Способ переработки целлюлозо-содержащего сырья

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 94 Р 21 С 9/00, С 307/50 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСН46лесотехническая ироваА.Т.Порубова 47.724.1(08 и др. 0 пол окислых пре ы. - Журнал 8, т. 42,ени идприр. Технология гитв. М.: Лесная73, с. 308-309.БОТКИ ЦЕЛЛЮЛОЗОС носится к химидревесины и позв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Бараков Т.В.фурфурола из соляролизатов древесикладной химии, 19с. 2560-2566.Шарков В.И. и дролизных производпромышленность, 1(54) СПОСОБ ПЕРЕРАДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ(57) Изобретение оческой переработке ляет повысить выход целевого продукта. Березовые опилки смачивают 10- 157.-ной серной кислотой, прогревают острым паром, поднимают температуру до 160 С. При подъеме температуры идет гидролиз пентозанов и дегидратация пентоз. В результате образуются фурйурол и целлолигнин.ФурФурол отгоняют, а целлолигнин гидролизуют серной кислотой. Полученный гидролизат окисляют водным раствором гипохлорита натрия в две ступени приотемпературе 60-100 С, при зтом первую ступень проводят при рН 11,5- 12,5,расходе гипохлорита натрия 1,0- .3,5 моль/моль гексоз исходного сырья, а вторую ступень проводят при рН 3,5-4,5, расходе гипохлорита натрия 0,5-2,5 моль/моль гексоз исходного сырья в течение 4-10 ч. 5 табл.1359382 Изобретение относится к химической переработке древесины и может быть использовано для повышения выхода Фурфурола из целлюлозосодержащего сырья.Цель изобретения - повьппение выхода целевого продукта.Согласно предлагаемому способу после отгонки Фурфурола из пентозных полисахаридов целлюлоэосодержащего сырья целлолигнин гидролизуют серной кислотой полученный гексозный гидролиэат окисляют водным раствором гипохлорита натрия в две ступени при 60-100 С, при этом первую счупень проводят при рН 11,5-12,5, расходе гипохлорита натрия 1,0-3,5 моль/моль гексоз исходного. сырья, а вторую ступень проводят при рН 3,5-4,5,расходе гипохларита натрия 0,5-2,5 моль/ /моль гексоз исходного сырья в течение 4-10 ч. Затем проводят дегидратацию и отгонку дополнительного количества фурфурола.П р и м е р 1,(прототип). 20 г абсолютно сухого (а.с.) целлюлозосодержащего сырья - березовых опилок смачивают 10-157-най серной кислотой в автоклаве,прогревают острым паром,б поднимают температуру да 160 С и отгоняют фурфурол, Продолжительность процесса 2-3 ч да полной атгонки фурфурола, содержание которого равно 8,07.П р и м е р 2, 50 г а,с, березовых опилок смачивают 10-157-ной серной кислотой в автоклаве, прогревают острым паром, поднимают темпеоратуру до 160 С, При подъеме температуры идет гидрализ пентозанав и дегидратация пентоз. В результате образуются фурфурол и целлолигнин.Фур" Фурол отгоняют, а целлолигнин (40 г)гидролизуют 1 .-ной серной кислотойопри модуле 10 и 170 С в течение 2 ч. Полученный гидрализат целлолигнина с концентрацией редуцирующих веществ(РВ) после инверсии 3,2 .,содержанием гексоз 31,17. от а,с. целлолигнина (25 Оот древесины) окисляютводным раствором гипохлорита натрия(концентрацией 35 г/л атк. хлора)опри 80 С, рН 12 в течение 1 ч. Расход гипохлорита 1,0 моль/моль исходных гексоэ. Затем раствор подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 4,0 и дополнительна,навторую ступень окисления, вводят П р и м е р ы 12-16.40 г а,с. цел лолигнина получают и гидролизуют,как в примере 2. Полученный гидролизат акисляют гипохлоритом натрияпри 80 С и расходе 2,5 моль/мольгексоз исходного сырья в течение 45 1 ч, фН 12,0.Затем раствор подкисляют соляной кислотой до рН 4,0 и проводят вторую ступень окисления, какв примерах 7-11. Затем отгоняют фурфурол и определяют его выход.50 П р и м е р ы 17-21. 40 г а.с. целлолигнина получают и гидролиэуют,как в примере 2. Полученный гидролизат целлолигнина окисляют гипохлоритом натрия при расходе 3,0 моль/мольогексоз исходного сырья и 80 Свтечение 1 ч, рН 12,0. Вторую ступеньпроводят, как в примере 7. Патом отгоняют фурфурол и определяют его выход е гипохлорит натрия в количестве0,5 моль/моль исходных гексоз,Полученный после окисления раствор дегидратируют, отгоняют фурфурол и определяют его выход.П р и м е р ы 3-6. Способ осуществляют аналогично примеру 2, но полученный гидролизат целлолигнина окис ляют водным раствором гипохлоританатрия при 80 С и рН 12 в течение1 ч. Расход гипохлорита натрия напервую ступень окисления составляет1,0 моль/моль гексоз исходного сы рья.Затем массу подкисляют концентрированной НС 1 до рН 4,0 и проводят вторую ступень окисления гипохлоритом натрия в количестве 0,8;1,0; 1,5 и 2,5 моль/моль исходныхо 20 гексоз. Окисление проводят при 80 Св течение 4 ч. Полученный раствордегидратируют, отгоняют Фурфурол иопределяют его выход.П р и м е р ы 7-11, 40 г а.с. целлопигнина получают и гидролизуют, какв примере 2. Полученный гидролизатокисляют гипохлоритом натрия при80 С в течение 1 ч и расходе 1,5 моль//моль гексоз исходного сырья. ЗаЭ 0 тем раствор подкисляют концентрированной соляной кислотой да рН 4,0и добавляют раствор гипохлорита натрия на вторую ступень в кбличестве0,5; 0,8; 1,0; 1,5 и 2,5 моль/моль З 5.исходных гексоз, выдерживают в течение 4 ч при 80 С, отгоняют фурфурол и определяют его выход.1359382 Как видно из таблиц, предлагаемый способ (по сравнению с известным) повышает выход фурфурола по сравнению с прототипом (выход фурфурола по прототипу 87 от а.сдревесины). П р и м е р ы 22-26, 40 г а,с.целлолигнина получают и гидролизуюткак в примере 2.Полученный гидролиэатокисляют гипохлоритом натрия прирасходе 3,5 моль/моль исходных гексоз и 80 С, рН 12 в течение 1 ч.Вторую ступень окисления проводят,как описано в примере 7. Затем отгоняют фурфурол и определяют его выход.Данные по примерам 1-26 приведеныв табл, 1.П р и м е р ы 27-31. 40 г а,с. целлолигнина получают и гидролизуют,как 15в примере 2, Полученный гидролиэатокисляют раствором гипохлорита натрия при 80 С, рН 12 и расходе 2,5 моль//моль исходных гексоз в течение1,2,4,6 и 8 ч. Затем раствор подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 4,0, добавляют раствор гипохлорита натрия в количестве 1,0 моль//моль гексоз и проводят вторую стуопень окисления при 80 С в течение 254 ч. Полученный раствор дегидратируют,отгоняют фурфурол и определяютего выход,Данные по примерам 27-31 приведены в табл. 2. 30П р и м е р 32. 40 г а.с, целлолигнина получают и гидролиэуют,какв примере 2. Полученный гидролизатцеллолигнина окисляют гипохлоритомнатрия в количестве 2,5 моль/мольоисходных гексоз при 80 С и рН 12в течение 4 ч. Затем раствор подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 4,0 и проводят вторуюступень окисления гипохлоритом натрия в количестве 1,0 моль/моль исходоных гексоз при 80 С в течение 6 ч.Полученный раствор дегидратируют,отгоняют фурфурол и определяют еговыход. 45П р и м е р 33. 40 г а.с. целлолигнина получают и гидролизуют, какв примере 2. Полученный гидролизатцеллолигнина окисляют растворомгипохлорита .натрия на первой ступени, 50как в примере 32, Затем раствор подкисляют концентрированной солянойкислотой до рН 4,0 и проводят вто-рую ступень окисления, как в примере31, но в течение 8 ч. Потом раствордегидратируют,отгоняют фурфурол иопределяют его выход.П р и м е р ы 34-35, 40 г а.с. целлолигнина получают и гидролизуют,как в примере 2. Полученный гидролиэат целлолигнина окисляют на второй и первой ступени, как в примере 33,но продолжительность окисления на второй ступени 9-10 ч. Полученные растворы дегидратируют, отгоняют фурфурол и определяют его выход,.Данные по примерам 32 - 35 приведены в табл. 3.П р и м е р ы 36-39. 40 г а.с. целлолигнина получают и гидролизуют, как в примере 2. Полученный гидролизат целлолигнина окисляют гипохлоритом натрия, как в примере 33, но температура окисления составляет 69,70,о90 и 100 С. После окисления растворы дегидратируют,отгоняют фурфурол и определяют его выход.Данные по примерам 36 - 39 приведены в табл. 4.П р и м е р ы 40-42. 40 г.а.с. целлолигнина получают и гидролиэуют как в примере 2. Полученный гидролизат целлолигнина окнсляют гипохлоритом натрия в количестве 2,5 моль/ /моль гексоэ исходного сырья при 80 С, рН 11,0, 11,5 и 12,5 в течение 4 ч. Затем подкисляют концентрированной НС 1 до рН 4,0 и проводят вторую ступень окисления гипохлоритом натрия при. расходе 1,0 моль/моль гекосоз исходного сырья и 80 С в течение 8 ч. Потом раствор дегидратируют, отгоняют фурфурол и определяют его выход. П р и м е р ы 42-46. 40 г а.с. целлолигнина получают и гидролиэуют, как в примере 2. Полученный гицролизат окисляют гипохлоритом натрия в количестве 2,5 моль/моль гексоэ исходного сырья, рН 12,0 при 80 С в течение 4 ч. Затем раствор подкисляют НС 1 до рН 3,0, 3,5; 4,2 и 4,5 и проводят вторую ступень окисления гипохлоритом натрия при расходе 1,0 моль/моль гексоэ исходногоосырья, и 80 С в течение 8 ч. Затем раствор дегидратируют, отгоняют фурфурол и определяют его выход.Данные по примерам 40-46 приведены в табл. 5.,5 2,5 3 0 0,8 1,6 1,0 5Формула изобретенияСпособ переработки целлюлозосодержащего сырья, включающий смачива". ние сырья серной кислотой, прогрев острым паром, гидролиэ пентозанов и дегидратацию пентоз при подъеме температуры с образованием фурфурола и целлолигнина, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что, с целью повышения выхода целевого продукта, после отгонки фурфурола целлолигнин гидролиэуют серной кислотой и подвергают окислительной обработке водным раствором гипохлорита натрия в две ступени прио60-100 С, при этом первую ступень проводят при рН 11,5-12,5, расходе гипохлорита натрия 1,0-3,5 моль/моль гексоз исходного сырья, а вторую ступень проводят при рН 3,5-4,5,рас ходе гипохлорита натрия 0,5-2,5 моль/моль гексоз исходного сырья в течение 4-10 ч.1359382 Пример т а.с. лолнг 3 0 10,у 5 0,4 2 3 0 10 4 9,4 2 Таб а Продол- жительыход фурфур е Х от а.с. древесины ость первой ступен окисле 4 7 9,3 7 12,Расход КаС 1на вторуюступеньмоль/мольгексоэ Продолжение табл.1 Выход фурфурола, Х Х от а.с. с учетом древесины фурфурола,ф полученногопрямым способой ЮФю с учетом выхо да фурфурола, полученного прямым способом1359382 10 ТаблицаЗ Выход фурфурола, Е ПриПродол- жительмер с учетом выходаФурфурола, полученного прямымспособом Е от а.с, древесины ностьвторой ступениокисления 14,7 6,7 33 15,1 7,1 34 6,2 13,2 10 6,0 13,0 Температура окисления, С Выход фурфурола, Х Пример Е от а,с. 4,7 Зб 60 12,7 5,1 37 70 13,1 38 90 13,9 100 13,7 40 Таблица 5 Выход фурфурола, 7 ВеличинарН Пример 7 от а.с. древесины с учетом ФУРфурола,полученного прямым способом Вторая ступень 4,0 14,7 6,7 14,7 40 11,0 41 11,5 Первая ступень Таблица 4 с учетом фурфурола,полученного прямымспособом% ат а.с. древесины 14,2 6,2 42 12,5 Первая ступень 12,0 Вторая ступень 6,6 14,6 3,0 14,6 6,6 44 4,2 14,7 6,7 14,4 4,5 Составитель А.йоносовТехред Л.СердюковаКорректор О.Кравцова Редактор А.Ревин 6121/30 Тираж 341 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб:, д.,4/5 Заказ Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4