Способ получения сульфометилированного улгя или лигнина

Способ получения сульфометилированного улгя или лигнина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (!!) 566862

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.10.74 (21) 2063989/04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 28.08.77 (51) Ч. 11л. - С 09К 7 0

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) Д1(668.474:66.095. ,81 (088.8) (72) Авторы изооретения

Д. T. Забрамный, О. И. Победоносцева, Н. И. Победоносцева и Б. И. Шнапер

Институт химии АН Узбекской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФО!т1ЕТИЛИРОВАННОГО

УГЛЯ ИЛИ ЛИГНИНА

Изобретение относится и области нетопливного использования углей, например, в буровой технике или сельском хозяйстве, в частности для химической обработки глинистых растворов при бурении в осложненных условиях (повышеннои минерализации и температуре) с помощью модифицированных углей и лигнинов.

Использование последних в качестве реагента для обработки глинистых растворов при бурении предусматривает ряд требований: низкую вязкость, определенную плотность, водоотдачу, рН, статистическое напряжение сдвига, которое замеряется через l мин и

10 мин, стабильность при повышенной температуре (160 — 200 С), определенную толщину глинистой корки и т, д, Известно получение различных реагентов для обработки глинистых растворов, например модифицированных лигнинов и углей, получаемых нитрованием (1).

Однако вопросы пожаробезопасности и трудности улавливания окислов азота, а также содержание в целевом продукте свободной азотной кислоты вносят определенные трудности в технологическое оформление этого процесса.

Общеизвестно, что введение сульфогрупп в ароматическое ядро (а угли и лигнин содержат ароматические соединения) повышает

H0II0l 0!!íûñ, ке1тионоооменпыс свойстьа, гидрофильну!о и реакционную способность.

Наряду с этим в углях за счет введения сульфогрупп увеличивается устойчивость к ко5 агуляции электролитами, например iv аС1, в

10 раз. В этой связи известно получение модифицированного лигнина и угля путем нитрования смесью HNOq и HqSO с последующей обработкой смесью бисульфита и едкого нат10 ра (2).

Также известно сульфометилиров ание гуминовых кислот, окисленных углей, лигнинов и асфальтенов бисульфитом натрия и формалином B щелочной суспензии избытком суль15 фометилирующего реагента при температуре около 100" С и соотношении твердой и скидкой фазы Т: К=1; 7 (3).

Однако длительность процесса (- 1 ч) сульфометилирования, значительный расход

20 реагентов, необходимость выделения целевого продукта из сильноразбавлеппой суспензии в определенной степени создает технологические трудности и повышает экономические затраты. !, целью повышения скорости процесса и его

25 экономичности в предлагаемом спосоос используют соотношение твердой п жидкой фазы l: )b;=1: 0,9 — — 1,5, причем количество сульфометилирующего агента (обычно эквпмолскулярной смеси формаг!ьде!и:!а и сульфпЗО та натрия) составляет 13- 15 ьес. "!p к псходному углю или лигнину, а в качестве щелочного агента применяют преимущественно

20%-ный раствор NaOH, или Na CO3, или

NH4OH

Это обеспечивает сокращение расхода реагентов и времени процесса (15 — 30 мин), а также предусматривает использование окисленного или неокисленного угля.

Сульфометилирование ведут не в суспензии, как в известном способе,(3) (с концентрацией едкого натра 3,6%), а орошением угля концентрированными растворами не только едкого натра, но и более дешевыми реагентаТаблица 1

Условия

Способ

Соотношение

ТгЖ

Температура, ОС формалин

40% -ный

Щелочь, r

Время, мин

Реагент, r

32 (NaHSOç)

16 (Na,SO,) 22

1:7

1:1

100

90 — 100

15 — 30

Известный (3)

Предложенный

Таблица 2

Содержание растворимых продуктов, %

Содержание

СНзЗОзН— групп в целевом продукте, %

Пробы углей

В том числе водорастворимых

Всего растворимых

В том числе в щелочи

72,1

20,4

18,7

54,6

90,8

75,0

15,1

13,2

36,6

46,7

70,7

64,8

61,4

10,1

70,7

40,4

37,3

6,4

14,3

10,8

10,1

24,4

24,1

Таблица 3

Темпера тура нагрева, С

Статистическое напряжение сдвига, 1/10

Толщина глинистой корки, мм

ВодоНизкая вязкость, Исследуемое вещество

Плотность, r/ñì3 рН отдача, смз сек

Без прогрева

1,5

75/180

1,60

11,6

Глина+сульфометилированный уголь

То же

1,5

2,5

180

О/О

75/135

9,2

11,4

16

1,60

1,60

Без прогрева

Глина+сульфометилированный лигнин

То же

180

1,60

О/О

2,5

9,2

В итрен ангренского угля

Березовский витренизированный уголь

Ангренский фюзенксиленовый уголь

Кумыр-Тау, окисленный уголь

Александрийский окисленный уголь

Лигнин

4 ми Na CGq, NH40H и использованием менее дефицитного Na SO3 вместо ХаНЯОз.

В табл. 1 приведены сравнительные данные известного (3) и предложенного по параметрам процесса.

Пример 1. 100 г неокисленного бурового витренизированного угля при перемешивании смачивают 20%-ным раствором Na CO3 с последующим сульфометилированием при 90—

10 100 С обработкой 15 г сульфометилирующего агента — смеси эквимолярных количеств сульфита натрия и формальдегида при соотношении Т: Ж=1: 1 в течение 15 — 30 мин.

Расход реактивов на 100 г продукта

Параметры глинистых растворов

566862

Формула изобретения

Составитель Г. Андион

Техред М. Семенов

Корректор Л. Брахнина

Редактор А. Соловьева

Заказ 1881/9 Изд, Ко 643 Тираж 850 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

"нпография, пр. Сапунова, 2

П р и и е р 2. 100 г окисленного александрийского угля при перемешивании смачивают

20/о-ным NH4OH с последующим сульфомети,лированием при 90 — 100 С обработкой 13 т сулыфометилирующего агента — смеси эквимолярных количеств сульфита натрия и формальдегида при соотношении Т:Ж=1: 1 в течение 15 — 30 мин.

Аналогично модифицируют лигнин и угли различных месторождений. Качество полученных продуктов показано в табл. 2.

Как видно из табл. 2, целевой продукт имеет высокое содержание растворимых продуктов и в полной мере отвечает требованиям, предьявляемым к реагентам для обработки глинистых растворов, его стабилизирующие свойства сохраняются при температуре 180 С.

Свойства глинистых растворов показаны в табл. 3.

1. Способ получения сульфометилированного угля или лигнина путем последовательной обработки твердого исходного продукта раствором щелочного агента и сульфометилирующего агента при температуре 90 — 100 С, о тлич а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения длительности процесса, последний ведут при весовом соотношении твердого исходного продукта и раствора сульфометилирующего агента, равном 1:

: 0,9 — 1,5, причем количество сульфометилирующего агента к исходному продукту составляет 13 — 15 вес. .

2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в качестве щелочного агента в процессе

10 используют 20/о-ный раствор NaOH, ИазСОз или NH4OH.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве твердого исходного продукта используют окисленные или неокислен15 ные угли.

4. Способ по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что в качестве сульфометилирующего агента используют эквимолекулярную смесь формальдегида и сульфита натрия.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 173736, кл, С 09К 7/02, 1964, и авторское свидетельство 153260, кл. С 09К 7/02, 1962.

25 2. Авторское свидетельство СССР № 165665, кл. С 09К 7/02, 1963.

3. Патент США № 3.353902, кл. 260-507, 1968.