[发明专利]由黑液制造沉淀木质素的方法和通过这种方法制造的沉淀木质素

说明书

本申请是申请号为201180042725.1、申请日为2011年07月07日、发明名称为“由黑液制造沉淀木质素的方法和通过这种方法制造的沉淀木质素”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及由黑液制造沉淀木质素的方法。本发明还涉及根据所述方法制造的沉淀木质素和包含沉淀木质素的溶液以及沉淀木质素的不同最终用途。

背景技术

黑液(造纸厂废液，black liquor)是当将木材消化成纸浆，从木材除去木质素、半纤维素和其它提取物以释放纤维素纤维时来自牛皮纸法的废蒸煮液。

黑液含有送入消化器中的木材的超过一半的能量含量。通常将它通过蒸发器浓缩至65-80％并在回收蒸煮器中燃烧，以产生能量并回收蒸煮化学品。US 4,929,307描述了用热处理黑液以改善黑液蒸发性的方法。

存在于黑液中的木质素是衍生自木材的复杂的化学化合物，并且是植物的次生细胞壁的整个部分。木质素对于在植物的茎中引导水发挥关键作用。

木质素是纤维素原料的制浆过程的副产物。具有多种制浆方法如牛皮纸制浆、有机溶胶制浆或碱法制浆。也具有在这种制浆方法中使用的多种天然纤维素原料。通常选择纤维素原料和制浆方法，并针对制造的纤维素产品如纸或板优化。木质素的特征是使用的原料和材料的变化以及制浆方法的变化的结果。因此，取决于使用的纤维素原料(即，硬木或软木)和制浆方法，黑液和木质素的特征具有很大变化。

从黑液除去的沉淀木质素具有不同的最终用途。它可作为燃料燃烧，或者在化学方法和产品中作为组分或添加剂使用。

现今，存在数种不同的从黑液分离和沉淀木质素的方法。一个实例描述在WO2006031175A中。这种沉淀木质素的方法不能控制或改变沉淀木质素的粘度。然而，粘度的控制以及具体为粘度的降低在用于进一步加工沉淀木质素的随后的工艺步骤中可为重要的。

因此需要用于制造具有改善的性质如降低的粘度的木质素的改进的方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于制造沉淀木质素的改进的方法。

本发明的另一个目的是制造沉淀木质素，其具有改善的性质如降低的平均分子量和降低的粘度和较低程度的由于残留半纤维素导致的杂质。

本发明的另一个目的是制造沉淀木质素，其在这些改善的性质方面具有较高程度的品质一致性。

本发明的另一个目的是制造包含溶剂如有机溶剂和沉淀木质素的浆液或溶液，所述沉淀木质素具有改善的性质和在这些改善的性质方面的较高的品质一致性。

本发明的又一个目的是改进从液相分离沉淀木质素。

这些以及其它目的通过本发明实现。

本发明涉及由黑液制造沉淀木质素的方法，其中所述方法包括以下步骤：提供黑液流，在提高的温度处理黑液流，并由热处理的黑液沉淀木质素。通过在木质素沉淀之前提高黑液温度，已经表明，沉淀木质素的平均分子量和残留半纤维素导致的杂质程度得到了降低。

以此方式，可制造具有降低的粘度的木质素以及包含具有降低的粘度的沉淀木质素的溶液。而且，这种方法是非常有效的和经济有利的制造具有改善的性质的沉淀木质素的方法。

木质素可通过降低黑液的pH而沉淀。可在一个或多个随后的步骤中降低pH。

优选的是，在热处理期间黑液的温度提高至150-200℃，优选为170-190℃。

黑液可在提高的温度处理1-60分钟，优选1-5分钟。

在提高黑液的温度之前，可至少部分地降低黑液的pH。以此方式，在热处理期间在黑液中可存在部分沉淀木质素。

在提高黑液的温度之前可蒸发黑液。在热处理之前提高黑液的干物质含量以减少热处理期间所需要的能量可能是有利的。由于在蒸发期间的水量减少，需要较少的能量以将黑液温度提高至希望的水平。在热处理之前或在热处理期间，黑液可具有30-50％ts的固体含量。

本发明还涉及根据上述方法制造的沉淀木质素。已经证实，与根据现有技术所述的方法制造的沉淀木质素相比，根据这种方法制造的沉淀木质素将具有降低的平均分子量。

由于制造的沉淀木质素的平均分子量降低和较少量的残留半纤维素，制造的沉淀木质素可具有改善的过滤性。因此，制造的沉淀木质素也可具有较低程度的与残留半纤维素相关的杂质。

本发明还涉及包含溶剂和沉淀木质素的溶液，其中所述溶液具有降低的粘度和较低程度的与半纤维素相关的杂质。已经证实，与包含根据现有技术制造的沉淀木质素的溶液相比，包含根据上述方法制造的沉淀木质素的溶液将具有较低粘度。