×
10.02.2013
216.012.23ad

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области переработки древесины, а именно к области производства волокнистых целлюлозных полуфабрикатов. Способ включает варку целлюлозосодержащего сырья в присутствии пероксида водорода с последующим щелочением и отмывкой. Новизна заявленного способа заключается в том, что в качестве среды используют диоксид углерода в сверхкритическом состоянии, при этом пероксид водорода вводят в виде раствора с содержанием пероксида водорода не менее 30%. Расход пероксида водорода на варку составляет не менее 65% от массы абсолютно сухой древесины. Изобретение позволяет получить волокнистый полуфабрикат целлюлозы, обладающий повышенной механической прочностью, а также улучшить экологическую обстановку вблизи предприятий-производителей. 4 з.п. ф-лы, 6 пр., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области переработки древесины и может быть использовано при производстве волокнистых полуфабрикатов целлюлозы.

Известен способ получения беленой целлюлозы различного назначения (Патент РФ №2046869) путем щелочной варки целлюлозосодержащего материала, промывки полученной целлюлозы, сортирования, обработки ее химикатами в присутствии пирофосфата натрия и последующей многоступенчатой отбелки с использованием хлорсодержащих реагентов, отличающийся тем, что обработку целлюлозы перед отбелкой осуществляют надуксусной кислотой и/или гидроксидом натрия в количестве от 1,0 до 10,0% от абсолютно сухой небеленой целлюлозы, а пирофосфат натрия вводят в количестве от 0,1 до 0,2.

Недостатком известного способа следует признать низкие механические свойства получаемого продукта, а также длительность процесса.

Известен способ получения целлюлозы (Патент РФ №2042004), включающий варку древесных материалов в кислом варочном растворе, содержащем пероксид водорода, уксусную, и перуксусную, и серную кислоты, а также катализаторы на основе тяжелых металлов.

Недостатком известного способа следует признать низкие механические характеристики получаемой целлюлозы и трудности регенерации варочных реагентов.

Известен способ получения целлюлозы (А.с. СССР №761647), включающий варку целлюлозосодержащих материалов в варочном растворе, содержащем органическую кислоту и пероксид водорода в присутствии серной кислоты.

Недостатком известного способа следует признать низкие механические характеристики получаемой целлюлозы.

Известен способ получения целлюлозного полуфабриката (Патент РФ №2150538) путем варки древесной щепы в растворе, содержащем уксусную кислоту, перекись водорода и катализатор - серную кислоту, причем варку осуществляют в смеси 37% перекиси водорода и 30% уксусной кислоты, взятых в мольном соотношении 0,3-0,5, при гидромодуле 10:1 и температуре 120-140°С, в течение 2-5 ч в присутствии серной кислоты в количестве 1,5-2,5% от массы абсолютно сухой древесной щепы.

Недостатком известного способа следует признать низкие механические характеристики получаемой целлюлозы и низкий выход целлюлозы.

Известен способ получения целлюлозного полуфабриката (Патент РФ №2217537) путем варки древесных отходов в растворе, содержащем пероксид водорода, уксусную кислоту и катализатор диоксид титана, причем реакционную смесь предварительно подвергают УФ активации в течение 5-20 мин. Предпочтительно процесс варки осуществляют при мольном отношении пероксида водорода к уксусной кислоте, равном 0,3-0,7, при гидромодуле 10:1-15:1.

Недостатком известного способа следует признать низкие механические характеристики получаемой целлюлозы и низкий выход целлюлозы.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ варки целлюлозы (Патент РФ №2206654), включающий варку целлюлозосодержащего сырья в водном растворе пероксида водорода без использования органических кислот, но в присутствии катализаторов на основе тяжелых металлов и серной кислоты. Этот способ принят за прототип.

Недостатком известного способа следует признать низкие механические характеристики получаемой целлюлозы и низкий выход целлюлозы.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в разработке способа получения волокнистого полуфабриката целлюлозы, обладающего повышенной механической прочностью, а также в улучшении экологической обстановки вблизи предприятий - производителей волокнистых полуфабрикатов целлюлозы за счет исключения из технологического цикла соединений серы и тяжелых металлов.

Это достигается тем, что варку целлюлозосодержащего сырья проводят в среде диоксида углерода в сверхкритическом состоянии, причем пероксид водорода вводят в виде раствора с содержанием пероксида водорода не менее 30%, при этом расход пероксида водорода на варку составляет не менее 65% от массы абсолютно сухой древесины.

Способ осуществляется следующим образом. Целлюлозосодержащий материал обрабатывают водным раствором пероксида водорода с содержанием пероксида водорода не менее 30%, при этом расход пероксида водорода на варку составляет не менее 65% от массы абсолютно сухой древесины в реакционной среде, представляющей собой диоксид углерода, находящийся в сверхкритическом состоянии. Гидромодуль варки составляет от 1:5 до 1:10, а температура варки 60-120°С. Избыточное давление в системе поддерживают на уровне 100-350 атмосфер. Предпочтительно температуру процесса поднимают до конечной в течение 20-30 минут, без стоянок при промежуточных значениях температур. Время варки при конечной температуре зависит от необходимой степени провара волокнистого полуфабриката. После окончания варки варочный раствор отделяют от окисленного целлюлозосодержащего сырья. Окисленное в процессе варки целлюлозосодержащее сырье промывают водой и подвергают щелочению. Диоксид углерода отработанного варочного раствора может быть регенерирован и использован повторно.

Конкретные условия реализации способа (давление, температура, временные режимы, состав варочного раствора и режимы щелочения) могут варьироваться и определяются, исходя из состава и характеристик целлюлозосодержащего сырья. Физико-химические показатели волокнистых полуфабрикатов целлюлозы определяли по методикам, известным и общепризнанным в данной области техники.

Пример 1. В одном из вариантов реализации способа предварительно обессмоленные еловые опилки обрабатывают диоксидом углерода, находящемся в сверхкритическом состоянии, содержащим 20 об.% (около 65% расхода пероксида водорода от массы абсолютно сухой древесины) 30%-ного водного раствора пероксида водорода. Гидромодуль варки 1:10 Температура варки 100°С. Подъем температуры непрерывный за 20 минут. Избыточное давление - 200 атмосфер. Подъем давления непрерывный. Варка при конечной температуре 2 часа. Щелочение промытой массы осуществляют 2%-ным раствором гидроксида натрия при расходе гидроксида натрия 1,4 г на 1 г исходной абсолютно сухой древесины, с последующей промывкой.

Пример 2. В другом варианте реализации способа еловые опилки обрабатывают диоксидом углерода, находящемся в сверхкритическом состоянии, содержащим 20 об.% 30%-ного водного раствора пероксида водорода. Гидромодуль варки 1:10. Температура варки 80°С. Подъем температуры непрерывный за 20 минут. Избыточное давление - 250 атмосфер. Подъем давления ступенчатый, первые 20 минут варки - 74 атмосферы, затем быстрый подъем до 250 атмосфер. Варка при конечной температуре 2 часа. Щелочение промытой массы осуществляют 2%-ным раствором гидроксида натрия при расходе гидроксида натрия 1,4 г на 1 г исходной абсолютно сухой древесины, с последующей промывкой.

Пример 3. В другом варианте реализации способа еловые опилки обрабатывают диоксидом углерода, находящемся в сверхкритическом состоянии, содержащим 20 об.% 30%-ного водного раствора пероксида водорода. Гидромодуль варки 1:5. Температура варки 60°С. Подъем температуры непрерывный за 20 минут. Избыточное давление 350 атмосфер. Подъем давления ступенчатый, первые 20 минут варки 74 атмосферы, затем быстрый подъем до 350 атмосфер. Варка на конечной температуре 2 часа. Щелочение промытой массы 2%-ным раствором гидроксида натрия при расходе гидроксида натрия 1,4 г на г исходной абсолютно сухой древесины, с последующей промывкой. Выход целлюлозы составил 56% при числе Каппа 41.

Пример 4. В другом варианте реализации способа еловые опилки, освобожденные от смолистых веществ, обрабатывают диоксидом углерода, находящемся в сверхкритическом состоянии, содержащим 20 об.% 30%-ного водного раствора пероксида водорода. Гидромодуль варки 1:10. Температура варки 120°С. Подъем температуры непрерывный за 20 минут. Избыточное давление 100 атмосфер. Подъем давления ступенчатый, первые 20 минут варки 74 атмосферы, затем быстрый подъем до 100 атмосфер. Варка на конечной температуре 2 часа. Щелочение промытой массы 2%-ным раствором гидроксида натрия при расходе гидроксида натрия 1,4 г на г исходной абсолютно сухой древесины, с последующей промывкой. Выход целлюлозы составил 50% при числе Каппа 28.

Пример 5. В другом варианте реализации способа еловые опилки, освобожденные от смолистых веществ, обрабатывают диоксидом углерода, находящемся в сверхкритическом состоянии, содержащим 10 об.% (менее 65% расхода пероксида водорода от массы абсолютно сухой древесины) 30%-ного водного раствора пероксида водорода. Гидромодуль варки 1:10. Температура варки 120°С. Подъем температуры непрерывный за 20 минут. Избыточное давление 100 атмосфер. Подъем давления ступенчатый, первые 20 минут варки 74 атмосферы, затем быстрый подъем до 200 атмосфер. Варка на конечной температуре 2 часа. Щелочение промытой массы 2%-ным раствором гидроксида натрия при расходе гидроксида натрия 1,4 г на г исходной абсолютно сухой древесины, с последующей промывкой. Выход массы составил 85%. Масса при промывке не сепарировалась на волокна.

Пример 6. В другом варианте реализации способа еловые опилки, освобожденные от смолистых веществ, обрабатывают диоксидом углерода, находящемся в сверхкритическом состоянии, содержащим 80 об.% (около 250% расхода пероксида водорода от массы абсолютно сухой древесины) 30%-ного водного раствора пероксида водорода. Гидромодуль варки 1:10. Температура варки 120°С. Подъем температуры непрерывный за 20 минут. Избыточное давление 200 атмосфер. Подъем давления ступенчатый, первые 20 минут варки 74 атмосферы, затем быстрый подъем до 100 атмосфер. Варка на конечной температуре 2 часа. Щелочение промытой массы 2%-ным раствором гидроксида натрия при расходе гидроксида натрия 1,4 г на г исходной абсолютно сухой древесины, с последующей промывкой. Выход целлюлозы составил 32% при числе Каппа 0,1.

Сравнительные результаты окислительной варки с применением перуксусной кислоты в водной среде (по прототипу) и заявляемого способа, реализованного по примеру 1, и физико-механические показатели получаемых целлюлоз приведены в таблице.

Технологические параметры и показатели качества полуфабриката Окислительная варка в водной среде Окислительная варка в сверхкритическом СО2
Катализатор Вольфраматы, молибдаты и серная кислота при совместном присутствии нет
Концентрация Н2О, г/г а.с. древесины 0,72 0,72
Температура варки, °С 80 100
Время варки, ч 1 2
Выход продукта, % от массы а.с. древесины 73 54
Содержание остаточного лигнина, % 10 6,9
Физико-механические показатели:
Разрывная длина, м 5100 6000
Сопротивление продавливанию кольца, кПа 137 164
Сопротивление раздиранию, мН 300 366

Как следует из представленной выше таблицы, заявленный экологически безопасный окислительный способ получения волокнистого полуфабриката в среде сверхкритического углекислого газа, позволяет не только повысить экологическую безопасность производства за счет исключения из производственного цикла токсичных минеральных реагентов (соединений серы), но и повысить показатели механической прочности волокнистых полуфабрикатов.

Для реализации заявляемого способа может быть использовано стандартное промышленное оборудование, в частности оборудование для проведения сверхкритической флюидной экстракции.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-7 of 7 items.
10.10.2014
№216.012.fa99

Сорбент для обеззараживания проливов ракетного топлива

Изобретение относится к сорбенту для обеззараживания проливов ракетного топлива, содержащему карбоксильные группы в составе органического катионита. При этом в качестве носителя карбоксильных групп применен гидролизный лигнин степенью влажности 0-30% с размерами частиц 1-2 мм. Применение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529999
Дата охранного документа: 10.10.2014
27.09.2015
№216.013.7fec

Способ получения ионообменного сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов и органических веществ

Изобретение относится к области промышленной экологии и может быть использовано для очистки сточных вод от тяжелых металлов и органических веществ. Предложен способ получения ионообменного сорбента, представляющего собой сополимер лигносульфоната натрия и полиметилакрилата. Сорбент получен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564345
Дата охранного документа: 27.09.2015
10.01.2016
№216.013.9f4e

Способ получения нитратов целлюлозы

Изобретение относится к технологии изготовления нитратов целлюлозы и может быть использовано при их получении по непрерывной и комбинированной технологиям. Способ получения нитратов целлюлозы в безводной среде путем обработки целлюлозы нитрующим агентом, представляющим собой смесь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572419
Дата охранного документа: 10.01.2016
27.04.2016
№216.015.3972

Способ получения твердого экстракта, обогащенного усниновой кислотой, из слоевищ лишайника рода "cladonia"

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения экстракта из слоевищ лишайника рода Cladonia. Способ получения экстракта из слоевищ лишайника рода Cladonia путем экстракции сырья диоксидом углерода при определенных условиях, при этом экстракт содержит 85%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582978
Дата охранного документа: 27.04.2016
25.08.2017
№217.015.aebd

Способ получения масла из ягод брусники

Изобретение относится к области переработки растительного сырья, а именно к области получения масел растительного происхождения. Способ включает обработку подготовленных ягод брусники диоксидом углерода, находящимся в суб- или сверхкритическом состоянии, при температуре 20-60°C, давлении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612797
Дата охранного документа: 13.03.2017
26.08.2017
№217.015.dea8

Способ получения мезитилена

Изобретение относится к способу получения мезитилена путём конденсации. Способ характеризуется тем, что ацетон находится в состоянии сверхкритического флюида (при повышенной температуре и избыточном давлении), а плотность ацетона составляет не менее 5 моль/л. Способ позволяет обходиться без...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624730
Дата охранного документа: 06.07.2017
29.12.2017
№217.015.f5af

Сорбент на основе клетчатки бурых водорослей

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к сорбенту на основе клетчатки бурых водорослей. Сорбент на основе клетчатки бурых водорослей, обладающий сорбционной активностью по отношению к солям тяжелых металлов и среднемолекулярным токсикантам жидких сред, представляет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637436
Дата охранного документа: 04.12.2017
Showing 1-10 of 100 items.
20.01.2013
№216.012.1da2

Прибор для определения деформаций и сил морозного пучения грунта

Изобретение относится к приборам для определения деформаций и сил морозного пучения грунта в лабораторных условиях. Прибор представляет собой гильзу, собранную из разрезных колец, снабженных бандажами с заданной податливостью с датчиками тензометрии, поддон, пористый вкладыш для подпитки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473080
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.02.2013
№216.012.23bc

Прибор для измерения деформаций морозного пучения грунта

Изобретение относится к приборам для измерения деформаций морозного пучения грунта в лабораторных условиях. Прибор для измерения деформаций морозного пучения грунта включает гильзу для образца грунта, составленную из колец, основание с камерой для подачи воды. Кольца выполнены в виде полуколец,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474650
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2a67

Способ получения магнитоактивного соединения

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения магнитоактивного соединения включает добавление к подкисленному раствору соли железа (II) соли азотистой кислоты, затем осаждение раствором щелочи. Изобретение позволяет получить магнитоактивное соединение железа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476382
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.04.2013
№216.012.362a

Ленточнопильный станок

Изобретение относится к оборудованию деревообрабатывающей промышленности. Ленточнопильный станок содержит ленточную пилу, механизм натяжения пилы, механизм привода пилы и криволинейные направляющие. Рабочие поверхности криволинейных направляющих выполнены в виде аэродинамических опор с каналами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479419
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.39ab

Способ установки направляющих для полосовых "плавающих" нерастянутых пил лесопильного станка

Способ может быть использован в лесопильной промышленности при работе на оборудовании для продольной распиловки лесоматериалов. Осуществляют установку коренной направляющей, определяющей положение блока пил, ограничительной направляющей и промежуточных направляющих, толщины которых связаны с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480324
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3d3f

Космический аппарат со стабилизацией вращением

Изобретение относится к космической технике и предназначено для различных типов космических аппаратов (КА) со стабилизацией вращением. Космический аппарат со стабилизацией вращением содержит корпус, датчик контроля углового вращения, две взаимоперпендикулярные и симметрично размещенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481246
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.06.2013
№216.012.519f

Способ определения прочности бетона

Изобретение относится к способам по испытаниям строительных материалов из бетона, а именно к определению их механических свойств, в частности прочности, как при промежуточном контроле изделий на стадии формирования физико-механических свойств, так и при обследовании конструкций уже построенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486488
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.53a2

Ленточнопильный станок

Изобретение относится к оборудованию для лесопильно-деревообрабатывающего производства. Ленточнопильный станок содержит станину, ленточную пилу и ее привод. На станине установлены неподвижная и подвижная направляющие. Направляющие выполнены в виде криволинейных односторонних аэростатических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487013
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.07.2013
№216.012.59aa

Способ получения 2,4-динитрофенола

Изобретение относится к области химии, конкретно к способу получения 2,4-динитрофенола. Способ заключается в нитровании фенола и характеризуется тем, что нитрование проводят концентрированной азотной кислотой в водно-спиртовой среде при температуре кипения реакционной смеси в течение 1-2 ч....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488575
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5cb9

Способ получения оксида железа

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения оксида железа (III) включает окисление соединений железа (II). Окисление соли железа (II) осуществляют введением нитрита натрия, расход которого составляет не менее 0,65 моль на 1 моль соли железа (II). Затем в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489358
Дата охранного документа: 10.08.2013
+ добавить свой РИД