一种利用工业纤维废渣制备木质素衍生产品的方法_2

文档序号:8244553阅读:来源:国知局
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[0068](2)木质素基酚醛树脂的制备
[0069]将透过液、苯酚、甲醛和尿素按照质量比为1: (I?2): (2?5): (0.1?0.5)的比例加入到带有搅拌的反应釜中,加入浓度为30%氢氧化钠溶液调节反应体系pH,并缓慢升温至60?75°C,反应3?5小时,即得木质素基酚醛树脂;
[0070](3)混凝土减水剂和炭黑粘结剂的制备
[0071]取浓缩液与其质量比为10%?30%的亚硫酸钠在70?80°C、pH为10?14的条件下反应2?5h,得到反应液,将反应液喷雾干燥,即得木质素减水剂;或将反应液与木糖母液复配制备炭黑粘结剂,所述浓缩液与亚硫酸钠的质量比为100:10-30。
[0072]优选的是,步骤(三)中,所述超滤膜的材料为醋酸纤维、硝酸纤维或二者的混合物。
[0073]优选的是,步骤(三)中,所述透过液液中木质素分子量小于10000。
[0074]优选的是,步骤(四)中,所述染料分散剂的制备过程中,反应条件为:温度:60?90°C,pH 值:7 ?12。
[0075]优选的是,步骤(四)中,所述木质素基酚醛树脂的制备过程中,反应条件为:pH值:10?14,搅拌速度为100?200rpmo
[0076]优选的是,步骤(四)中,所述木糖母液的木糖含量大于10%。
[0077]本发明生产的产品主要指标为:
[0078]染料分散剂:磺化度:0.4?0.8mmol/kg、水分.,( 8%,1%水溶液的pH:9_11、水不溶物0.15%、无钙镁离子、硫酸盐S 0.54%,对涤纶的沾色性:4-5级,140摄氏度的耐热稳定性:4级。
[0079]木质素基酚醛树脂:游离醛含量0.02%、游离酚0.8%。作为胶黏剂使用:甲醛释放量.,( 0.lmg/1,达EO级要求,胶合强度:1.2?1.41MPa,符合I类板。
[0080]减水剂:减水率:多10%、泌水率比90%、含气量3%、凝结时间差lh。
[0081]炭黑粘结剂:含糖量:14%?18%、灰份:9%?15%、水不溶物.,( 0.8%、水分
[0082]本发明的有益效果如下:
[0083]I)利用精密滤袋装置将木质素提取液中的细小纤维等杂质去除,提高了木质素的纯度和木质素衍生产品性能,拓宽了木质素的使用范围。
[0084]2)本发明利用不同分子量木质素的不同特点制备各型衍生产品,解决了工业木质素组分复杂,分子量低,分子量分布过宽,物化性能不均一的问题。并充分发挥各级分子量木质素的优势,充分挖掘原料的最大价值。
[0085]3)本发明所提到的木质素应用包括木质素磺酸盐、木质素基酚醛树脂胶黏剂,都已经实现大规模连续的工业生产,具有完整的生产线,并进行了有效的市场开拓与销售,产生了较好的经济效益。
[0086]4)工业纤维废渣中的木质素充分提取和利用后,为纤维乙醇生产奠定了基础,是生物炼制循环经济工艺中不可或缺的重要环节。
[0087]5)本发明不仅适用于玉米秸杆(芯)生产低聚木糖、木糖等产品后的工业纤维废渣,还可以为制浆造纸废液的利用提供思路。
【具体实施方式】
[0088]下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0089]实施例1:一种利用工业纤维废渣制备木质素衍生产品的工艺
[0090]原料为生产低聚木糖、木糖醇后的工业纤维废渣,按照专利CN 102050951A公布的方法制备木质素提取液。将提取液用材料为聚丙烯的滤袋在0.3MPa的压力下将10微米以上的杂质去除。
[0091]将木质素过滤液进行三效蒸发浓缩,控制浓缩液固含量为40%,向带有搅拌的反应容器内加入20m3浓缩液,并加入600KG亚硫酸钠,在75°C、pH= 13的条件下反应4h。经喷雾干燥得到木质素减水剂。产率70%。
[0092]实施例2:—种利用工业纤维废渣制备木质素衍生产品的工艺
[0093]原料为生产低聚木糖、木糖醇后的工业纤维废渣,按照专利CN 102050951A公布的方法制备木质素提取液。将提取液用材料为聚丙烯的滤袋在0.1MPa的压力下将20微米以上的杂质去除。
[0094]将木质素过滤液进行三效蒸发浓缩,控制浓缩液固含量为30%,向带有搅拌的反应容器内加入20m3浓缩液,并加入400KG亚硫酸钠,在80°C、pH = 12的条件下反应4.5h。将反应液与3m3、20%的木糖母液复配,喷雾干燥得到炭黑粘结剂。产率75%。
[0095]实施例3:—种利用工业纤维废渣制备木质素衍生产品的工艺
[0096]原料为生产低聚木糖、木糖醇后的工业纤维废渣,按照专利CN 102050951A公布的方法制备木质素提取液。将提取液用材料为聚酯的滤袋在0.2MPa的压力下将15微米以上的杂质去除。
[0097]将木质素过滤液进行三效蒸发浓缩,控制浓缩液固含量为35%,将浓缩液打入到带有搅拌的反应釜中,升温至70°C,控制搅拌速度为45rpm,利用浓度为15%的硫酸缓慢调节木质素浓缩液pH为6,加酸过程中向釜内通入压缩空气,使酸与溶液中的木质素混合均匀,防止结块或糊化现象的发生。加酸结束后利用沉降式离心机在3000rpm的转速下将沉淀的木质素进行分离,分别收集离心液和沉淀物待用,其中沉淀物为分子量较高的木质素,离心液中含有分量较低的木质素。
[0098]将7t沉淀木质素加入到装有13m3水的反应釜中,用液碱调节溶液的pH为9,并不停搅拌,使木质素溶解,加热到70°C,加入0.7m3甲醛进行2h的羟甲基化反应,升温到90°C后用800kg亚硫酸钠进行2h的磺化反应,然后加入500kg的环氧氯丙烷反应Ih将多余酚羟基封闭,经喷雾干燥制备木质素染料分散剂。产率73%。
[0099]得到的离心液含有分子量较低的木质素,将1m3滤液、2.5t苯酚、、7t甲醛和It尿素加入到带有搅拌的反应釜中,缓慢加热到75°C,控制搅拌速度为120rpm,加入30%碱液,调节溶液的PH为11,反应3h得到木质素基酚醛树脂。产率78%。
[0100]实施例4:一种利用工业纤维废渣制备木质素衍生产品的工艺
[0101]原料为生产低聚木糖、木糖醇后的工业纤维废渣,按照专利CN 102050951A公布的方法制备木质素提取液。将提取液用材料为聚酯的滤袋在0.4MPa的压力下将5微米以上的杂质去除。
[0102]将木质素过滤液进行三效蒸发浓缩,控制浓缩液固含量为30%,将浓缩液打入到带有搅拌的反应釜中,升温至80°C,控制搅拌速度为55rpm,利用浓度为10%的盐酸缓慢调节木质素浓缩液pH为5,加酸过程中向釜内通入压缩空气,使酸与溶液中的木质素混合均匀,防止结块或糊化现象的发生。加酸结束后利用沉降式离心机在1500rpm的转速下将沉淀的木质素进行分离,分别收集离心液和沉淀物待用,其中沉淀物为分子量较高的木质素,离心液中含有分量较低的木质素。
[0103]将7t沉淀木质素加入到装有13m3水的反应釜中,用液碱调节溶液的pH为11,并不停搅拌,使木质素溶解,加热到80°C加入0.4m3甲醛进行Ih的羟甲基化反应,加入800kg亚硫酸钠进行3h的磺化反应,然后加入700kg的环氧氯丙烷反应Ih将多余酚羟基封闭,经喷雾干燥制备木质素染料分散剂。产率81 %。
[0104]得到的离心液含有分子量较低的木质素,将1m3滤液、3.5t苯酚、6t甲醛和0.4t尿素加入到带有搅拌的反应釜中,缓慢加热到70°C,控制搅拌速度为150rpm,加入30%碱液,调节溶液的PH为12,反应4h得到木质素基酚醛树脂。产率83%。
[0105]实施例5:—种利用工业纤维废渣制备木质素衍生产品的工艺
[0106]原料为生产低聚木糖、木糖醇后的工业纤维废渣,按照专利CN 102050951A公布的方法制备木质素提取液。将提取液用材料为聚四氟乙烯的滤袋在0.4MPa的压力下将5微米以上的杂质去除。
[0107]将木质素过滤液进行三效蒸发浓缩,控制浓缩液固含量为20%,在浓缩液温度30°C、超滤压力差0.25MPa的条件下,利用超滤膜材料为醋酸纤维的板框式超滤器、进行超滤分离操作,将分子量小于6000的木质素透过滤出。并分别收集透过液和留存液待用,其中透过液中含有分子量较低的木质素,截留液中含有分子量较高的木质素。
[0108]将1m3透过液、4t苯酚、5t甲醛和0.6t尿素加入到带有搅拌的反应釜中,控制搅拌速度为160rpm,缓慢加热到65°C,加入30%氢氧化钠溶液调节pH为13,反应2h,得到木质素基酚醛树脂。
[0109]得到的截留液含有分子量较大的木质素。将20m3循环液加入到带有搅拌的反应釜中,用液碱调节溶液的PH为10,加热到90°C,加入0.Sm3甲醛进行1.5h的羟甲基化反应,加入800kg亚硫酸钠进行2h的磺化反应,然后加入600kg的环氧丙烷反应Ih将多余酚羟基封闭,经喷雾干燥制备木质素染料分散剂。产率74%。
[0110]实施例6:—种利用工业纤维废渣制备木质素衍生产品的工艺
[0111]原料为生产低聚木糖、木糖醇后的工业纤维废渣,按照专利CN 102050951A公布的方法制备木质素提取液。将提取液用材料为聚四氟乙烯的滤袋在0.4MPa的压力下将5微米以上的杂质去除。
[0112]将木质素过滤液进行三效蒸发浓缩,控制浓缩液固含量为20%,在浓缩液温度35°C、超滤压力差0.4MPa的条件下,利用超滤膜材料为硝酸纤维的管式超滤器、进行超滤分离操作,将分子量小于10000的木质素透过滤出。并分别收
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