一种从制浆黑液中回收木质素的方法与流程

本申请涉及木质素资源回收，具体涉及一种从制浆黑液中回收木质素的方法。

背景技术：

1、木质素是一种具有复杂分子结构的无定型芳香性有氧代苯丙醇或其衍生物，其广泛存在于植物体中，是自然界现存的仅次于纤维素的第二大天然聚合物。目前，随着生物质精炼产业发展，木质素来源呈多元化趋势。

2、木材原料及禾草类秸秆原料造纸制浆产生的含有木质素的黑液，是造成环境污染最主要的物质。在化学制浆过程中，由于脱木质素条件和阶段的差异，碎片化溶出的木质素分子质量和结构差异较大，使得工业木质素的非均一性增加，表现为分子质量分布较宽和分散系数大。分子质量均一性差导致木质素的溶剂溶解性、复合材料的相溶性和化学反应活性差异性等不可控程度增大，成为木质素高值化利用的化学化工处理过程中的难题。

3、把从黑液中提取的木质素分级成分子质量分布相对集中的不同级分的木质素，可以最大程度的利用木质素。有资料表明，分子量较小的木质素分子，约1000～5000da，这部分木质素具较大的比表面积，掺杂到一些塑料中(如聚乳酸、有机硅、聚氨酯)，提高材料的性能。分子量大的木质素，约＞10000da，掺杂后具有阻燃性，而且木质素是一种有机固体颗粒含有大量羟基，相对于无机材料具有无需添加偶联剂的优势。现有的从黑液中提取木质素和木质素的方法，如中国专利cn201110373897公开了从从木质纤维素生物质中提取木质素的工艺，使用有机酸通过高温反应提取木质素；然而一方面用酸成本高，另一方面提取的木质素未经过分级分离，分子质量分布广，实际应用价值低。中国专利cn201210576208公开了从生物质原料中提取木质素的工艺，通过过氧化氢和有机酸处理生物质，木质素从生物质中溶出后再溶解于酸液，酸液浓缩后加入有机溶剂提取木质素；但是该方法对生物质的处理成本高，工艺进行3次以上固液分离，步骤繁琐，投入的有机物与水混合后，增加了回收的成本，因此难以推广应用。

技术实现思路

1、本申请提供一种从制浆黑液中回收木质素的方法，旨在解决现有技术存在的提取的木质素分子质量分布广导致应用价值低，以及回收工艺复杂的技术问题。

2、为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现。

3、本申请提供一种从制浆黑液中高效回收木质素的方法，包括：

4、s1，将制浆黑液进行过滤、减压浓缩，得到浓缩液；

5、s2，在氧化剂的作用下，对浓缩液进行高级氧化，得到前驱液；

6、s3，向前驱液中加入硫酸并快速搅拌，析出粗木质素；将所述粗木质素洗涤、干燥，再研磨成粉末；

7、s4，使用有机溶剂对粗木质素粉末进行萃取，然后进行固液分离，分别收集液相和固相；

8、s5，将所述液相通过减压蒸发，得到小分子木质素和有机溶剂，用有机溶剂对s4得到的固相进行萃取，收集液相；

9、再将所述液相通过减压蒸发，得到小分子木质素和有机溶剂，用有机溶剂对s4得到的固相进行萃取，收集液相；

10、多次循环上述过程，至液相的颜色澄清无色时停止循环，所述固相即为大分子木质素，实现木质素的分级分离回收。

11、优选的，所述浓缩液的密度为1.2～1.6g/ml。

12、优选的，所述氧化剂包括o2、h2o2或o3中的至少一种。

13、进一步优选的，所述高级氧化具体包括：

14、将浓缩液加入反应釜内，向反应釜内加入h2o2并通入o2，在100℃～160℃进行反应；

15、或者将浓缩液加入反应釜内，向反应釜内通入o3进行反应；其中o3的曝气量为8～12g/h，曝气时间为6～10h。

16、优选的，所述粗木质素粉末的粒径为60～100目。

17、优选的，s3中所述硫酸的质量浓度为10～50％，搅拌速率＞180r/min；

18、前驱液中加入硫酸后的ph值为1～5，温度为25～30℃。

19、优选的，所述减压蒸发的真空表压≤-0.09mpa，蒸发温度为40℃～60℃。

20、优选的，所述有机溶剂包括异丙醇、乙酸乙酯、乙醇、甲醇其中的至少一种。

21、优选的，所述萃取的固液质量比为1:(5～20)，萃取温度为35℃～50℃，萃取时间为10min～30min。

22、优选的，通过分级分离回收，得到的小分子木质素平均相对分子量为1000～3800，大分子木质素相对分子量为5000～20000。

23、与现有技术相比，本申请的有益效果为：

24、本申请利用高级氧化技术和绿色溶剂萃取联用对黑液中木质素资源回收，通过高级氧化技术将木质素大分子解聚，调整其分子质量大小，使其分子量均一化，提高酸析木质素的质量；通过使用有机溶解萃取，使小分子木质素溶于溶剂形成萃取相，而大分子木质素不溶于溶剂，实现将粗木质素分级分离，提高了回收木质素的经济价值；再通过将萃取相进入低温低压循环蒸发系统，得到小分子木质素和溶剂，将溶剂循环使用，降低了生产成本。

25、本申请的回收方法工艺简单，经济效益高、环保价值高且生产成本低，使用的物料绿色无毒且物料可循环使用，具有产业化推广的潜力。

1.一种从制浆黑液中高效回收木质素的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浓缩液的密度为1.2～1.6g/ml。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂包括o2、h2o2或o3中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述高级氧化具体包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗木质素粉末的粒径为60～100目。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s3中所述硫酸的质量浓度为10～50％，搅拌速率＞180r/min；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减压蒸发的真空表压≤-0.09mpa，蒸发温度为40℃～60℃。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括异丙醇、乙酸乙酯、乙醇、甲醇其中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取的固液质量比为1:(5～20)，萃取温度为35℃～50℃，萃取时间为10min～30min。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过分级分离回收，得到的小分子木质素平均相对分子量为1000～3800，大分子木质素相对分子量为5000～20000。