химический каталог




Переработка сульфатного и сульфитного щелоков

Автор Б.Д.Богомолов С.А.Сапотницкий

носахаридов после инверсии щелока варки древесины ели лежит в пределах 10 %', а для щелока варки древесины лиственных пород превышает 25%. Из этого рисунка также видно принципиальное отличие в характере кривых накопления углеводов в растворах по ходу варки древесины хвойных и лиственных пород. В первом случае кривая монотонно возрастает — здесь растворение гемицеллюлоз несколько опережает растворение лигнина. Во втором — интен207

сивное накопление углеводов в щелоке наступает лишь после перехода в раствор основной массы лигнина, и поэтому имеет место резкий перелом кривой. При рассмотрении этого рисунка следует иметь в виду, что представлен выход не собственно углеводов, а редуцирующих веществ (РВ), в которые входят все карбонильные соединения щелока. Несахарные РВ составляют 10—15 % общей их массы.

В известной мере полнота гидролиза гемицеллюлоз зависит от степени делигнификации целлюлозы, подразделяющей продукт на целлюлозу жесткую с остаточным лигнином от 3 до венно 20, 22 и 27 %,. В реальных условиях он ниже этих величин на 35—40 %.

О

Главная масса потерь падает на образование продуктов окисления Сахаров — альдоиовые кислоты. Химизм этого процесса, на отдельных стадиях до настоящего времени гипотетический, был предложен в 1929—1930 гг. шведским ученым Э. Хегглундом. Сахар в открытоцепной форме (альдоза) вступает во взаимодействие с ионом гидросульфита, образуя саха-рогидросульфитное соединение (подробнее — в гл. 8)

ОН

/

2R—С<^ +2HSOr-*-2R^-C-H .

н Xsor

Под действием избыточных ионов гидросульфита это соединение дегидрируется, переходя в неустойчивое кетосульфоновое соединение

ОН О

/ /

SOr

2R —С—Н 2Н2 + 2R—С

SOr

которое, легко гидролизуясь с водой, окисляется в альдоновую кислоту

О

8%, среднежесткую — от 1,5 до 3%, мягкую —менее 1,5%,, а также целлюлозу для химической переработки (вискозообра-зования, ацетилирования и др.). В перечисленной последовательности варку проводят во все более ужесточаемых условиях (при повышении температуры, снижении массового содержания связанного S02), при которых катион основания варочной кислоты полнее используется в основной реакции сульфонирова-ния лигнина. Результатом этого является возрастание кислотности варочного раствора, т. е. создание благоприятных условий для гидролиза легкогидролизуемых, а при варке целлюлозы для химической переработки — частично и трудногидро-лизуемых гемицеллюлоз. Одновременно такие режимные изменения способствуют, естественно, развитию конденсационных процессов у лигносульфонатов.

Массовая доля легкогидролизуемых гемицеллюлоз в древесине составляет в среднем, %: ели—18, осины — 20, березы— 25. При количественном гидролизе с учетом переводного коэффициента 1,1 выход собственно моносахаридов (исключая несахарные РВ) должен был бы достичь соответст208

2R—С

+ 2Н,0 2R—СООН + 2HSOF

SOr

а выделившийся на предшествующей стадии водород восстанавливает ион гидросульфита в ион тиосульфата

2Нг + 2HSOF S*6t + 3HsO.

Суммарная реакция будет выглядеть

О

2R—С^ +2HSOr->-2R—COOH + SaO^ + HjO.

Н

Таким образом, в результате этой реакции S (IV) восстановлена в S (II), а карбонильная группа окислена в карбоксильную. Степень окисления Сахаров определяется их химической реакционной способностью, а также зависит от массового

209 содержания связанного S02 в растворе: с его повышением на каждую 0,1 % потери Сахаров возрастают на 5 % от образовавшегося количества.

Наряду с этой основной реакцией в значительно меньшей мере имеет место типично кислотный распад Сахаров с образованием продуктов их дегидратации, главным образом фурфурола, особенно при варке древесины лиственных пород. Если конечная температура варки не превышает 130 °С, то, как правило, сахара только окисляются в альдоновые кислоты; при более высокой температуре обнаруживаются продукты обоих процессов, а с ужесточением режимных условий, приводящих к повышению кислотности варочного раствора, начинает доминировать второй процесс дегидратации Сахаров.

При использовании аммониевого основания наряду с описанными реакциями сахара взаимодействуют с аммиаком, образуя азотсодержащие органические соединения, количество которых возрастает по мере повышения массовой доли связанного SO2 в варочном растворе. В результате этих реакций выход Сахаров, по сравнению с применением натриевого основания, снижается в среднем на 15%. Прямых исследований взаимодействия сахаров и аммиака при сульфитной варке нет. Судя по косвенным данным модельных исследований, возможно образование производных пиридина. В органической химии известна подобная реакция альдегидов с аммиаком, протекающая, правда, в других условиях:

7.2.2. Бисульфитные варки

Эти варки рассматриваются как промежуточная форма между сульфитными и нейтрально-сульфитными варками. Их проводят при значении рН, отвечающем водному раствору гидросульфита натрия (а также аммония, магния), равном 4,5. Иногда допускается небольшое присутствие диоксида серы или сульфита в дозировках, при которых основной формой

страница 80
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Переработка сульфатного и сульфитного щелоков" (2.54Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
юридическая консультация трудовым спорам 911
Установка усилителей
выпрямление вмятин химки
шашки такси 43 43 43 орел купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)