ство), содержащую не менее,азота.ют давление (сдув парогазовой смеси) до Раствор мочевины с массовой долей 10 -0,6 - 0,7 МПа и открывают быстродействую г/дм готовят на водопроводной или техщий клапан аппарата, при этом происходит 5 нической воде, подогретой довыстрел гидролизного лигнина в сцежу. При использовании уля перколяционНедостатком известного способа явля- ной нейтрализации 1 м раствора на 1 тется то, что несмотря на промывку гидро- гидролизного лигнина в аппарате и конценлизного лигнина горячей водой он содержит трации мочевины в растворе менее 10 г/дмзначит лье ьное количество остатков токсич (менее 10 кг/т) ухудшается качество конечной серной кислоты, и низкое количество ного продукта, а использованиминеральных питательных веществ, что за- г/дм (более 20 кг/т) экономически нецелетрудняет использование ценного органиче- сообразно.ского вещества лигнина и тем самым П р и м е р 1. В гидролизаппарат объеснижает экономичность процесса гидроли мом 30 м загружают 3,8 т абсолютно сухогоза за счет убытков по утилизации в отвалах (а,с.) растительного сырья (смесь 1:1 хвоймноготоннажного гидролизного отхода, ной древесной щепы и опилок 50 -нойК ого вывозимый в отвалы гидролиз- влажности), пропитывают массу 0,8-нымный лигнин загрязняет окружающую среду. раствором сернои кислоты прогреЦель изобретения - повышение качест рячим паром до 175 С. Перколяцию провова целевого продукта, упрощение процесса дят горячим (180 С) 0,85%-ным раствороми улучшение экологичности гидролизного серной кислоты при избыточном давлении0,90 МПа в течение 100 мин.Поставленная цель достигается тем, что По завершении перколяционной операпосле заввершения стадии перколяции гид- ции проводятчастичный отжим гидролизатаролиза растительного сырья, включающего 25 до достижения веса (массы) остатка / гидзагрузку в гидролизаппарат измельченного ролизной массы до начала отжима (по врерастительного сырья и раствора серной кис- мени 10 из 30 мин),лоты, подогрев массы паром, непрерывную Затем вместо промывочной операцииперколяцию горячим водным раствором проводят перколяционную нейтрализацию:серной кислоты с отбором гидролизата из 30 в гидролизаппарат(содержащий, т гидрогид олизаппарата, проводят отжим гидро- лизного лигнина) подают в течение 8 минлизата до уменьшения гидролизной массы 6,9 м горячего 140 С раствора, содержана 1/3 и затем осуществляют промывку лиг- щего 15 г/дм мочевины,нина непосредственно в гидролизаппарате После окончания перколяционной нейтводным раствором мочевины (карбамида) 35 рализации проводят повторный, но уже полконцентрацией 10 - 20 г/дм, взятым из рас- ный отжим по принятой технологии (вчета 10 - 20 кг мочевины на 1 т гидролизной течение не более 20 мин), Далее цикл гидромассы в аппарате, при 160 - 170 С, далее лиза завершают по действующему реглапроводят полный отжим остатка жидкости менту: сдув парогазовой смеси до 0,5 - 0,7(гидролизата) доводят давление до 0,6 - 40 МПа, выстрел лигнина(нейтрализованного)гидролизата0,7 МПа и выгружают целевой продукт. в сцежу.Мочевина в гидролизаппарате гидроли- Характеристика качества конечногозуется с образованием диоксида углерода и продукта приведена в таблице.аммиакакоторый в основном в виде раство- П р и м е р 2. Способ осуществляютра (гидроокиси аммония) перколирует 45 аналогично примеру 1 в гидролизаппаратесквозь толщу лигнина, нейтрализует кисло- объемом 30 м . Условия перколяционноготы и взаимодействует с макромолекулой гидролиза: 3,8 т а.с. растительного сырья,лигнина, пропитка 1 о -ным горячим раствором серВ качестве исходногорастительного ма- ной кислоты, подогрев массы в течениетериалаиспользуютдревесноесырье(опил 30 мин до 160 С, перколяция горячима) и растител ьн ые отходы (187 С) 0,55%-ным раствором серной кисло 80сельскохозяйственногопроизводства(стер- ты при 1,2 МПа продолжительностьюжни кукурузных изных початков, хлопковая шелу- мин. На 7 т гидролизного лигнина в течениезха, лузга подсолнечная, овсяная, рисовая, 9 мин в аппарат подают 7 м раствора мочестебли хлопчатника, солома зерновых куль вины, подогретого до 170 С, содержащего10 г/дм реагента,В качестве реагента используют моче- П р и м е р 3. Способ осуществляютвину (карбамид разных марок), предназна- аналогично примеру 1 в гидролизаппаратеченную для и омя промышленности и сельского объемом 50 м . Условия перколяционного1735306 Массовая оля, г/кг Токсичностьпраростков пшени- цы Наличие сти- мули- рующего аффекта на корневую систему пшенииы,7 ь Массовая доля азота, израс- ходо- ванного на обра ботку лигнина ,г/кг Доля связаннога азота от из- расхо- даваннаго на об. работку, з рН конечмого продукта (водной вытяжки1:10) Способ па примерамВ т,ч, связанный азот Общий азотСерная кислота Мочевина Пред- лагаемыйг 3 4 Из вест.ный5 известноее удобре- ние 180 185 200 Вз,О 76,7 78,1 83,0 о о о о Нетоксичны 5,7 3,5 5,4 7,6 6,5 4,3 6,2 6,4 6,3 54 6,1 7.4 6,9 46 5,9 9,2 0 ) Токсичны 0,04 0 0,06 1,6 Слабо токсичны(60 ф 6 прорастания через7 гч 1 ОО го,б 1 В.О 3.7 б,г 8,2 гидролиза: 6,4 т а.с. растительного сырья,пропитка 0,8 а/з-ным горячим раствором серной кислоты, прогрев массы до 175 С, перколяцию горячим (180 С) 0,85-нымраствором серной кислоты при 0,95 МПа втечение 80 мин. На 9,9 т гидролизного лигнина в течение 10 мин в аппарат подают 10 м горячего раствора, содержащего15 г/дм мочевины,П р и м е р 4, Способ осуществляютаналогично примеру 1 в гидролизаппарате 10объемом 50 м . Условия перколяционногогидролиза: 6,4 т а.с, растительного сырья,пропитка 0,9 а-ным горячим раствором серной кислоты; подогрев массы в течение 40мин до 168 С, перколяция горячим (185 аС) 150,70 а/з-ным РаствоРом сеРной кислоты в течение 90 мин. На 10,5 г гидролизного лигнина втечение 10 мин в аппарат подают 10 мгорячего (155 оС) раствора 20 г/дм мочевины. 20П р и м е р 5 (известный способ). Способ осуществляют аналогично примеру 1 вгидролиэаппарате объемом 50 м . Условияперколяционного гидролиза: 6,44 т а,с. растительного сырья, пропитка 0,9 о/о-ным раствором серной кислоты,.прогрев горячимпаром до 168 С, перколяция горячим(185 С) 0,70 а/а-ным РаствоРом сеРной кислоты в течение 90 мин. На 10 т гидролизноголигнина в течение 10 мин в аппарат подают 3010 м горячей(155 С) технологической воды(без нейтрализующего реагента).В таблице приведена характеристикаконечного продукта (влажность ббов).Из данных таблицы видно, что способ 35перколяционной аммонизации лигнина в гидролизаппарате с использованием водного раствора мочевины обеспечивает получение на основе азотосодержащего производного гидролизного лигнина нового удобрения, в котором отсутствуют серная кислота и мочевина, рН 5,3-7,5, массовая доля общего азота, в основном (77 - 83) связанного с лигнином 4,0 - 8,5 г/кг, не проявляеттоксичности и обладает выраженным стимулирующим эффектом на корневую систему растений,Предлагаемый способ позволяет упростить процесс нейтрализации кислот в гидролизном лигнине и его аммонизацию, вписав его в цикл общепринятого технологического перколяционного гидролиза растительного сырья.Способ также улучшает экологичность гидролизного производства за счет нейтрализации кислот, являющихся основными загрязнителями внешней среды.Формула изобретения Способ получения удобрения на основе азотсодержащего производного гидролизного лигнина путем перколяционного гидролиза растительного сырья, промывки и отжима гидролизата, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, упрощения процесса и улучшения экологичности гидролизного производства, перед стадией промывки проводят дополнительный отжим жидкости до уменьшения гидролизной массы на 1/3, а промывку осуществляют водным раствором мочевины концентрации 10-20 г/дм,э взятым из расчета 10 - 20 кг мочеаины на 1 т гидролизной массы, при 160 - 170 С,