автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Технология сульфатной целлюлозы из древесины березы с использованием лесохимических добавок

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ЛЕСОТШШЕСКАЯ АКАДЙШ

На правах рукописи

ГАМИДУЛЛАЕВ СШЗДЩИН НАГМЕГУЛЛАЕВДО

ТЕХНОЛОГИЯ СУЛЬФАТНОЙ ЦШШЮЭЫ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ БЕРЁЗЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕСОХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК

05.21.03. "Технология и оборудование химической ' переработки древесины; химия древесины"

' ' Автореферат ■.

диссертации на соискание у <еноЙ степени

кандидата технических наук.

Санкт-Петербург

1993г

Работа выполнена на кафедре химии древесикч Санкт-Петербургской лесотехнической академии и во Всероссийском научно-иссллдоьлтельском институте целлюлозно-бумажной промышленности.

Научный руководитель: Научный консультант!

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Леонович А.А.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Рихтер Н.Е.

доктор технических наук, профессор ПазухинС^Г.А.

кандидат хицнчеоких наук Кряке в А.Ц.

Ведущее предприятие:

С.-Петербургский технологический институт целлвлозно-^уивяной промышленности

Защита диссертации состоится 1993г. в//часов

на заседании специализированного Совета Д.063.50.02. в Санкт-Петербургской лесотехнической академии по адресу: 194018, Санкт-Петербург, Институтский пер.,5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке лесотехнической - академии

Автореферат разослан " 1993года.

Учёный секретарь і

специализированного Совета

Н.Н. Калинин

0Б1ДЛН ХАРА1ГГЕР1!СТИКА РАБОТЦ

Актуальность теми. Поиск новых болея сопераенних технологий получения целлвлозм, отвечающих современник требованиям экономики и экологической безопасности, или модификация существующих способов варки, приобретает особую актуальность. Это связано с необходимостью расширения сырьевой баги, комплексным использованием и переработкой древесного сырья, обострением проблемы смолпнпх затруднений. Использование химических добавок, позьоляю^!Х одновременно повютать выход целлюлозы и улучшать ее качество, улучшать промывку целлюлозы при минимальных затратах является ватной народно-хозяйственной задачей. В этой связи особое внимание уделяется вещества;.! хшоидного к подифе-нольного типа. Ыногогониакные дешевые, так называемые "побзч-ниэ” продукты лесохимического яропзгодстеа являются большим резервом п повшении оффеютшазсти использования дровеспого сырья. СлодиЯ комплекс соединелн') феиолоп, входящих а с-остав лесохимических смол, мокет оказывать стабилизирующее действие на полисахаридную часть в процессе целочноЛ Барки- цечлалозосо-дерча'”!»ро сырья, а продукты окнленял смол могут проявлять свойства поверхностио-актиеГшх веществ {ПАШ. Эта свойства снол пиролиза древесины и продуктов их сишенип открывают возможность применения лесохимических смол на всех стадиях щелочной делнгни5>икации древесиш, вкдичал варку я кислородно-мелочную отбелку. .

Цель и задачи исследования. Цель» являлось обоснование возможности использования лесохимических продуктов пиролиза ■ древесины в качестве добавок при производстве сульфатно») целлюлозы из лиственных пород. О задачи входило:

1. Исследовать возможность использования лесохимических продуктов пиролиза дремсини в качестве добавок при сульфатной варке древесины березы; изучить их влияние на основные показатели качества технической целлюлозы и состав щелоков.

2. Выбрать на основании проведенных сравнительных исследований наиболее эффективную химическую добавку..

3. Установить действие вводимой добавки на основные процессы, протекающие с компонентами древесины, и исследовать свойства добавки как ПАВ в процессе делигнификации и промывки

целлилози.

4. Проверить возможность использования выбранной добавки в промышленных условиях, разработать технологический регламент на опытно-промышленную выработку, .

Научная новизна. Исследованием кинетики сульфатной варки установлена комплексность действия лесохимического продукта ЛВД уменьшавшего деструкцию углеводного комплекса и ускорявшего процесс щелочной делипш{»ікации. Характер кинетических кривых изменения кассовой доли экстрактивных веществ в целлсдоз-е является де ізательством определения ЛХД как повер-хнсстно-аьтиБНОго веп;осто&. Исследованием экстрактивных веществ целлюлозы показано, что основной компонент нео-шляемнх сез;сств нейтральной фракции является бетуллн.

Полученные пкепериментальныо данные легли » основу модифицированной технологии иарк»5 сульфатной целлюлозы с введением в процесс омыленных пирогенньк смол.

Практшаская ценность. Ыоккцая и диспергирующая способность ЛХД как ПЛВ положена в основу разработки нового способа проілівки :едлюлозы после варки, на который с ид оно авторское свидетельство. Разработанная технология сульфатной иарки с ошлентши пі'.роліізішми смолами, в том числе с ЛХД, позволяет аффективно и аконоійічески вигодко решать проблему смолшшх затруднений, заменить дорогостоящие и дефицитные попсрхностно-активныо веа-оства, такие как применяющееся ^ прокьоалонпости хвойное галлоиоо масло. Использование ДЭД позволяет увеличить выход целлюлозы на 1.. .2% и умгньгатъ роогсд белого щелока, который в сботглл условиях тратится на омыление галлового пасла. .

, Разработанная технология била реализована на сульфатном ааводе 52.СЕв'іогорского ДЕК в саде опитно-яро>мленіг.;< выработок продо<тйктаяьиэсть!3 от 3 до 30 суток. Анализ промьглленггче партий показал ьысоко-з качество целлюлозы. Состояние оборудования посій проведения выработок также подтв^р-эдает технологичность дспользосспия ЛЗД.

'Апро<?а»;;п в-г.ботн. Оеноонив. результаты были долояеиц к об-суадены на 5-ой межреспубликанской конференции «ояодых учених "Исследования в области химии древесины’*', В і га, 1988г., конференции "Термическая переработка древесины и ее компонентов",

Красноярск, 1980г., международным кон}юреиция "Проблемы жис-лительмо-госстапоьительных препрлцеиий компонентов дрепесини", Архангельск, 1992г., на еясегодных научно-технических конференциях ЛТД, І9Ш-І99ІІ гг. '

Публикации. По материалам диссертации ооублиноюшо С печатных работ, получено одно питерское сьидетзльстоо.

Структура и с.бч.<!ы работы, Диссертация состоит из тіедения, четирех глав, основних синодов, списка лите^чтури и приложения. Содпр-дачие рнботи наложено на 183 стр. машинописного тексти, включая IV таблиц, 30 рисунков. Библиография содержит ШЗ ним-мено&аїшгі. Приложение к диссертант содержит технологические регламент», акти о пролед міки опитно-промкплешшх пирнботок листш'иноН сульфатной целлюлозы с «ведением полсрхностно-ак-тивной добавки ЛХД-

ССШЬШЕ РЕЗУЛЬТАТУ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

I. Изучение возможности использоеония лесохимических проду-

КТОІІ ПИрОДИГіН ДР‘ДІІЄСШІЬ1 при ЩОЛОЧНОЙ Л«ЛНГНК{'ЙКШ1ИИ

Подобрали ряд лесохимических.продуктов пиролиаа драиеспни и их исг\ггаяи в качестве добавок » лабораторних опытах суль-і'йт.чоїі варки древесин» березо ( Вс»іи.£а ^рггисО£а ), При лток основыеались па предположения, что положительной влияние до-бисок при варке обусловлено-присутствием и них фенолсидер*а-цих соединений, которые могут участвовать и оинеянтельно-моо-станоьительнои взаимодействии с полисахаридами. Кроме того, некоторые лесохимические продукти оОл«дп»т поверхностно-активными свойствами и по этой причине повисят полноту удаления экстрактивных .веществ и умет/гит смолянке затруднения. Исследовали влияние іибранн>« продуктов яри варке на ныход технической целлвлоан и ее показатели качеств» (честность, остаточний ЛИГНИН И ЭКСТрыПЛиНЫЭ {,«Ц(!СТМ, СП) и СОСТАВ іделокон после парки методом фракционного разделения.

Добавка продуктов переработки отстойной смоли мягчите*..,

'л ингибитора Ьахтанского экспериментального завода покапала увеличение ьыхода древесного остатка до ЗЯ' При сохранении качества целлюлоз». В связи с: небольшими масштабами нрсиавод-

ства этих лесохимических проектов представляло!” интересным исследовать возможность е процессе сульфатной варки использования растворимой смолы. Растссрпмая смола содеркит в своем составе в основном летучие кислоты, гидроксикислоты и другие химические соединения, состав которых может колебаться в зави-сшщсііі от древесной породи, сирья, региона произрастания и режима пиролиза. По элементному составу рості “римая скола отличается от отстойной пониженным содержанием углерода и высоким > содержанием кислорода. .

Варки проводили в лабораторных условиях, в качестве добавок в количестве Г...2£ использовали растворимую смолу Сваляп-ского, Лмзинского и Моломского ЛХЗ. Увеличение выхода целлюлозы в сравнении с контрольный опытом оказалось незначительным. Практически не изменяется содержание лигнина в ^зллюлозе, а колебания показателей жесткости и содержания экстрактивных' веществ в целлюлозе находятся в пределах ошибуи опыта.

Данные анализа щелоков по остаточной щелочи показали практически одинаковые результаты в контрольных и опытных варках. Снижение массовой доли сухих и нейтральных веществ в щелоках наблюдаотсп лишь.в случае использований образцов раство-римих смол Сваляеского и Ыоломского ЯХЗ, массовая доля фенольной фракции независимо от сада вводимой добавки, находится на одном уровне с контрольной варкой.

Проведенная серия опытов не обнаружила существенного влияния испытанных добавок на показатели качества целлюлозы и состав целоков. Дли поЕьшешш эффективности лесохпмиче чои добавки, по-видимому, необходима специальная их подготовка. Возможным приемом может явиться омыление смол, при отом изменяется как химический состав, так и ризические свойства смелы.

В качестве добавок при сульфата ІІ г 'рке использовали:

- смолу древесную омыленную (твердую) -

- смолу древеснув осиленную (жидкую) - СД0Ж;

- лесохимическую повархностко-активную добавку (ЛХД).

Продукты на основе отстойной смолы находят широкое практическое Применение, тогда как область использования растворимой смолы и ЛХД ограничена. ЛХД, обладая поверхностно-активными свойствами, находит применение в производстве строительных материалов. Требуется изыскать возможность реализации этих

Свойств б условиях получения целлюлозы для замены дорогостоящих ПЛВ. ■

Как одно из средств борьбы со смоляными затруднениями используют сульфатное мило, таллоьоо часло, бероцел, праксанол и др. Предложены также лигносульфонаты, поверхностно-активные свойства которых улучшают введением в их химическую структуру алхиламнноЕых группировок. Подобные добавки примерно на треть снижают долю остаточных экстрактивных веществ, как правило, не изменяя качество целлюлозы,

Результаты проведенных исследований с использованием в качестве добавок лесохимической омыленной смолы показали увеличение выхода целлюлозы .:ри значениях кассовой доли добавки от 0,5 до 2%, Более заметно это увеличение проявляется в случае использования ЛХД и при максимальном расходе составляет 51,6!? (контроль 49,6%). Массовая доля остаточного лигнина в целлюлозе о случае использования ЛХД возрастает незначительно. Однако использование СДО^ « СД0?в при расходе 2$ повышает массовую долю остаточного лигнина до 2,32% для СДОК и 2,41% для СД0ТВ (контроль 2,05/Л. Это является следствием влияния компонентного состава этих добавок, содермагцих в себе более еысококипясщэ фракции по сравнении с ЛХД.

Зн: гение СП целлюлозы повышается в случае добавки 1,5- 2,0% СД0Т[3 и ЛХД. СД0Ч увеличивает СП незначительно. Омыленные продукты способствуют снижению содержания экстрактивных веществ в целлюлоза, особенно в случае использования ЛХД. Введение ЛХД с расходом от 0,5 до 2,0% снижает долю экстрактивных веществ соответственно от 0,50 до 0,^9%.

Влияние ЛХД на выход и показатели прочности целлюлозы:

с расходом 2% ЛХД контроль

Выход целлюлозы, % 50,1 48,0

СП 2700 2600

Жесткость по перманганатному числу 19,5 19,0

Разрывная длина, м 9650 8470

Излом, число двойных перегибов 1730 1420

Сопротивление продовливанию, к11а 4,4 3.7

Анализ полученных результатов обосновывает выбор п качестве элективной добавки ЛХД.

2. 'Исследование роли ЛХД р процессе целоч! oil долигшфшщии

2.Х. Кинетические исследопанил сульфатно!) парии

Необходимо изучить обз'не кинетические закономерности дели-гни^икации дроиесшш и целочиоИ среде при изотермических усло-ииях в прнсутстрии ЛХД .и определить оснотше функции ЛКД» слияние ое на прекрлцен.’.я лигнша и полисахаркдчп. Допущение су-щеотиоошшл сравните-мю простой зависимости мееду norcpeii д(асси дреьосиого вещсстви и скоростью химических реакций представляет собой довольно упрощенное толкоианио слокних, изаим-нонаюилдь'ваьщихсл процоссов, происходящих при долигшфпсации. Однако получение таких гжеперимеитольних данных является наиболее простим и бистрим способом накопления достаточно объективной тг|'0р1.;лции Q ЯПЛеНИИХ, HKPsJl’iHX место при долигшфпмции дрсчюс.ини.' .

Яормидьнум кинотику процесса изучали и пределах, блтких i: ргодьным процессам, задаваясь ипрометрами'ипрки, приближенно.;!; к ироиэводстпежшм. Поскольку процесс цепочной парки происходит на границ» раздела днух <*>пз, дпн снижения илшшия дн*>— фузшшых нилсккН использовали опи.г ;■ размером 0,1?5.. ,0VCG мм дрсиаснны берез». Гччрку проводили с изотермических условиях при т-ло^ггурах 150, 155, 160 а 170°С. Контрольные рдрви и кирка с добгипчо'л ЛлД нроподиси параллелъно» ь которых добмжу ЛХД и кшшчастдо I и J!iC от мг.ссн А.е.дрсгесшш ьиодчда и автоклав тн-?-о с шрочмш к'^'югли.

ОирСДСЙЯ.И! И&ССОРу» ДО-1» Л$ПЧ|»НЛ В ИСХОДНОЙ ДрП'ЙСИНС Lj,

а тшйс видод древосаого остпткп (тсхкичсскоЛ целлкиоэн) /7^, доди ь.цем остаточного лигою»* рсг^сп., экстрагируемых отлнодом, средина стойснь подимерк;<^,»и -Сразцор, полностью рь«тх1оркпв;«.с»| и ксдоксенс (при продолжительности i-арки 3, Л,

О ч), ..Рйсочи'хышм» иассовуо доля осуиточного дпгнаиа с древесном оститкс (4х) в процентах по отношения к исходному в дроие-анм*. <?

. Яч ряс. I идлвстрнруетсн ttapaatfT Е«;ркк при. 160°С с регистрацией з&инекйостп еыхода дреиссгшго остатка (0^), масеопой доли остаточного лигнина («) т отткокенют к исходной п Древесине И экстрактиенмх РвЩвСТВ И др#>ие<’4им остатке от

продолжительности варки с различной массовой долей вводимой добавки ЛХД. При различных температурах И продолжительности парки в случае использования ЛХД на протяжении всего процесса выход древесного остатка возрастает на

Рис. Т. Изменение сихода дрзпесного остатка (а), массовой доли остаточного лигншт по отноютат к и сходно Я з древесине (б) и экстрактивтос петеств в древесном остатке (п) как функции продолжительности парки с добавкой. ЛХД;

I - ХОД 1%; У - ЛХД Г5; 3 - контроль

Пзлученние кинетические кривые (рис. 1,6) для контрольных и опнтнмх варок очень близки мепду собо.1, как при высоких, так и при более низких тенпературис. По-пидииому, ыалая оМ-ек^иь-ность добавки в изотермических уело киях обусловлена отсутствием стадии пропитки, а іпіеішо в птой стадии наиболее китгнсиино протекают окислительнэ-госс'пнюгнтелы .іе процесс».

Значения констант скоростей (табл.!) при температурах 150, 155 и Г60°С огазнааятся е'Л’о ь случае использования ЛУД, исключение составляет парка при І70°С, Полученное результати кинетических исследований в делец і! значения аффективной знэргпи активация показали, что введение дсбаьки Л.ХД в области те: ,іе-ратур Т£0-їСО°С влияет до некоторой степені? на сам процесс до-лочноЯ делигнификации, хотя скорости дслигнификапии сопоставили по сравнению с контролыгыми варками. Объяснение явления

' Таблндо I '

Кинетические параметры процесса дели гни [>и нации древесины березы с добаикой ЛХД и без нее

Показатели Расход добаїзки : щ, % . ■ ' И I Контроль

Константы скорости <Н I0~J,c-i)

при температуре, °С, І69 , 4,77 4.74 4,36

155 4,29 4,41 3,90

. 160 3,22 3,03 3,05

Т70 2,16 2,10 2,25

ЗЭДоктипН-зя энергия активами,

кДчг/ноль"л, E,,f< .j*v 62 63 51

ириъодоно п раздела 2.2. .

Практический интерес нродстаиляот иоучйние влилиип-температура на, содержание экстрактивных кещастт. fia. рис.1 в, рнднс, что наиболее быстро цзканвние содержания экетрактшшкх робость I: др'чч'сноч ocrvm; происходит п ii-vw;. шрки. С ноыск.-гм-'ч»

Ч-'.’-'П1 j.:.Tvp:.i ПК ссд'-'ртпние v/k-VML'J.i:: ГС)1. ’Ьч.: iu.iV: *i=<>—

ГГ):-!!, 'H’i! CjY.'' ПРОИСХОДИ г УД.'.-!!:!;;;!! —■ i’-C'rf .:-?'ТП =-; • =.■ < I . И V^i:cr.'i-4M.' ДО;;;! И.I' Г П.:!'С. л‘;'х СИ i; КОНДУ Г-i-р-

а;; а; и гаг;/! с, i-^i; д; С.D.:;-т, гл'о ■ х-нн*1 н \.:',yiK!'T тем

il-'О , ч; “ !■! чг;ч!-‘.|.:агур;' J .цр.''.И U‘| 1 '"С r.r.CJli,: •)'!, -л

Нум> Г<'0'С пу ii.'i V,j j. vj. :i:j • i; •"'s с о: ■ : < ■; л

р.ч, iVi!-;!-;.- !:ci:,-:uii: и гонтр':':.;o': ■.i;r с

c-.v.'jy- ii:< e ij.'ivOs-.ичо; ;: •; '■ ьо-

Л0!:а-!, C<\ труд;;г\/д.'^:;;''.-.::л u ■ / г-г.'.л n. ду-

uro;i. £J сяу-uis n.v^!v:iviiHf; дой''"!-!; ЛУД y;-'=.-..* «::пс со..;.-.; ччп.ы и;'.>ашх . •;•;.»• по ня^'Д'.--?;!.

шк;у обр-оо.-^, иесдедоиаИвд Ю;;;>::«и; ^/un’ri.-j .имуы л т-да-леыл окстроктишкх ву^ртв при еул^'.^н.Д; зйр.чо дрйь5«иы бо-РСЗДГ ДЗДГЬС]Д:!ЛС Э^вКТНШЮСТЬ HC,»CMi>30&:WWT Ь I&4CCTLS до-

баоки лесохимического продукта ЯХД. ДзС.лыс* ЯХД умгныг.а’П' деструкции полисахаридного кошдскса, усз?оря<»т процесс црлзчной деля гни 1>хк&ции и в определенно?! степей;! д еИ^тиуе? гак поверх-

стно-актипное вещество.

2.2. Оценка эффективности ЛХД в окислительно-восстанови- ' телы«к процессах.прерращения компонентов древесины

Увеличение выхода техиическо.. целлюлозы предположительно ' кно объяснить окислительно-восстаноЕНтельнич;! реакциями посахари. в о компонентами ЛХД в щелочной среде, а улучшение яигш*1-икац!»11 - антнокислстельтд! плкяиаен добавки ка лигнин, вестно, что развитие радикальных процессов окисления сопро-здается (га редким исрлтенйём) перераспределением энергии системе, а акты рекомбинации и дяспромрцйонированил - промашем акзоторшг чехих реаккяй, что приводит к хемалэжгиое-нц-ш, т.е. о хилическет* процессе поэшкачт возбужденные сос-яшш, дезлктизаидя которнх сопровождается рмделеикеМ кванта ста. Хеич««чеягеецптяя паляегся чЗД-е'ггиега.З! «этодсм-изучения ислительнэ-восскто вителытх процессов!, нсзполявдая пепреры-

о рзгпетркр-экать сне»»о«из. & услооачг» -прпбхгаиггдося w про-сепм влргч. Так. ио usMSiKiSjft йитекеяркэстй хедашчжнгецен-к, рс.тг и по с?'!Т0су;?50 а гапдаксотд от концситрАн;1К до^а-ни«х глт.есте, дшппгЯ ктгод пздпэздь* сиенэть пхкелятвлыю-сст’:Чг';-,'':-ел ьнн-': .-s г■ :• х

5п"< -'t’l'T:';:-;;!!'.':? >г-':>'■ '-л’счедоы^г.’.и лХ/Т нл ;■■■' -.:с г чpe^or;*; V-, К-г-л

Д и Т"-!»;::••• г•", V-: ‘ :>> "v.'!', и-то

.-.й: :! к ten:;; г-о-

fTv.”!‘T гиг;г ?--‘С •.■со ту:.'''1::;-'?; г_: .

,-.,r.p:„...r, ;. ;;v.;_... ,yh V;iv; yC'l ■,* :-io т.-:: t iipf v:.-;-

I'TVi.-' CO'C. l'3V”!.:r.:c, -i-c ч;'-? ;■ r;4': ГП"!ч-

ryj :: r,: i;:'ел-.'-;e v.:; v|44 ;-:.ч, zo"v тчч-

и;*''’-?--~ лг.‘-гг-т:; -'Л,

ii-i.'s!1 ^ £'г?ул tv

-(го ЛХД я,-.:

'?-'ОГ;;Ч 1!Ч ССбСТ: CHHJC: Се2’::Ц.’П, i'f‘2i;0::; ИО ТуЧ-П ;<■- Г^ПЛ?.: ;-:г!3-

‘\ЧЦ:!>> (рис. а).

Дпйсгсяв ЛХД по огнег^г.т к д;:-?г!зс,!!.,-.г; ;; го г;л ■■■;-

p-п*.! >;стэн<>н'гпл ускот с!(2.1?;гьсл и р;ч;ч-;!чь- н

характеру. С целы* иыясп>:«:ь» wro кгарсса 1ф-?«.-рдспч цтор на гудоленлых из дрерсся.ча Ссрсоч прсг.пр?та:< холдцел-

ftic. 2. Блмшио ЯХД на интенсивность Ш и CEOTOCyituy (2} хеииламііиосцггнціїя ярі обработка ДрОБОСИШ целочья

F\;c. ?. Ана>:ор{>озн кривых тления хе&йілияшесцендои в координатах уравнения ІІітерна-їольиера: I - холе целлюлоза, 2 - древесина, 3 - .лигнин

лздоэи и лцпшна. Результати показали, что ЛХД эК'Окташю ингибирует окисление холоцеДдалозн и -проявллет анткэкнелитель-шо свойства по 'сткшюю к д.юксанлцгпину, поскольку ЛЗД интенсивней, чей лигнин, поглодает из системи активний кислород Аиауорїюза кривих, яриводеіаше на рис.З, удослетворигелі іїо опдсиаазотсй уравиоісюн-Їїгвріїа-Фояьмера, г;сзволяк";п;-, 04ек;п оффоктйв:юеть тувеїшя хегяшагинес4сшц;ш от -конденграиии ввод; мой добавка, Анализ дашпк деэт.наа вош/ояность утверадіт», что H>vl проявляет ат'иой:слительныо свойства по отнапонн'о ко вес.м исслвдозашЕд» субстратам. Ложно предположить, что увеличение п^ектисной энергии актнпаціш делпгнп^пкацпи в присутствии дзбашш ЛлД отражает ослабление роли процесса конденсации лигнина, связанного с рекомбинациями свободных радикалов, всзникаюсуге при воздействии остаточного кислорода воздуха. 0; нано при окисленії»! липина проявляется более* слабое влияние добавки, чем при окислении хояоцеллюлозы. С таким действием ЛХД, ьвдиш, и связано слабое влияние добавки на скорость де-лигни$икации и гораздо большую эффективность в процессах со-

хранения полисахаридного комплекса. ■

Таким образом покозлно, что ингибирующее действие ЛХД в процессе щелочной долигніфікаїми при парке, хотя бы частично, срг, яно с ее штгакислптельним действием, то есть ингибироиа-нием і'Сіюльимкіі компоцр(т'Л'іі ЛХД окислительной деструкции по-лисахпридои, по-і:иднмсму, нииниируомой остаточним кислородом ' роздуха. Но исключается іі другой характер действия ЛХД, например окисление или ноестановлеиие концевых альдегидных груш полисахариде г> под деііетпием $еіюльн:ос или хинпкньк компоненто о цобагки, что будет защищать полисахариды от реакции тыинга.

В отношении окислителыю-роестаноритолыппс nponpanjetuifl лигнина действие ЛХД проярллетсл менее ОІ>І«КТИПЮ.

2.3. ЛХД как погерхностно-актишое пещеигво

Сравнительные исследования действия ЛХД я хвойного талло-юго масла, применяющегося п качестве ПАВ на'Светогорском ЦЕК, іроподкли и условиях, близких к проиэподственнни. Нспольггоиали ;епу дрореешш берези V» еароччігії Etc і о к сульфатного зароди Ссе-•огсрского 1Ї5К, галловое маемо того see комЯинати, содержащее :молр1п« кислот 30,0%, ж»й>ш« кислот ^5,5^. Делигппфикпния с ірисутстрии ЛХД протеяасі полисе и' тегеткоеть цгвлялозм как нв~ ■еленоіі, так и беленой отзотаелтя н;то; сни'кар-'ся н деетруг-[ип полисахаридного помяло к<ч», р ераьн'.чиш с таллорпм тслои. 'кстрз чтимого еог.ества, 'по годррчшею когорта; коспешю судили наличии "гредноп" сколы, удаляотся по стадиям парки, прог.'ііь-ї! и Щ'і с noK0T0pt:vK преимугіеступмгі для паразита с Дс5сил;0;1 ІХД, массонак доля потатегт-х зкстрактишипс’пецестр. п целюлозо согтамяег С,-15? проткз 0,СС£ для толлового плела. Смо-ііе гк’о гепестіич, (■'ір'їнриііинние и оенон.чои на поверхности цел — юлпзшле волокон, при слабощелочной прониакс отгинавтея прак-ичесьчі одинакого. ih стадия премиям горячей водой ЛХД спо-обетгует более полному удалению смолистнх оецзетэ по срашга-!ГО с талло!■«'.( маслом. ”

2.4. Разработка способа прэмьшкн целлшозы . .

Для получения пысококачеетпенной целлюлозы очень киша рпмыпка целлюлозной масон ка разних стадиях ее полутонам .* Et w юработан способ с использованием наиболее з44'єгпіьгіогс> для эоцессп щелочной дели гни {шкпции лесохимического продукта, у Ей-

личивающий эффективность промывки, приводящий к снижению содержания экстрактивных веществ и одновременно жесткости целлюлозы После варки целлюлозную массу подвергали трехкратной промывке различных вариантах: водой и растпором пидроксида натрия (концентрацией 5 г/л) содержащих ЛХД, взятую в переменном количест 0,5...2,0% от массы а.с,волокна. Промывную жидкость нагревали до температуры 85°С.

Для сравнения промывку вели также обычными способами -водным раствором гидроксида натрия (концентрацией 5 г/л) или таллорого масла в горячей иоде. Полученные результаты (табл. 2 доказывают, что добавки ЛХД при промывке улучшают качество цел лвлозы.

, Таблица 2

Условия и результаты промывки сульфатной целлюлозы

Серии.! опытов! ї І •Промывка !Жесткость ! !по перман-•ганатному !числу ! Массовая доля, %

Экстрактивных! ! веществ ! золы

I 0,5$ ЛХД + ШШ 18,3 0,78 0,67

I,® ЛХД +ЫаОУ те. I О./О 0,55

2,ОЙ ЛХД + ЫаОМ те, 0 0,60 0,60

А&ОИ *- контроль 18,5 0,80 0,70

о Т,0$ ЛХД Т7.8 0,60 0,60

Т,5£ ЛХД +№ОН гб,8 0,58 0,58

. 2,0% ЛХД +М>ОН 16,3 0,55 0,61

Ь/оОН - контроль 17,9 0,62 0,70

3 1,0% ЛХД + НрО. Т7,3 0,69 0,-15

2,($ ЛХД + Н?С Тб,5 СО и} 3 0,44

1,35ь талловое масло +

вода ' Т7.5 0,80 0,46

Контроль (вода) 17,7 0.73 0,45

Проминка целлюлозы после варки новым способом с иепользо-ием ЛХД благодаря моющей и диспергирующей способности поре-ит в раствор осевтие на поверхность волокна липкие пецества . грактивние), что а дальнейшем улучшает качество целевого дукта - технической целлюлозы и сникает образование отложена оборудован!»! - "рредной" смолы. ЛХД снижает цветность лвлоэц и тем самим облегчает в дальнейшем ее отбелку. В це; это удеиевляег промивку по сравнении с известным;! способа-промывки с применением добавок к проливной «ндкоети.

2.5. Выделение бетулина из фракции нейтральних веществ методом колоночной хроматография и анализ его методом ГЖХ

Экстрактивные вещвстьа образцов целлвлозы, полученных с дожами ЛХД и таллового масла, били разделены на нейтральные ве-;тва и органические кислоты, выход к горілх в обоих случаях і одинаков, соответственно 75 и 7$. Навеску нейтральных яе-:тв растворяли в диэтилоосм э$яре и вносили в колонку, на-игеннуо силикагелем, п петролеЯноы -ф!ре. Элюяропание осущв- ■ влялй смеет петролейного я дч^тилоясго гу}шр6н вначаяо в со-ііощениа 8:Ц, затем - 'І'"-, Т;I и заканчивали чистым дттило-,1 В результате нейтральные вещества ЙиЛй разделено на

ть'рс фракции: перті я представляла собой снесі углеводородов, олнчх яч-ироп, сдноатої/иьіх спиртов и стеринои; вторая и третья деркали Сетулин (тритерпеновий спирт - основной компонент йтралышх веществ древесинн березы); четвертая состояла из лярнкх окисленных оех/зств (п^'Ч’.гидрокси-соедпнениГ;).

Усталогили, что количество нейтральних фракций, вцделен-х из смолистых вецеств образцов целзгалози, полученной с пользованием ЛХД и галлового масла, одинаково. Разделений нсіі-іальноЛ фракции на отдельны» компоненти !методом колоночной ірматогра-і'ия показало, что основной компонент нзоинляеіадс вс-■ств нейтральной фракции зкстрактквїкх веществ дресесйни С«-^зы является тритерпеновий спирт - бетулпн. Однако С отличие ’ нейтральних веществ образцов целлплоги, полученных с тзл->вь!м маслом, нейтралы-ше вещества цгляплоэы, полученной с ЛХД,

) фракции бетулина содержат значительную долю дитсрпонотга тиртоп. . '

2.6. Использование ЛХД е ть-хнологическоЛ схеме сулъ|аг-целяюдоэного аакода Й2 Сьегогорекогс ЩЖ

Заьод имеет один произоодствешодГ поток и ьклачает «арочний котел "Кіімир" с отдельной іірошіто'люй ■ квдерой и ди^уийо иной прлшжоЯ, установку кислородно-щелочной обработки, диффузор для лромиы і «еллшозд, узел сорті» рошшия, пятиотуленча туп установку для отбелки целлюлозы матодом вытеснении и узел тонкого сортировании. . В еуцсствуицую технологическую схему 6и ло внесено одно изменение, связанное с перекачкой ЛХД и подачей ее в пропиточную камеру.

Параметри технологического процесса сохр«шиш на урошіе

ТеХНОЛОГИЧеСКОГО регламента ИЛИ ВИрЬИрОІІЦЛИ ПО ТрйбгшпЦПЯМ процзіюдоїпа (наприыяр, вследствие плохого качестиа сырья, 6о льших-примесей опила, кори, дреьесиш осини и хьойних пород частих остановок , т.д.). В.произітодстьеіших условиях били проьедени три'„-ерии шработок с уьеличива цейс я продолжительность» работы на потоке: порван - трое суток, иторая - десять третья - в течение носяча. Со ьсех пыработках не наадядалось ■ каких-либо нарушений и технологии цирки, кислородно-склочной обработки и отбелки, а также в работе оборудовании.

Результаты анализа показал», что общее количество н дисперсность смоляного Сора при поднче ЛХД и таллоього масла находятся на одном уронив. Осмотр оборудоы.лип и тсхнологическої потоке от варки до башни, вцтеинигельнои отбелки при иырг»ботка. не показал каких-либо смоляных затруднений как'при работе с ЛХД, так и с таллоьим маслом. Однако в случае использования 'ЛХД заметно уменьшалась степень забипанип сит отбора фильтратов баїшш штесмителыюА отбелки оевдкачи смоляного характера Это позволила сделать заключение о хорогзе.'і проминке целлюлозной маеоы с ЛХД, что подтвердило и кйчестьо готояой продукции

Биедение и -процесс ЛХД не ухудаает состояния стокоя, поскольку псп органическая часть после отделения сульфатного мил." сжигается, а оставшийся натрии и н небольшом количеств кальцин могут идти на укрепление зеленого целока. ХШ стоков при ьведекпи ЛХД находится на том хо уровне или несколько ниже, чем ь стоках сульфатного заьода при использовании хпойнои таллоього пасла. Промышленные ниработки подтвердили основные

‘эультаты, полученнке в лабораторных исследованиях. При птом •мечено, что ЛСД способна не только улучшать. растворение зк-’рактииньгх веществ древесины и процессе варки, но и дисперги->Вс гь нерастворимые п годе иеоммляеиые соединения, Нредотпра-1я их высаживание на поверхности подокна и Оборудования.

Оценка з{*5>сктиі;ностИ использования лесохимического продуга а качестве химической добавки:е процессе производства цел-5лозы включает как производственные и экономические аспекти, ік и влияние аа экологическую обстановку. Дня использования (Д при сульфатної: варке целлюлозы из древесиїйі березы допол-•.телышх капиталовложенаа ко требуется’, так как в шдіфщиро-шнсм процессе будет использоваться суцосттуЕщее оборудоса-іе. Дополнительних технологических затрат также но потрсбу-

ГСЯ. ’ . ; ' .

Экономическая пЭДективиость бала оценена п рз счете на загну применяемого в- производстве суль?г.пя»3 .целлюлоза Ссето-ірского ЦБК галлового касла сульфатного завода того ие кокбк-іга и состарила 104 тыс .руб/иес. в ценах -1920’геда.

’ ' ШШДЫ: V ' ' . ■ : •

. Выполненные исследоганля яогаззди тоеютЗюсть использования :«і целочноЯ дели гни ^і'.кпіг.г! древесин Ссрегы продукта» пяроли-

1 дре.пяспкн о качестге добапок, увмнчнпа\'Г;:т>: и «год на Т.. .2$ улучгчгадх качество технической цедямозЭ.

. На основании сравнительных асслодосііяП рчбраііа поверхш-пю-актпвнад добавка ЛХД; при '"ггтаїь запада и дг»шйЯ добавки

і целлюлозы увеличивается на 5».. І0&, • содеряшй» остаточных «трактирних, іієіцєсто снижается на 33-40п, тю'.ясатол.ч кеханя-гскоП прочности целлюлозы возраст*;» {різргшкя дяяя Ї5$, злом, число двойных -перегибоа ка 20Й, сспроїі;плстг.га-продай-гоания на І8...2СР. . : '

ЛХД оказывает ксьтилексное. воздействий, закгячигзесся в (гибировапии деструкции пошсахаркДвога кетЯлекса» катализе эоцесса цзлочной делиггофікацкч и пройолейй: лоперхйостИэ-ктненых свойств, слособствутез« переводу в раствор огтаточ-лс экстрактивных пещейтв и препятствующих та перэсаждонип из гработанного щелока на поверхность волокна. ' ' ■

4. В экстрактивных веществах древесины берези, остающихся в це ллюлоае и переходящих в чорныЯ целок, основным компонентом нес тральной фракции главним образом ответственным аа смоляные затруднения является ботулин.

5. ЛХД благодаря поверхностно-активным свойствам оказывает по-

ложительное влияние на промивку целлюлозы водяными щелочными растворами и водой, способствуя дополнительному удаление экстрактивных веществ и шсокоиолекулярішх продуктов их полимеризация, способных вызывать смоляные затруднения. ,

6. Установлена и подтверждена в промидленних условиях возможность замени традиционно используемого в качестве ЛЛВ при сульфатной варке талловогс масла на ЛХД; определен оптимальний расхэд ЛХД (I-2% к а.с.древесине) для суліфатноіі варки древесины берези. •

7. Разработана модифицированная.технология сульфатно!'! варки целлшози из древе’ 'ши березы с использованием ЛХД и составлеї технологический регламент; результаты испытаний в прожил е ниш условиях позволяет рекомендовать ЛХД для широкого промышленного использования.

8. Экономическая г>Ь|>вктипность била оценена только и расчете на замену применяемого таллового масла и составила 104 тис. руб/мес. в ценах 1990 года.

Основное содержание работы изложено в стедуь-цих публикация

Ї. к.с. СССР, ШИ Д2ЇЦЗ/00, 3/02. Способ промывки сульфатной целлюлозы / Н.Е.Рнхтер, С.Н.Гамидудлаеа, М.Н.Кокорина и др. Опубл., а В.И.-1990. £39. ' '

2. Гамиду'ллаев С.Н. Егигаше лесохимической поверхностно-активной добавки на процесс получения сульфатной целлюлозы из древе сины березы // Исследования в области химии "севесгш. Те;зисы докладов 5-ой мехреспубл иканской конферен щи молодых ученых.

- Рига, 1968.-С.75. ■

3. Гемидуллаев С.Н..Гихтер Н.Е., Новик Р.Г., Леонович А.А. Вли яние .’'эсохимическо? добавки на кинетику процесса сульфатной ва рки древесины березы /./ Химическая переработка древесины: Медвуз. сб. науч. тр. - Л., 1990. - С.81-85.

4. Рихтер Н. Е., Леонович Д. Д., Гамидуллаев С.Н. Щелочная дех.иг Ф».кация с использованием л ее ох ими чес ких продуктов пиролиза др

сины // Целлялола, бумага и картон Ойзорн. икформ. ВНИШЭИле-ром. - М., 1990. - Вып.6. - 40С.

Гамндуллаев С.Н., Рихтер Н.Е., Леонович А.А. Влияние лесохи-чъской. добавки в щелочной-среде на древесину при нагревании Лесной журнал - 1991. - №2. - С. 126-128.

Рихтер Н.В., Раыидуллаев С.Н., Леонович А.А. Использование ' сохиыических смол пиролиза древесины в процессе получения це-влозы // Термическая переработка древесины и её компонентов зисы докладов конференции 1-3 июнл. -Красноярск. Т988. - С.74, Рйхтер Н.Е., Леонович А.А., Гамидуллаей С.й. Влияние лесохими :ской добавки на окислительно-восстановительные процессы прввра :ния древеашш и её компонентов в щелочной среде-.// Гроблены :ислительио-сосстановительньгх: превращений компонентов древесины .териалы неждунар. конф. - Архангельск. 1992. - С. 66-67.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными под-[сяии присылать по адресу1 Г94019, Санкт-Петербург, Институтам пер., 5. Лесотехническая академия. Учёный Совет.

(отписано к печати И. б-Г . 19У»?г. Формат бОхб'» 1/16.» [ечать о^се-.'кая, Тирач 100 экз* Обьем 1.0 печ. л. Заказ£03 бесплатно. Отпечатан» ПО-3 "Ясиуппиэмт".