Способ получения катализатора для делигнификации древесины

П Е Е И АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ ский институт Отдел тонкого ститута химии ра Уральского С,Ю,МеньшиН.Х,Черкасов,(56) Горе производРЬ-са апсга 9 ои ТесгаЬес 5500,лик М,В, Хими ных.М.: Хими саувести ОхЫа опеэ Оэп 9 соп .ессег, 198 я антра я, 1983соп оТ АВ срсуйус ,Ч,24,инонов и ихс,26-28. псгасепез со горегохсе. -М 49, р,5499 -(54) СПО ДЛЯ ДЕ нической тализато- антрацеовано в ленности олучениеективновесины в озы и упьзования аценовой перекиси а окисноОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ РИ ГКНТ СССР(71) Уральский лесотехничеим,Ленинского комсомола иорганического синтеза ИнБашкирского научного центотделения АН СССР(53) 66.097,3 (088,8) Б ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРГНИФИКАЦИИ ДРЕВЕСИНЫ Изобретение относится к орга химии, в частности к получению ка ра на основе продукта окисления на, и может быть использ целлюлозно-бумажной промыш для получения целлюлозы,Целью изобретения является п катализатора с повышенной се стью по отношению к лигнину дре процессе щелочной варки целлюл рощение технологии,Цель достигается за счет испол в качестве исходного сырья антр фракции, в качестве окислителя водорода, в качестве катализатор(57) Изобретение касается каталитическсй химии, в частности получения катализатора для делигнификации древесин ы, Цел ь из обретения - повышение селективности катализатора и упрощение процесса, Последний ведут обработкой антраценовой фракции перекисью водорода при их молярном соотношении = 1:(1-6) в среде растворителя (зти лацетата, уксусной кислоты или диметилформамида) в присутствии катализатора окисления соединения меди ф-лы СохУ 2 ОБ, где х=0,3-1, с последующим отделением катализатора фильтрованием Получаемый оксидат антраценовой фракции при использовании его в процессе делигнификации древесины при щелочной варке целлюлозы обеспечивает лучшую селектиеность, чем известный антрахинон (в 2-3 раза), Использование неочищенной антраценовой фракции и нетоксичного растворителя упрощает процесс приготовления катализатора. 1 з.п. ф-лы 3 табл. ванадиевого соединения меди определенной общей формулы, при определенном молярном отношении окислителя к антраценовой фракции, при использовании в качестве растворителя этилацетата или уксусной кислоты, или диметилформамида.П р и м е р 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой, помещают антраценовую фракцию в количестве 5,26 г, растворитель - этилацетат 30 мл и навеску катализатора Соо,зЧ 20; в количестве 0,15 г (0,0075 моль).Перекись водорода 1,39 г (0,041 моль) в растворе этилацетата объемом 66 мл прика 1657225пывают при перемешивании через делительную воронку в реакционную массу в течение 30 мин, Молярное соотношениеокислителя и антраценовой фракции (субстрата) составляет 1:1, общий объем реакционной смеси 100 мл. Через 3 ч реакционнуюмассу отдЪляют от катализатора фильтрованием. Растворитдль отгоняют при 78 С. Оставшийся продукт - оксидат антраценаиспользуют в качестве катализатора делигнификации древесины.Результаты опытов приведены в табл.1и 2.П р и м е р 2. Окисление антраценовойфракции проводят с катализатором 15Сно,ьЧ 20 б, взятым в количестве 1,598 г(0,0075 моль), по методике примера 1,П р и м е р 3. Окисление антраценовойфракции проводят с катализаторомСцо,бЧ 20 ь, взятым в количестве 0,164 г 20(0,0075 моль), по методике примера 1,П р и м е р 4. Окисление антраценовойфракции проводят с катализатором СдЧгОь,взятым в количестве 1,84 г (0,0075 моль), пометодике примера 1. 25П р и м е р 5. Окисление антраценовойфракции проводят с катализаторомСцо.1 Ч 2 ОБ, взятым в количестве 1,411 г(0,0075 моль), по методике примера 1,П р и м е р 6. Окисление проводят по 30примеру 1, а в качестве катализатора используют ЧгОв в количестве 0,1 г(0,0075моль),П р и м е р 7, Окисление проводят аналогично примеру 3, в качестве растворителя 35используют уксусную кислоту.П р и м е р 8. Окисление проводят попримеру 3, в качестве растворителя используют диметилформамид.П р и м е р 9. Окисление проводят по 40примеру 3, перекись водорода добавляют вколичестве 2,78 г. Соотношение окислитель:субстрат 2:1.Результаты опытов по примерам 1,7 и 8приведены в табл,2. 45П р и м е р 10. Окисление проводят попримеру 3. Перекись водорода добавляют вколичестве 8,34 г. Соотношение окислитель:субстрат 6;1.50П р и м е р 11. В термостат помещают герметично закрытую емкость. загружают 9 г щепы (в пересчете на а,с. древесину), заливают 63 мг йаОН, добавляют катализатор - оксидат антраценовой фракции по приме рам 1-10 в определенном количестве (табл,З. По окончании варки полученный древесный остаток промывают, высушивают и определяют содержание остаточного лигнина,Как видно из представленных результатов в табл,1, введение оксидных ванадиевых соединений меди формулы Сою,з-,оЧ 20 в, в качестве катализатора окисления антраценовой фракции позволяет получить такой оксидат антраценовой фракции, при использовании которого в процессе делигнификации древесины достигается наибольшая избирательность по отношению к лигнину древесины,Содержание остаточного лигнина в сухом древесном остатке 3,4-4,8, тогда как ггри использовании оксидата антраценовой фракции, полученного в присутствии ванадиевого катализатора (Ч 20 ь),12, а в присутствии Сос,1 Ч 20 5,1.Процесс окисления антраценовой фракции можно провести как в присутствии этилацетата, так и в присутствии уксусной кислоты и диметилформамида, при этом получаемый продукт - оксидат антраценовой фракции имеет одинаково высокую эффективность по отношению к лигнину древесины. Однако, при осуществлении способа преимущественно используется этилацетат из-эа низкой температуры кипения, что значительно упрощает процесс,Из данных, приведенных в табл,3, видно, что при увеличении количества добавляемого окислителя по отношению к субстрату (антраценовой фракции) эффективность получаемого продукта по отношению к лигнину древесины возрастает, т,е, при увеличении избытка окислителя для проведения процесса делигнификации требуется меньшее количество предлагаемого продукта,При введении 0,01 оксидата антраценовой фракции, полученного при добавлении 6-кратного избытка окислителя, содержание остаточного лигнина в абсолютно сухом древесном остатке составляет 5,2 6, тогда как при применении чистого антрахинона 19,1 . При введении 0,05 предлагаемого катализатора делигнификации, полученного при окислении двухкратным избытком раствора перекиси водорода, содержание остаточного лигнина составляет 4,7 ф 6, тогда как при использовании такого же количества антрахинона содержание остаточного лигнина составляет 10,8. При введении 0,08 предлагаемого катализатора делигнификации, полученного при соотношении окислителя и субстрата 1;1, содержание остаточного лигнина составляет 3,4 ф, тогда как при введении такого же количества антрахинона остаточное содержание лигнина составляет 7,ба.Таким образом, эффективность предлагаемого катализатора делигнификации выше, чем эффективность антрахинона в 2-31657225 Таблица 1 Таблица 2 раза. Кроме того, предлагаемый катализатор делигнификации по сравнению с известным является недорогим, недефицитным и простым в исполнении за счет использования неочищенной антраценовой фракции и нетоксичного растворителя,Формула изобретения 1, Способ получения катализатора для делигнификации древесины путем жидкофазной обработки антраценсодержащего исходного сырья окислителем - перекисным соединением в присутствии органического растворителя и катализатора окисления, содержащего оксидное соединение ванадия, с последующим их отделением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью получения катализатора с повышенной селективностью по отношению к лигнинудревесины в процессе щелочной варки 5 целлюлозы и упрощения технологии, в качестве исходного сырья используют антраценовую фракцию, в качестве окислителя - перекись водорода, в качестве катализатора окисления - окиснованадиевое соединение 10 меди общей формулы СохЧ 20 ь, где х=0.301,0, и окисление ведут при молярном отношении окислителя к антраценовой фракции равном (1 - 6):1.2. Способ поп 1,отл ича ющийся 15 тем, что в качестве органического растворителя используют этилацетат или уксусную кислоту, или диметилформамид,1657225Таблица 3Составитель В. Теплякова Редактор О. Голо вач Техред М, Моргентал Корректор Т, Палий Заказ 1675 Тираж 342 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101