[發明專利]在酸水溶液條件下生產陰離子木質素共聚物的工藝

在審

• 申請號: 201880030500.6
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN110892006A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: P·法特希;F·孔;S·王;J·普賴斯;M·帕萊奧洛古
• 申請（專利權）人: FP創新研究所;湖首大學
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;C02F1/56;C02F11/147
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙方鮮

開發了一種酸性水基工藝，其用于合成具有可調節的MW、熱穩定性和水溶性的陰離子木質素共聚物。本文所述的陰離子木質素共聚物具有：5,000g/mol至7.4X10⁵g/mol的分子量；和?1meq/g至?7.2meq/g的電荷密度。本文所述的分子量范圍為000?50,000g/mol的陰離子木質素共聚物可用作許多工藝物料流或廢水流(例如混凝土摻合料、石膏漿料、紡織染料)中帶負電的分子或顆粒的分散劑，而此類分子量范圍為90,000?740,000g/mol的共聚物可在包括工業和城市系統在內的許多工藝物料流和廢水流以及所述紡織染料工業、制漿與造紙工業、采礦和石油工業中的污泥脫水中用作帶正電的分子或顆粒的絮凝劑。

技術領域

本發明涉及牛皮紙木質素共聚，以生產可用作用于廢水處理和/或其它應用的絮凝劑的水溶性陰離子共聚物。

背景技術

木質素是天然的生物大分子并且是植物細胞壁的主要組分之一。每年制漿與造紙工業生產超過6千萬噸木質素¹。在生產的工業木質素中，牛皮紙木質素(KL)是最主要的，但在制漿工業中大部分作為低成本燃料被焚燒，導致資源浪費和日益嚴重的環境問題²。隨著化石燃料的耗竭和環境意識的提高，已經在開發基于木質素的材料方面做出了更多努力。然而，牛皮紙木質素尚未得到有效利用^3，4。

從黑液中回收木質素有幾種工藝。這些包括：60多年前開發的Westvaco工藝(Pollak等人，美國專利第2,464,828號，1949)，由STFI(現稱為Innventia)開發并授權給Valmet的LignoBoost^TM工藝(Tomani等人，美國專利第8,486,224號，2013年7月13日)以及由FPInnovations和NORAM聯合開發的LignoForce system^TM(Kouisni和Paleologou，美國專利第8,771,464號，2014年7月8日)。在這些工藝中，黑液酸化主要通過使用二氧化碳或無機酸(例如硫酸)或兩者的組合來進行，以使黑液的pH從約13-14降低到約10(酚羥基的pKa)，在該pH下，木質素以膠體形式從溶液中析出。然后將木質素膠體懸浮液保存在罐中，以使木質素膠體顆粒凝結成易于過濾和洗滌的大小。在酸化和凝結之后，過濾木質素以產生未洗滌的具有高殘留黑液含量的木質素濾餅(據此稱為高殘留含量(HRC)木質素)。在過濾酸化黑液漿料期間，大部分無機化合物、低分子量木質素、降解的糖和糖酸最終進入濾液中，濾液被送回到回收循環中-HRC木質素濾餅中的木質素含量通常為總固體的約80％。在大多數商業上可獲得的木質素生產工藝中，隨后用酸(例如硫酸)和水洗滌HRC木質素以產生純化的經洗滌的木質素產物(據此稱為低殘留量(LRC)木質素)-LRC木質素濾餅中的木質素含量通常為總固體的95-98％。LignoForce^TM工藝的一個獨特特征在于，在添加CO₂之前，在關于氧投料量、溫度和時間的受控條件下，將黑液氧化(Kouisni和Paleologou，美國專利第8,771,464號，2014；Kouisni等人，Journal of Science＆Technology for Forest Products andProcesses，2012，2(4)，6-10)。在這些條件下，化學要求降低，木質素過濾性得到改善，并且獲得了高固體含量的純木質素。LignoForce System^TM的另一個特定優點是來自工藝和產物的惡臭硫化合物的排放顯著減少(Kouisni等人，6^thNWBC Conference Proceedings，Helsinki，Finland，2015年10月20-22日，第193-199頁)。因此，通過使用LignoForce^TM系統進行木質素生產，不僅可以在各種木質素應用中使用酸洗木質素而且可以使用未洗滌的木質素。