Способ разделения лигноцеллюлозной биомассы - RU2220245C2
Код документа: RU2220245C2
Чертежи
Показать все 61 чертежа(ей)
Описание
Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).
Реферат
Способ касается разделения лигноцеллюлозной биомассы, в частности, древесины на основные компоненты в виде лигнина, гемицеллюлозы и целлюлозы. Лигноцеллюлозную биомассу предварительно подвергают гидролизу путем обработки водой или водяным паром. Гидролизованную гемицеллюлозу экстрагируют водной средой. Затем модифицированный лигнин, содержащийся в остатке, экстрагируют алканоламином, отделяют лигнин, алканоламин регенерируют, причем алканоламин не замещается алкильными группами азота, и получают сырье для целлюлозного производства. Гемицеллюлозы и лигнин могут отделяться от целлюлозы на двух разных технологических этапах. Для этого могут применяться простые стандартные компоненты оборудования. Техническим результатом является упрощение процесса при экономии времени, химикатов и энергии на небольшой децентрализованной установке. 23 з.п. ф-лы, 9 ил., 17 табл.
Формула
1. Способ разделения лигноцеллюлозной биомассы, в
частности древесины, на основные компоненты в виде лигнина, гемицеллюлозы и целлюлозы, при котором проводят a) предварительный гидролиз лигноцеллюлозной биомассы путем обработки водой или водяным
паром; b) экстрагирование гидролизованной гемицеллюлозы, образовавшейся в результате предварительного гидролиза, водной средой; с) экстрагирование модифицированного процессом лигнина, содержащегося в
остатке, алканоламином, отделение лигнина, регенерация алканоламина, при этом алканоламин не замещается алкильными группами азота; d) получение сырья для целлюлозного производства.
2. Способ по п.1, в котором предварительный гидролиз на этапе а) проводят лишь настолько, чтобы обеспечить расщепление связанных с гемицеллюлозами кислот, и на этапе
b)
расщепленные кислоты вымывают.
3. Способ по п.1 или 2, в котором в качестве лигноцеллюлозной биомассы используют измельченную или дробленую древесину,
в
частности древесину лиственных, буковых или хвойных деревьев.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором прежде, чем проводится этап b), предварительно
гидролизованную лигноцеллюлозную биомассу механически разделяют на волокна.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором перед началом обработки водяным
паром на этапе а) дополнительно проводят предварительную кислотную или щелочную обработку.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором предварительный
гидролиз на этапе а) проводят паровзрывным способом или способом очистки отпариванием.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором после обработки на этапе
b) добавляют растворитель лигнина.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором соотношение масс воды и биомассы в расчете на сухое вещество задают равными
3:1 - 10:1, в частности 6:1, а соотношение масс водяного пара и биомассы 1:1 - 3:1.
9. Способ по любому из пп.1-8, в котором перед этапом b) из
полученной массы отжимают воду и затем ее механически разделяют на волокна.
10. Способ по п.9, в котором разделенную на волокна массу дополнительно
промывают горячей водой.
11. Способ по любому из пп.1-10, в котором после обработки на этапе b) дополнительно проводят обработку водным аммиачным
раствором, аммиачным газом или жидким аммиаком.
12. Способ по п.11, в котором жидкий аммиак применяют при начальном давлении, повышенном по отношению к
атмосферному.
13. Способ по п.12, в котором полученную массу сохраняют горячей после предшествующей обработки паром и промывки, с помощью жидкого
аммиака объем обрабатываемой освобожденной от гемицеллюлозы массы взрывообразно увеличивают в результате снятия напряжения снижением давления по меньшей мере на 5 бар.
14. Способ по п.11, в котором соотношение масс жидкого аммиака и обрабатываемой массы в расчете на сухое вещество задают равным 1:1 - 4:1.
15. Способ по любому из пп.1-14, в котором на этапе с) проводят по меньшей мере две последовательные экстракции с использованием алканоламина.
16. Способ по любому из пп.1-15, в котором экстракцию проводят в течение по меньшей мере около 1 ч при температуре 80-220°С.
17. Способ по
любому из пп.1-16, в котором экстрагирующий агент подогревают на этапе с), в частности по меньшей мере до около 80°С.
18. Способ по любому из пп.1-17,
в
котором в качестве экстрагирующего агента применяют моноэтаноламин.
19. Способ по любому из пп.1-18, в котором остатки растворенного в алканоламине
модифицированного процессом лигнина, прилипшие после экстракции к целлюлозе после варки, полностью удаляют растворителем.
20. Способ по п.19, в котором
остаток модифицированного процессом лигнина и алканоламин в целлюлозе после варки удаляют растворителем при прямо- или противоточной мойке, затем растворитель может быть отделен дистилляцией от
лигнина и экстрагирующего агента алканоламина и регенерирован для повторного использования.
21. Способ по любому из пп.1-20, в котором удаление
алканоламина вместе с растворенным в нем модифицированным процессом лигнином из целлюлозы после варки производят отжимом или центрифугированием.
22.
Способ по любому из пп.1-21, в котором модифицированный процессом лигнин переводят в осадок из алканоламина добавкой нерастворителя и отделяют процессами разделения твердое : жидкость.
23. Способ по п.22, в котором выпавший в осадок лигнин отделяют фильтрацией или центрифугированием алканоламина.
24.
Способ по п.22, в котором модифицированный процессом лигнин отделяют от алканоламина в тонкопленочном испарителе или в результате мембранного процесса.
