Способ получения удобрения на основе азотсодержащего производного гидролизного лигнина

 

Использование: в качестве удобрения. Сущность изобретения: продукт: азотсодержащее производное гидролизного лигнина. Реагент 1: растительное сырье (смесь 1:1 хвойной древесной щепы и опилок 50%-ной влажности). Реагент 2: 0,8-0,85%-ная H2S04. Реагент 3. 10-20 г/м3 водный раствор мочевины. Условия реакции1 перколяция, отжим гидролизной массы на 1/3, промывка водным раствором мочевины (10- 20 кг мочевины на 1 т гидролизной массы) при 160-170°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l.9) (11) (s1)s С 07 G 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4790002/04 (22) 12.02.90 (46) 23.05.92. Бюл. ¹ 19 (75) 3. Г. Олейник (53) 547.992.3,07(088.8) (56) Абдуазимов Х, А. и др. Получение аммонизированного лигнина. — Гидролизная и лесохимическая промышленность, 1979, ¹ 8.

Холькин Ю. И, Технология гидролизных производств, — М.: Лесная промышленность, 1989, с. 97 — 105, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЯ НА

ОСНОВЕ АЗОТСОДЕРЖАЩЕГО ПРОИЗВОДНОГО ГИДРОЛИЗНОГО ЛИГНИНА

Изобретение относится к области переработки растительного сырья, а именно к способу получения нового удобрения на основе азотсодержащего производного гидролизного лигнина, и может найти применение в сельском хозяйстве.

Наиболее близким к.предлагаемому целевому продукту является удобрение на основе аммонизированного лигнина. получаемого путем перемешивания в течение 25 мин при плюсовой температуре внешней среды в механической мешалке гидролизного лигнина и 25%-ного водного аммиака из расчета 100 дм /т лигнина 65% ной влажности.

Однако удобрение характеризуется рядом недостатков, к числу которых относятся необходимость создания нового производства (цеха), оборудованного дополнительными механическими смесителями с электроприводами, низкая доля химически связанного с лигнином азота при высокой дозе используемого для обработки аммиа(57) Использование: в качестве удобрения.

Сущность изобретения: продукт: азотсодержащее производное гидролизного лигнина.

Реагент 1: растительное сырье (смесь 1;1 хвойной древесной щепы и опилок 50%-ной влажности). Реагент 2: 0,8-0,85%-ная

HzS04. Реагент 3: 10-20 г/м водный раствор мочевины. Условия реакции; перколяция, отжим гидролизной массы на 1/3, промывка водным раствором мочевины (10—

20 кг мочевины на 1 т гидролизной массы) при 160-170 С. 1 табл, ка, высокая опасность и загрязняемость внешней среды от используемого концентрированного раствора аммиака.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ перколяционного гидролиза растительного сырья, включающий загрузку в гидролизаппарат измельченного растительного сырья и раствора серной кислоты, подогрев массы паром, непрерывную перколяцию горячим водным раствором серной кислоты, промывку лигнина горячей водой, отжим остатков гидролизата (промывных вод), удаление (выстрел) гидролизного лигнина (рН 1,5 — 2,0) из аппарата в циклон (сцежу). Процесс перколяции ведут горячим водным раствором серной кислоты, подаваемым в гидролизаппарат, с непрерывным отбором гидролизата, который используют в основном производстве как источник сахаров. Для удаления (отмывания) от лигнина растворенных в гидролизате сахаров проводят промывку лигнина горячей водой. Для уда1735306 ления из гид ролизаппарата лигнина (оста- хозяйства (как удобрение и кормовое средн менее 46,0 азота. ток непрогидролизованного сырья) снижа- ство), содержащую не менее, азота. ют давление (сдув парогазовой смеси) до Раствор мочевины с массовой долей 10—

0,6 — 0,7 МПа и открывают быстродействую- 20 г/дм готовят на водопроводной или техщий клапан аппарата, при этом происходит 5 нической воде, подогретой до выстрел гидролизного лигнина в сцежу. При использовании для перколяционНедостатком известного способа явля- ной нейтрализации 1 м раствора на 1 т ется то, что несмотря на промывку гидро- гидролизного лигнина в аппарате и конценлизного лигнина горячей водой он содержит трации мочевины в растворе менее 10 г/дм значит ль е ьное количество остатков токсич- 10 (менее 10 кг/т) ухудшается качество конечной серной кислоты, и низкое количество ного продукта, а использовани минеральных питательных веществ, что за- г/дм (более 20 кг/т) экономически нецелетрудняет использование ценного органиче- сообразно. ского вещества лигнина и тем самым Пример 1. B гидролизаппарат объеснижает экономичность процесса гидроли- 15 мом 30 м загружают 3,8 т абсолютно сухого за за счет убытков по утилизации в отвалах (а.с.) растительного сырья (смесь 1:1 хвоймноготоннажного гидролизного отхода. ной древесной щепы и опилок 50 -ной

К ого вывозимый в отвалы гидролиз- влажности), пропитывают массу 0,8 -ным ный лигнин загрязняет окружающую среду. раствором сернои кислоты прогре

Цель изобретения — повышение качест- 20 рячим паром до 175 С. Перколяцию провова целевого продукта, упрощение процесса дят горячим (180 С) 0,85 -ным раствором и улучшение экологичности гидролизного серной кислоты при избыточном давлении

0,90 МПа в течение 100 мин.

Поставленная цель достигается тем, что По завершении перколяционной операпосле зав вершения стадии перколяции гид- ции проводятчастичный отжим гидролизата ролиза растительного сырья, включающего 25 до достижения веса (массы) остатка / гидзагрузку в гидролизаппарат измельченного ролизной массы до начала отжима (по врерастительного сырья и раствора серной кис- мени 10 из 30 мин), лоты, подогрев массы паром, непрерывную Затем вместо промывочной операции перколяцию горячим водным раствором проводят перколяционную нейтрализацию: серной кислоты с отбором гидролизата из 30 в гидролизаппарат(содержащий, т гидрогид олизаппарата, проводят отжим гидро- лизного лигнина) подают в течение 8 мин лизата до уменьшения гидролизной массы 6,9 м горячего 140 С раствора, содержана 1/3 и затем осуществляют промывку лиг- . щего 15 г/дм мочевины, нина непосредственно в гидролизаппарате После окончания перколяционной нейтводным раствором мочевины (карбамида) 35 рализации проводят повторный, но уже полконцентрацией 10 — 20 г/дм, взятым из рас- ный отжим по принятой технологии (в чета 10 — 20 кг мочевины на 1 т гидролизной течение не более 20 мин), Далее цикл гидромассы в аппарате, при 160 — 170 С, далее лиза завершают по действующему реглапроводят полный отжим остатка жидкости менту: сдув парогазовой смеси до 0,5 — 0,7 (гидролизата) доводят давление до 0,6 — 40 МПа, выстрел лигнина (нейтрализованного) гидролизата,, 0,7 МПа и выгружают целевой продукт. в сцежу.

Mî÷åâèíà в гидролизаппарате гидроли- Характеристика качества конечного зуется с образованием диоксида углерода и продукта приведена в таблице. аммиака,.который в основном в виде раство- Пример 2. Способ осуществляют ра (гидроокиси аммония) перколирует 45 аналогично примеру 1 в гидролизаппарате сквозь толщу лигнина, нейтрализует кисло- объемом 30 м . Условия перколяционного ты и взаимодействует с макромолекулой гидролиза: 3,8 т а.с. растительного сырья, лигнина. пропитка 1 -ным горячим раствором серВ качестве исходногорастительного ма- ной кислоты, подогрев массы в течение териалаиспользуютдревесноесырье(опил- 50 30 мин до 160 С, перколяция горячим а) и растител ьн ые отходы (187 С) 0,55 -ным раствором серной кисло80 сельскохозяйственногопроизводства(стер- ты при 1,2 МПа продолжительностью жни кукурузных и зных початков, хлопковая шелу- мин. На 7 т гидролизного лигнина в течение з ха, лузга подсолнечная, овсяная, рисовая, 9 мин в аппарат подают7м раствора мочестебли хлопчатника, солома зерновых куль- 55 вины, подогретого до 170 С, содержащего

10 г/дм реагента.

В качестве реагента используют моче- Пример 3. Способ осуществляют вину (карбамид разных марок), предназна- аналогично примеру 1 в гидролизаппарате ченную для и ом я промышленности и сельского объемом 50 м . Условия перколяционного

1735306

Массовая оля, г/кг

Токсичность праростков пшеницы

Наличие стимулирующего аффекта на корневую систему пшеницы,g

Массовая доля азота, израсходованного на обра ботку лигнина ,г/кг

Доля связаннога азата от израсходаваннаго на обработку, 1ь рН конечмого продукта (водной вытяжки

1:101

Способ па примерам

8 т.ч, связанный азот

Общий азот

Серная кислота

Мочевина

Предлагаемый

i г

4

Известный

5 известное удобрение

196

200

Вз,О

76,7

78,1

83,0 о о о о

Нетоксичны

5,7

3,5

5,4

7,6

6,5

4,3

6,2

6.4

6,3

5,4

6.1

7.4

6,9

4,6

5,9

9,2!

Токсичны

0,04

О 006

5.5

1,6

Слабо токсичны (60 $ прорастания через

72ч

1ОО

20,5

1В.О

3.7

5,2

8,2 гидролиза: 6,4 т а.с. растительного сырья, пропитка 0,8 -ным горячим раствором серной кислоты, прогрев массы до 175 С, перколяцию горячим (180 С) 0,85 -ным раствором серной кислоты при 0,95 МПа в течение 80 мин. На 9,9 т гидролизного лиг- 5 нина в течение 10 мин в аппарат подают 10 м горячего раствора, содержащего

15 г/дм мочевины, Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1 в гидролизаппарате 10 объемом 50 м . Условия перколяционного гидролиза: 6,4 т а.с, растительного сырья, пропитка 0,9 -ным горячим раствором серной кислоты; подогрев массы в течение 40 мин до 168 С, перколяция горячим (185аС) 15

0,70 -ным раствором серной кислоты в течение 90 мин. На 10,5 г гидролизного лигнина в течение 10 мин в аппарат подают 10 м горячего (155оС) раствора 20 г/дм мочевины. 20

Пример 5 (известный способ). Способ осуществляют аналогично примеру 1 в гидролиэаппарате объемом 50 м . Условия перколяционного гидролиза: 6,44 т а.с. растительного сырья, пропитка 0,9 -ным рас- 25 твором серной кислоты,.прогрев горячим паром до 168 С, перколяция горячим (185 С) 0,70 -ным раствором серной кислоты в течение 90 мин. На 10 т гидролизного лигнина в течение 10 мин в аппарат подают 30

10 м горячей(155 С) технологической воды (без нейтрализующего реагента).

В таблице приведена характеристика конечного продукта (влажность 66%).

Из данных таблицы видно, что способ 35 перколяционной аммонизации лигнина в гидролизаппарате с использованием водного раствора мочевины обеспечивает получение на основе азотосодержащего производного гидролизного лигнина нового удобрения, в котором отсутствуют серная кислота и мочевина, рН 5,3-7,5, массовая доля общего азота, в основном (77 — 83 ) связанного с лигнином 4,0 — 8,5 г/кг, не проявляеттоксичности и обладает выраженным стимулирующим эффектом на корневую систему растений.

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс нейтрализации кислот в гидролизном лигнине и его аммонизацию, вписав его в цикл общепринятого технологического перколяционного гидролиза растительного сырья.

Способ также улучшает экологичность гидролизного производства за счет нейтрализации кислот, являющихся основными загрязнителями внешней среды.

Формула изобретения

Способ получения удобрения на основе азотсодержащего производного гидролизного лигнина путем перколяционного гидролиза растительного сырья, промывки и отжима гидролизата, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, упрощения процесса и улучшения экологичности гидролизного производства, перед стадией промывки проводят дополнительный отжим жидкости до уменьшения гидролизной массы на 1/3, а промывку осуществляют водным раствором мочевины концентрации 10-20 г!дм, э взятым из расчета 10 — 20 кг мочеаины на

1 т гидролизной массы, при 160 — 170 C.