Файл: Технология гидролизных производств учебник..pdf

ч

центрифуге 14, размалывают на мельнице 15 и смешивают при температуре не выше 30° С в течение нескольких минут с водой, подаваемой в количестве 60—70% от кристаллов двойного соеди­ нения. Процесс смешения и перекристаллизацию ведут в системе смесителей 16, 17. В этих условиях смесь кристаллов и воды вна­ чале разжижается, а затем загустевает. При этом кристаллы двой­ ного соединения быстро растворяются, а из раствора выделяются кристаллы чистой глюкозы.

Рис. 83. Схема выделения кристаллической глюкозы из гексозного гидролизата через ее двойное соединение с хлористым натром:

Весь процесс перекристаллизации продолжается около 30 мин. При этом выход кристаллической глюкозы при 15° С составляет 65—70% от глюкозы, содержащейся в двойном соединении. Кри­ сталлы глюкозы отделяются от маточника в центрифуге 18 и про­ мываются небольшим количеством холодной воды. Маточник, со­ держащий часть глюкозы и весь хлористый натрий, используют снова в производстве.

Влажные кристаллы глюкозы из центрифуги 18 перегружают в барабанную сушилку 19, где их высушивают, дробят на мель­ нице 20 и собирают в бункере 21. Из этого бункера сухую кри­ сталлическую глюкозу перегружают в бумажные мешки и транс­ портируют на склад.

348

Выход кристаллической глюкозы при гидролизе хвойной древе­ сины по описанной технологии составляет 20—25%, или 200—

250 кг из 1 тдревесины.

Расход хлористого водорода достигает 30—40% от сухой дре­

Глава XVI ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОЛИЗНОГО ЛИГНИНА

При гидролизе в производственных условиях одревесневших ра­ стительных тканей (древесины, растительных сельскохозяйствен­ ных отходов и т. д.) разбавленными и концентрированными минеральными кислотами остается нерастворимый остаток, назы­ ваемый техническим лигнином. Основную массу его составляет лиг­ нин клеточных стенок растений. В состав технических лигнинов входит также 5—20% непрогидролизованной целлюлозы, значи­ тельная часть смол, восков, жиров, содержащихся в исходном сырье, а также не растворившаяся при гидролизе часть белков, зольных элементов и, кроме того, гуминовые вещества, образо­ вавшиеся при распаде сахаров. Содержание золы в техническом лигнине в зависимости от состава исходного сырья, наличия в нем песка, глины или осколков футеровки колеблется от 1—2,5% в лигнине древесины и до 45% в лигнине овсяной шелухи. Выход

технического лигнина колеблется от 25 до 40%, в зависимости от . состава исходного сырья, условий гидролиза и уноса лигнина из гидролизаппарата через фильтры с гидролизатом. Небольшая часть лигнина, по-видимому, переходит в раствор при перколяции, образуя неустойчивую коллоидную систему, которая по ме­ ре охлаждения гидролизата и его отстаивания постепенно ста­ реет, дисперсность лигнина уменьшается, и он постепенно выпа­ дает из раствора в виде осадка коричневого цвета.

Влажность технического лигнина, выгруженного из гидроДизаппаратов после гидрблиза горячей разбавленной минеральной кислотой, составляет 65—68%.

Лигнин, получаемый после гидролиза древесины сверхконцен­ трированной соляной кислотой в батарее диффузоров, имеет влаж­ ность 80—90%. Органическое вещество технического лигнина со­ держит 63,5—65% углерода, 5,4—5,9% водорода и 29,1—30,1% кислорода. Теплотворная способность сухого вещества такого лигнина составляет 6200—6500 кал/кг. Температура размягчения

349

золы древесного лигнина лежит в пределах 1180—1200° С. Тепло­ творная способность влажного технического лигнина после гид­ ролиза разбавленной серной кислотой составляет около 1600 кал/кг.

Кроме перечисленных компонентов, входящих в состав нерас­ творимой части технического лигнина, в нем содержатся также вещества, растворенные в жидкости, удерживаемой лигнином. В их состав входят: минеральная кислота, исполнявшая функцию катализатора при гидролизе, и органические вещества гидроли­ зата, состоящие главным образом из глюкозы и продуктов ее распада.

Количество лигнина, образующееся на гидролизных заводах

СССР ежегодно, измеряется миллионами тонн. Поэтому рацио­ нальное использование его представляет большую народнохозяй­ ственную задачу. В настоящее время проблема использования лигнина полностью не решена и поэтому н^ ряде предприятий лигнин отвозится с территории заводов и сваливается в соседние овраги. Часть лигнина используется:

1. В к а ч е с т в е т о п л и в а д л я к о т е л ь н ы х . Сырой лигнин из-за низкой калорийности для этого непригоден. Поэтому перед сжиганием влажный лигнин сушат в естественных условиях, на воздухе или подсушивают отходящими топочными газами из ко­ тельной до содержания влаги 20—40%. Влажный лигнин горя­ чими газами котельной подсушивают в трубе-сушилке или в су­ шильном барабане. Высушенный лигнин смешивается с другими видами топлива, например углем, и размалывается в мельнице и в виде пылевидного топлива подается для сжигания в топки па­ ровых котлов.

2. В к а ч е с т в е т о п л и в а д л я н а с е л е н и я . В южных рай­ онах нашей страны, где ощущается недостаток в местном топливе для бытовых нужд, из гидролизного лигнина приготовляют су­ хие брикеты. Для этого лигнин предварительно высушивают до влажности 15— 16%, используя тепло, образующееся при сжига­ нии части лигнина. Получающиеся при этом газы имеют началь­

этой температуре газы используются для сушки влажного лиг­ нина, при этом температура газов падает до 100— 110° С. Влаж­ ный лигнин сушится в барабанной сушилке, внутренняя поверх­ ность которой футерована кирпичом. В этой сушилке влажность лигнина падает до 35%, после чего он досушивается до указан­ ной выше влажности в трубе-сушилке. Высушенный лигнин по­ ступает .в брикетный пресс, обеспечивающий давление до 1500 кгс/см. Полученные брикеты поступают в торговую сеть для бытовых нужд.

вание сухого лигнина как топлива, не содержащего серы и бога­ того углеродом, в доменном процессе.

350

4. Д л я п о л у ч е н и я к а р б о н и з о в а и н о г о л и г н и н а . Для получения реакционноспособного угля, применяемого при произ­ водстве сероуглерода, влажный лигнин предварительно пласти­ фицируется и формуется с помощью- шнек-прессов в гранулы диа­ метром около 20 см. Последние высушиваются при начальной температуре 450°С и конечной 150° С, после чего подвергаются обугливанию в вертикальных ретортах с внутренним обогревом при температуре 500—600° С. Выход угля в этих условиях состав­ ляет 47—56% с содержанием золы 3—6%. При этом образуется 15— 18% растворимой смолы, 10— 14% отстойной смолы. В боль­ шинстве случаев побочные продукты не улавливаются и сжига­

сацией фенола с лигнином в щелочной среде. Раствор этой смо­ лы используется для обработки формовочной земли, применяемой при изготовлении опок. Такая земля после удаления органиче­ ского растворителя заполняет опоку и нагревается; после охлаж­ дения опока хорошо сохраняет форму. После заливки в опоку расплавленного металла смола легко выгорает и земля легко ссыпается. Такая обработка формовочной земли иногда применя­ ется при точном литье вместо фенолформальдегидной смолы, ко­

8%-ной азотной кислотой и смешанный при 98° С с разбавленным едким натром и бусильфитом натрия. Полученный продукт вы­ пускается в виде раствора, содержащего 17% сухих веществ, или в виде порошка.

Хорошими поверхностно-активными свойствами отличается и щелочной раствор нитролигнина, получаемого при обработке гид­ ролизного лигнина нитрующей смесью, состоящей из 10%-ной азотной и 25%-ной серной кислот, при гидромодуле 1 : 10 и тем­ пературе 34—36° С в течение 2,5 ч. Поверхностно-активными свой­ ствами обладает также игитан, представляющий собой смесь ни­

ний лигнин сельскохозяйственных отходов обрабатывают 30%- ной азотной кислотой при нагревании. Лигнин при этом окисля­ ется до бензолполикарбоңовых кислот и щавелевой кислоты. Для увеличения выходов бензолполикарбоновых кислот лигнин перед окислением подвергают дополнительной конденсации в кислой среде при 180—270° С в течение 2—24 ч. Окисленная смесь осво­ бождается от избытка азотной кислоты отгонкой под вакуумом и

351