[go: up one dir, main page]

CZ309951B6 - Modifikovaná vodná kompozice kyseliny - Google Patents

Modifikovaná vodná kompozice kyseliny Download PDF

Info

Publication number
CZ309951B6
CZ309951B6 CZ2022-403A CZ2022403A CZ309951B6 CZ 309951 B6 CZ309951 B6 CZ 309951B6 CZ 2022403 A CZ2022403 A CZ 2022403A CZ 309951 B6 CZ309951 B6 CZ 309951B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
acid
alkyl
composition
compound containing
sulfuric acid
Prior art date
Application number
CZ2022-403A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2022403A3 (cs
Inventor
Clay Purdy
Medicine Hat Purdy Clay
Markus Weissenberger
Kyle G. WYNNYK
Kyle G. Wynnyk
Karl W. Dawson
Original Assignee
Sixring Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sixring Inc. filed Critical Sixring Inc.
Publication of CZ2022403A3 publication Critical patent/CZ2022403A3/cs
Publication of CZ309951B6 publication Critical patent/CZ309951B6/cs

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/04Pulping cellulose-containing materials with acids, acid salts or acid anhydrides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/04Pulping cellulose-containing materials with acids, acid salts or acid anhydrides
    • D21C3/06Pulping cellulose-containing materials with acids, acid salts or acid anhydrides sulfur dioxide; sulfurous acid; bisulfites sulfites
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • D21C1/04Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with acid reacting compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/02Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
    • D21B1/021Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means by chemical means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/22Other features of pulping processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64Paper recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

Modifikovaná vodná kompozice kyseliny, obsahující: kyselinu sírovou; sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5-taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu; acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5; a peroxid, přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molárním poměru ne menším než 1:1, a uvedená kyselina sírová a uvedený peroxid jsou přítomny v molárním poměru ne menším než 1:1. Rovněž jsou popsány způsoby použití takových kompozic.

Description

Modifikovaná vodná kompozice kyseliny
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká způsobu a kompozice užitečné při rozkládání organického materiálu oxidací, jako zejména, ale bez omezení, při odstraňování ligninu z dřevěné látky, a konkrétně způsobu a kompozice uskutečňování výše uvedeného za optimálnějších podmínek, než za kterých probíhá v současné době probíhá sulfátový způsob.
Dosavadní stav techniky
Prvním krokem při výrobě papíru, jenž je současně energeticky nejnáročnějším, je produkce dřevní buničiny. Bez ohledu na vodu obsahuje dřevo a další rostlinné materiály používané k výrobě dřevní buničiny tři hlavní složky: celulózová vlákna; lignin; a hemicelulózu. Hlavním cílem vaření buničiny je oddělit vlákna od ligninu. Lignin je trojrozměrný polymer, který obrazně řečeno působí jako malta a přidržuje v rostlině všechna vlákna při sobě. Jeho přítomnost v hotové dřevní buničině není žádoucí a hotovému výrobku nic nepřidává. Vařením dřevní buničiny se myslí rozvlákňování objemné struktury vláknového zdroje, ať již jsou jím třísky, stonky nebo jiné části rostlin, na základní vlákna. Celulózová vlákna jsou nejžádanější složkou při výrobě papíru. Hemicelulóza je kratší rozvětvený uhlohydrátový polymer sestávající z různých cukerných monomerů, které tvoří náhodnou amorfní polymemí strukturu. Přítomnost hemicelulózy v hotové dřevní buničině není pro pevnost papíru tak důležitá jako přítomnost celulózy. Uvedené platí také pro konverzi biomasy. Výzvy jsou podobné. Odlišný je pouze požadovaný výstup. Při konverzi biomasy je žádoucím výsledkem další rozklad na monokarbohydráty, zatímco postup výroby dřevní buničiny a papíru se obvykle zastaví hned po rozpuštění ligninu.
K přípravě dřevní buničiny nebo dřevnaté biomasy se používají dva hlavní přístupy: mechanické ošetření a chemické ošetření. Mechanické ošetření neboli vaření buničiny obecně sestává z fýzického rozmělňování dřevěných třísek, a tedy rozmělňování celulózových vláken s cílem je vzájemně od sebe oddělit. Mezi nedostatky tohoto přístupu patří: rozbitá nebo poškozená celulózová vlákna, tedy kratší vlákna; a kontaminace ligninem nebo zbytky na celulózových vláknech čili přivádění nečistot nebo jejich zanechávání v konečném výrobku. Tento postup rovněž spotřebovává velké množství energie a je investičně náročný vlivem vysokého tlaku, žíravých chemikálií a požadovaného tepla. Chemické vaření buničiny zahrnuje několik přístupů nebo postupů. Obecně se zaměřují na degradaci ligninu a hemicelulózy na molekuly rozpustné ve vodě. Tyto nyní degradované složky jsou odděleny od celulózových vláken jejich promýváním, aniž by došlo k poškození celulózových vláken. Chemický postup je v současné době rovněž energeticky náročný, protože obvykle vyžaduje velké množství tepla; a v mnoha případech rovněž vyžaduje míchání nebo mechanický zásah, což navyšuje neefektivitu a náklady postupu.
Je možné se setkat se způsoby vaření buničiny nebo zpracování, které do různé míry kombinují chemické aspekty vaření buničiny s mechanickými aspekty vaření buničiny. Například je možné zmínit termomechanické vaření buničiny (rovněž běžně uváděné jako TMP) a chemitermomechanické vaření buničiny (CTMP). Vybráním výhod poskytovaných jednotlivými obecnými způsoby vaření buničiny jsou ošetření navržena tak, aby snížila množství energie vyžadované mechanickým aspektem při ošetřování vaření buničiny. To může mít také přímý dopad na degradaci pevnosti nebo pevnosti v tahu u vláken, která byla vystavena těmto kombinovaným přístupům vaření buničiny. Tyto přístupy obecně zahrnují zkrácené chemické ošetření (v porovnání s běžným výhradně chemickým vařením buničiny), po kterém obvykle Inásleduje mechanické ošetření k oddělení vláken.
- 1 CZ 309951 B6
Nejběžnějším postupem výroby dřevní buničiny pro výrobu papíru je sulfátový způsob. V sulfátovém způsobu jsou dřevěné třísky konvertovány na dřevní buničinu, která je tvořena téměř čistými celulózovými vlákny. Sulfátový způsob o více krocích sestává z prvního kroku, ve kterém jsou dřevěné třísky impregnované/ošetřené chemickým roztokem zvaným sulfátový varný louh: silný alkalický roztok obsahující hydroxid sodný a sulfid sodný. První krok se provádí namočením dřevěných třísek a jejich následné zahřátí párou. V tomto kroku dojde k nabobtnání dřevěných třísek a vypuzení vzduchu, který se v nich vyskytuje, a jeho nahrazení sulfátovým varným louhem. Jakmile byl dřevěný materiál namočen do různých chemických roztoků, prochází vařením. K dosažení odstranění ligninu z dřevěných třísek je vaření prováděno několik hodin při teplotách dosahujících až 176 °C. Při těchto teplotách lignin degraduje za vzniku ve vodě rozpustných fragmentů. Tím dochází ke vzniku černého louhu, výsledného vedlejšího produktu ze sulfátového způsobu. Obsahuje vodu, zbytky ligninu, hemicelulózu a anorganické chemikálie. Zbývající celulózová vlákna jsou po kroku vaření shromážděna a promyta.
Z amerického patentu US 5080756 A je známý vylepšený sulfátový způsob vaření a vyznačuje se přidáním kompozice spotřebované koncentrované kyseliny sírové obsahující organickou hmotu do regeneračního systému sulfátového způsobu k opatření směsi se zvýšeným obsahem síry, která je vystavena dehydrataci, pyrolýze a redukci v regenerační peci. Organická hmota v kompozici kyseliny sírové je zvláště prospěšná jako zdroj tepelné energie, která umožňuje snadné udržování vysokých hladin tepla k usnadnění oxidačních a redukčních reakcí, které probíhají v peci, výsledkem čehož je tvorba sulfidu používaného k přípravě varného louhu vhodného k vaření buničiny.
V čínské patentové přihlášce CN 103820796 A je popsán vodný roztok mořidla pro nerezovou ocel, který obsahuje 5 až 60 g/1 kyseliny sírové, 5 až 10 g/1 kyseliny sulfamové a 20 až 100 g/1 peroxidu vodíku. V čínské patentové přihlášce CN 103572306 A je popsán vodný roztok pro odstraňování niklu z mědi, který obsahuje 100 až 200 g/1 kyseliny sírové, 1 až 10 g/1 kyseliny sulfamové a 50 až 200 g/1 peroxidu vodíku. V kanadské patentové přihlášce CA 2134270 A je popsán způsob odstraňování NOx z koncentrovaných roztoků kyseliny sírové současným ošetřením kyselinou sulfamovou a peroxidem vodíku pouze v mírném stechiometrickém nadbytku potřebném pro odstranění NOx. V kanadské patentové přihlášce CA 2923100 A je popsán způsob výroby koncentrované kyseliny sírové s nízkým obsahem dusičnanů, který zahrnuje přivedení kyseliny sírové do kontaktu s kyselinou sulfamovou a peroxidem vodíku. V čínské patentové přihlášce CN 109877097 A je popsána čisticí kapalina obsahující 2 až 4 % hmota, kyseliny sírové a 0,1 až 0,3 % hmota, kyseliny sulfamové.
V americkém patentu US 4626319 A je popsán způsob delignifikace, který zahrnuje první krok působení kyslíku a peroxidu vodíku, následovaný přídavkem přebytku kyseliny sírové (bez přemytí) a dále druhý krok přídavku 0,15% kyseliny sulfamové. Mezi těmito kroky probíhá intenzivní vypírání vodou, takže uvedené sloučeniny zřejmě neexistují v jedné chvíli v roztoku najednou.
Caroova kyselina, známá také jako kyselina peroxosírová (H2SO5), je jedním z nejsilnějších známých oxidantů a je silně výbušná. K přípravě Caroovy kyseliny je známých několik reakcí, avšak jedna z nejméně komplikovaných zahrnuje reakci mezi kyselinou sírovou (H2SO4) a peroxidem vodíku (H2O2). Příprava Caroovy kyseliny tímto způsobem umožňuje připravit v další reakci peroxosíran draselný (PMPS), jenž je vzácným bělidlem a oxidačním činidlem. Třebaže má Caroova kyselina několik známých užitečných použití, za zmínku stojí její použití při odstraňování ligninu z dřeva.
Podobně jako Caroova kyselina tvoří kyselina peroctová s kyselinou sírovou (35%) hořlavé páry a kapaliny. Při zahřívání reakce obsahující takovou směs hrozí možnost dosažení přítomnosti hořlavého materiálu a silného oxidačního činidla, které by představovaly významný bezpečnostní problém a mohly by vést k explozi. Použití takových reakčních materiálů není u velkoobjemové produkce žádoucí, protože to neumožňuje nepřijatelný rizikový profil. V případě Caroovy
-2CZ 309951 B6 kyseliny a kyseliny peroctové (s kyselinou sírovou) jsou bezpečnostní otázky téměř stejné, protože se jedná o žíravá a silná oxidační činidla.
Dalším potenciálním použitím sulfátového způsobu je produkce biopaliv. Jedním ze současných nedostatků produkce biopaliv je to, že vyžaduje použití částí rostlin potravinářské kvality (jako například semena), aby bylo možné transformovat uhlohydráty na palivo v přiměřeně účinném postupu. Uhlohydráty by mohly být získány z celulózových vláken s využitím biomasy nepotravinářské kvality v sulfátovém způsobu; nicméně energeticky náročná povaha sulfátového způsobu k odstraňování ligninu způsobuje, že se jedná o méně komerčně životaschopnou volbu. Za účelem vybudování cyklu chemických rostlinných zdrojů vzniká značná potřeba energeticky účinných postupů, které mohou využívat rostlinné vstupní suroviny, jež nekonkurují produkci potravin pro člověka.
Ačkoliv je postup sulfátového způsobu vaření nej rozšířenější postup chemického vaření buničiny na světě, je mimořádně energeticky náročný a má další nedostatky, jako značný zápach kolem závodů na produkci dřevní buničiny a obecně emise, které jsou v současné době v mnoha zemích výroby dřevní buničiny a papíru silně regulované. Ve světle současných ekologických problémů přispívajících ke změnám klimatu a současně s účtovanými emisními poplatky nebo daněmi je velice žádoucí optimalizovat současné postupy vaření buničiny tak, aby byla ekonomicky získána kvalitní vlákna bez současných škodlivých vlivů pro životní prostředí během jejich výroby. S ohledem na to existuje potřeba kompozice schopné provádět odstraňování ligninu z dřevěných látek při snížených teplotách a tlacích oproti současným postupům, aniž by byly zapotřebí vysoké dodatečné investiční náklady.
Podstata vynálezu
Podle jednoho aspektu předkládaného vynálezu je poskytnuta modifikovaná vodná kompozice kyseliny, obsahující:
- kyselinu sírovou;
- sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5-taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu (tramiprosátu); acamprosátu; ataurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5; a
- peroxid;
přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru ne menším než 1:1, a uvedená kyselina sírová a uvedený peroxid jsou přítomny v molámím poměru ne menším než 1:1.
Podle upřednostňovaného provedení uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru ne větším než 15:1, a uvedená kyselina sírová a uvedený peroxid jsou přítomny v molámím poměru ne vyšším než 15:1.
Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu je poskytnuta modifikovaná vodná kompozice kyseliny, obsahující:
kyselinu sírovou;
sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5-taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu (tramiprosátu); acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je
-3 CZ 309951 B6 alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3C5; a peroxid vodíku;
přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru ne menším než 3:1.
S výhodou je uvedený lineární alkyl zvolen ze skupiny sestávající z methylu; ethylu (taurinu); propylu; abutylu. S výhodou je uvedený rozvětvený alkyl zvolen ze skupiny sestávající z isopropylu; isobutylu; a isopentylu.
Výhodněji je uvedenou sloučeninou obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové taurin.
Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu je poskytnuta modifikovaná vodná kompozice kyseliny pro použití při odstraňování ligninu z dřeva nebo dřevní buničiny, přičemž uvedená kompozice obsahuje:
- 20 až 70 % hmota, kyseliny sírové;
sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5-taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu (tramiprosátu); acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3C5; a peroxid.
S výhodou má kompozice hodnotu pH nižší než 1. Výhodněji má kompozice hodnotu pH nižší než 0,5.
Podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu je poskytnuta modifikovaná vodná kompozice kyseliny pro použití při odstraňování ligninu ze dřeva, přičemž uvedená kompozice obsahuje:
- 40 až 70 % hmota, kyseliny sírové; a
- sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5-taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu (tramiprosátu); acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5;
přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru od 3:1 do 15:1.
Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu je poskytnuta modifikovaná vodná kompozice kyseliny pro použití při rozvlákňování nebo oddělování celulózy z rostlinného zdroje, přičemž uvedená kompozice obsahuje:
- 20 až 70 % hmota, kyseliny sírové;
- sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5-taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu (tramiprosátu); acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5; a - peroxid;
-4CZ 309951 B6 přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové j sou přítomny v molámím poměru od 3:1 do 15:1. S výhodou j e uvedenou sloučeninou obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové taurin.
Podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu je peroxidem peroxid vodíku.
Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu se představuje způsob odstraňování ligninu z rostlinného materiálu, uvedený způsob zahrnuje:
poskytnutí uvedeného rostlinného materiálu obsahujícího celulózová vlákna a lignin; vystavení uvedeného rostlinného materiálu účinkům modifikované vodné kompozice kyseliny obsahující:
o 20 až 70 % hmota, kyseliny sírové;
o sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5-taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu (tramiprosátu); acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5; a o peroxid;
po časový úsek postačující k odstranění v podstatě veškerého ligninu přítomného v uvedeném rostlinném materiálu.
Podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu jsou uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové přítomny v molámím poměru ne menším než 3:1. Podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu je peroxidem peroxid vodíku.
Tauráty jsou používané jako mírné, dobře pěnící povrchově aktivní látky v prostředcích určených k mytí těla a výrobcích osobní péče; zpracování textilu jako smáčedla; prací prostředky; a dispergační prostředky barviv; a v přípravcích na ochranu plodin a i v dalších průmyslových použitích.
Vynálezci objevili, že odstraňování ligninu z dřevěného materiálu (jako například zejména dřevěných třísek nebo jiné běžné biomasy) může probíhat při podstatně nižších teplotách než těch, které se používají během běžného sulfátového způsobu vaření. Ve skutečnosti byly provedeny některé experimenty při průměrné laboratorní teplotě v rozmezí 18 až 21 °C s upřednostňovanými kompozicemi a podle předkládaného vynálezu bylo prokázáno, že velice účinně degradují lignin přítomný v dřevěných třískách k uvolnění celulózových vláken. Podle dalšího upřednostňovaného provedení způsobu podle předkládaného vynálezu byl vzorek dřeva rozpuštěn při 30 °C po vystavení účinkům kompozice podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu. Podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu by bylo možné podstatně redukovat náklady na energii, související investiční náklady a výrazně snižují související emise aktuálně vypouštěné při odstraňování ligninu v buničině s využitím způsobu zahrnujícím upřednostňovanou kompozici podle předkládaného vynálezu. Podle dalšího upřednostňovaného provedení způsobu podle předkládaného vynálezu mohla být biomasa rozpuštěna při 0 °C po vystavení účinkům upřednostňované kompozice podle předkládaného vynálezu.
Podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu je poskytnut postup o více krocích závislý na času a teplotě a molámích poměrech upřednostňované kompozice podle předkládaného vynálezu, přičemž samostatné kroky rozpouštění dosahují:
-5CZ 309951 B6
1. odstranění ligninu;
2. rozpuštění hemicelulózy; a
3. rozpuštění krystalické celulózy.
Objasnění výkresů
Vynálezu lze zcela porozumět po posouzení následujícího popisu různých provedení podle tohoto vynálezu ve spojení s přiloženými obrázky, na kterých:
Obr. 1 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byla 1 minuta;
Obr. 2 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové za přítomnosti peroxidu (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu za přítomnosti peroxidu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byla 1 minuta;
Obr. 3 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 8 minut;
Obr. 4 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové za přítomnosti peroxidu (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu za přítomnosti peroxidu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 5 minut;
Obr. 5 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 16 minut;
Obr. 6 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové za přítomnosti peroxidu (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu za přítomnosti peroxidu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 10 minut;
Obr. 7 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 26 minut;
Obr. 8 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové za přítomnosti peroxidu (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu za přítomnosti peroxidu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 15 minut;
Obr. 9 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 39 minut;
Obr. 10 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové za přítomnosti peroxidu (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu za přítomnosti peroxidu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 25 minut;
Obr. lije fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 44 minut;
-6CZ 309951 B6
Obr. 12 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové za přítomnosti peroxidu (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu za přítomnosti peroxidu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 40 minut;
Obr. 13 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 60 minut;
Obr. 14 je fotografie porovnávající rozpuštění dřevěné třísky v kyselině sírové za přítomnosti peroxidu (pravá kádinka) a v kompozici podle předkládaného vynálezu za přítomnosti peroxidu (levá kádinka), přičemž uplynulý čas byl 60 minut;
Obr. 15a až 15h jsou řada fotografií zobrazujících kůži kuřete, která byla vystavena účinkům běžné kompozice Caroovy kyseliny po dobu až 45 minut; a
Obr. 16a až 16i jsou řada fotografií zobrazujících kůži kuřete, která byla vystavena účinkům modifikované kompozice Caroovy kyseliny podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu po dobu až 75 minut.
Příklady uskutečnění vynálezu
Experimenty provedené s využitím vodné kompozice kyseliny podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu ukázaly, že lze z dřevěné biomasy odstranit lignin za řízených reakčních podmínek a eliminovat nebo alespoň minimalizovat degradaci celulózy. Degradací se rozumí ztmavnutí celulózy nebo zuhelnatění (konverze na uhelnou čerň), které je symbolické v případě neřízené kyselé ataky na celulózu a její zbarvení.
S výhodou kompozice podle předkládaného vynálezu obsahuje:
kyselinu sírovou; a sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové zvolenou ze skupiny sestávající ztaurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5-taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu (tramiprosátu); acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3C5.
S výhodou je uvedený lineární alkyl zvolen ze skupiny sestávající z methylu; ethylu (taurinu); propylu; abutylu. S výhodou je uvedený rozvětvený alkyl zvolen ze skupiny sestávající z isopropylu; isobutylu; a isopentylu.
Nejvýhodněji je sloučeninou obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové taurin.
Při uskutečňování odstraňování ligninu z dřeva s využitím kompozice podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu, je možné postup uskutečnit při podstatně nižších teplotách než teplotách používaných při běžném sulfátovém způsobu vaření. Výhody jsou zásadní, zde jich několik uvádíme: současný sulfátový způsob vaření vyžaduje k provedení postupu odstranění ligninu teploty v blízkosti 176 až 180 °C, upřednostňované provedení podle předkládaného vynálezu dokáže odstranit lignin ze dřeva při podstatně nižších teplotách, dokonce v některých případech i při teplotě 20 °C. Podle upřednostňovaného provedení předkládaného vynálezu může být odstranění ligninu ze dřeva uskutečněno při teplotách i 0 °C. Podle upřednostňovaného provedení předkládaného vynálezu může být odstranění ligninu ze dřeva uskutečněno při teplotách i 10 °C. Podle upřednostňovaného provedení předkládaného vynálezu může být odstranění ligninu ze dřeva uskutečněno při teplotách i 30 °C. Podle dalšího
-7 CZ 309951 B6 upřednostňovaného provedení předkládaného vynálezu může být odstranění ligninu ze dřeva uskutečněno při teplotách i 40 °C. Podle ještě dalšího upřednostňovaného provedení předkládaného vynálezu může být odstranění ligninu ze dřeva uskutečněno při teplotách i 50 °C. Podle ještě dalšího upřednostňovaného provedení předkládaného vynálezu může být odstranění ligninu ze dřeva uskutečněno při teplotách i 60 °C.
V každém jednom z výše upřednostňovaných provedení je teplota, při které jsou postupy uskutečňovány, v podstatě nižší než v případě současného energeticky náročného a neúčinného sulfátového způsobu.
Kromě toho sulfátový způsob využívá k provedení odstranění ligninu ze dřeva vysoký tlak, který je zpočátku investičně nákladný, nebezpečný, drahý na údržbu a vykazuje vysoké obrátkové náklady nebo náklady na údržbu. Podle upřednostňovaného provedení předkládaného vynálezu může být odstranění ligninu ze dřeva uskutečněno při atmosférickém tlaku. To zase předchází potřebě vysoce specializovaného a nákladného průmyslového vybavení, jako například tlakových nádob/vařáků. Rovněž umožňuje implementaci jednotek pro odstraňování ligninu v řadě částí světa, kde by byla dřívější implementace sulfátovacího závodu neproveditelná z řady různých důvodů.
Některé z výhod postupu podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu jsou oproti konvenčnímu sulfátovému způsobu podstatné, protože jeho požadavek na teplo/energii nepředstavují pouze velký zdroj znečištění, ale ve velké míře jsou i důvodem vysoké náklady na dřevní buničinu a vysoké počáteční investiční náklady. Energetické úspory při implementaci postupu podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu se odrážejí v levnější buničině a přínosech pro životní prostředí, což by mělo jak okamžitý dopad, tak dlouhotrvající přínos pro všechny napříč generacemi.
Další úspory nákladů v úplné nebo částečné implementaci postupu podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu lze nalézt v nepřítomnosti nebo minimalizaci restriktivních předpisů k provozování vařáků při vysokých teplotách a vysokých tlacích.
Příklad 1
Kompozice podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu použitá při zkoušce odstraňování ligninu byla připravena rozpuštěním 1 molámího ekvivalentu taurinu v kyselině sírové a následně byl přidán peroxid vodíku. Konečnou kompozici tvořily kyselina sírová: taurin: peroxid vodíku v molámím poměru 5,0:1,7:1,0. S výhodou je výsledná hodnota pH kompozice menší než 1. Výhodněji je výsledná hodnota pH kompozice menší než 0,5.
Podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu poskytuje kompozice výtěžek peroxidu nad 25 % po 7 dnech míchání této kompozice. Výhodněji je procentuální výtěžek peroxidu vyšší než 35 % po 2 týdnech míchání uvedené kompozice.
Experiment odstraňování ligninu
Upřednostňované provedení kompozice podle předkládaného vynálezu bylo zkoušeno k určení síly při odstraňování ligninu z dřevěných třísek.
Tyto experimenty byly provedeny s využitím přibližně 0,2 g dřeva a přibližně 20 g roztoku. Směsi byly míchány při 200 otáčkách za minutu při teplotě 30 °C.
Obr. 1, 3, 5, 7, 9, 11 a 13 zobrazují rozpouštění dřevěné třísky za přítomnosti kyseliny sírové (na všech obrázcích pravá kádinka) v porovnání s kompozicí podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu (na všech obrázcích levá kádinka). Kompozice podle dotyčného upřednostňovaného provedení obsahuje kyselinu sírovou a taurin v poměru 3:1. Stojí za
-8CZ 309951 B6 zdůraznění, že od počátku experimentu vykazovala pravá kádinka důkaz produkce uhelné černi vlivem agresivní oxidace. Naznačuje to, že kyselina sírová nejen degradovala lignin přítomný v dřevěné třísce, ale degradovala docela rychle také celulózový materiál za vzniku uhelné černi. Tento účinek trval po celou dobu trvání experimentu až do vypršení času po 60 minutách. Levé kádinky vykazují postupné tmavnutí roztoku, rovněž důkaz o degradaci celulózového materiálu na uhelnou čerň, nicméně tato reakce je podstatně zpomalena, takže zbarvení roztoku je po 8 uplynulých minutách poměrně slabé. Při blízkém pozorování bylo pozorováno, že i po 16 minutách uplynulého času vykazoval roztok lehčí zbarvení než roztok s pouze kyselinou sírovou po 1 minutě.
Obr. 2, 4, 6, 8, 10, 12 a 14 zobrazují rozpouštění dřevěné třísky za přítomnosti kyseliny sírové a peroxidu vodíku (na všech obrázcích pravá kádinka) v porovnání s kompozicí podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu obsahující také peroxid vodíku (na všech obrázcích levá kádinka). Po 1 minutě je možné pozorovat, že je roztok kyseliny sírové/peroxidu vodíku stále dostatečně čirý, třebaže se už nějaké zbarvení začíná objevovat. Zbarvování naznačuje přítomnost zbytku uhelné černi v roztoku. V kádince obsahující upřednostňovanou kompozici podle předkládaného vynálezu je roztok po 1 minutě stále čirý. Ve skutečnosti zůstává roztok podle upřednostňovaného provedení čirý i po 60 minutách. Pokud jde o kádinku s kyselinou sírovou, roztok se trochu ztmavuje po 5 minutách a od tohoto okamžiku se nezdá, že by docházelo k další degradaci.
Výše uvedený experiment je jasným náznakem toho, že kompozice podle předkládaného vynálezu nejen že poskytuje adekvátní rozpouštěcí kyselinu k odstranění ligninu z rostlinného materiálu, ale je cenná rovněž při řízení konečné degradace celulózového materiálu na zbytek uhelné černi vznikající při potenciálně vyšším výtěžku pro obsluhu, čímž se zvyšuje ziskovost a současně snižují emise a rizika pro zaměstnance, zhotovitele a veřejnost.
Způsob k získání glukózy z dřevní buničiny by představoval výrazný posun v současném postupu, ve kterém je tato konverze chemicky, energeticky a emisně náročná; nákladná; a nebezpečná, zároveň nepřináší příliš efektivní výsledky, zejména při velkoobjemové výrobě. Žádoucí je využít kompozici, kterou lze oddělit lignin od dřevní buničiny, ale která také poskytuje obsluze určitou míru kontroly za účelem zachování celulózy, a nikoliv její degradování na uhelnou čerň za účelem vylepšení účinnosti a výtěžku, zvýšení bezpečnosti a snížení celkových nákladů.
Podle upřednostňovaného provedení způsobu podle předkládaného vynálezu je možné dosáhnout oddělení ligninu a výsledná celulózová vlákna mohou být dále zpracována za vzniku glukózových monomerů. Chemické složení glukózy má řadu uplatnění, včetně jako startovací blok při přípravě široce používaných chemikálií, včetně zejména například diacetonidu, dithioacetalu, ethanolu, glukosidu, glukalu a hydroxyglukalu.
Další experimenty odstraňování ligninu
Kyselina sírová, taurin a peroxid vodíku byly smíchány se snižujícími se koncentracemi taurinu a reagovány s biomasou (dřevěnými třískami) přes noc za podmínek prostředí k posouzení účinnosti změny molámích poměrů na intenzitu reakce. Kontrolní zkoušky byly provedeny u příslušných směsí s pouze sulfátovaným ligninem nebo pouze celulózou přidávanou namísto biomasy. Komerčně dostupný lignin (Sigma-Aldrich; lignin, sulfát; výr. č. 471003) byl při zkoušení použitý jako kontrola. Komerční celulóza (Sigma-Aldrich; celulóza, vlákna (médium); výr. č. C6288) byla také při zkoušení použita jako kontrola.
Pevná fáze každé směsi byla odfiltrována po 20 hodinách doby reakce, opláchnuta vodou a vysušena v peci při 45 °C na konstantní hmotnost. Všechny údaje jsou uvedeny jako průměr ze tří běhů. Účinná směs musí rozpustit veškerý lignin a ponechat celulózu, pokud možno tak, jak je. Výsledky experimentů jsou uvedeny v tabulce 1 níže.
-9CZ 309951 B6
Tabulka 1: Regenerace pevných látek (% výchozí hmoty) po 20 hodinách doby reakce
Směs Dřevo (% hmota, zbývající po reakci) Kontrolní lignin (% hmota, zbývající po reakci) Kontrolní celulóza (% hmota, zbývající po reakci)
3 1:3 41,71 0,00 86,15
10 1:10 38,64 0,00 84,67
15 1:15 39,79 0,00 86,81
Směs s molámím poměrem 3:1:3 kyseliny sírové (použitá 96% koncentrace) k taurinu a peroxidu vodíku (jako 30% roztok) má za následek regeneraci hmoty 40 % ze dřeva a 86 % z celulózy a nic z ligninu. Lignin byl dostatečně rozvlákněn, aby se ve směsi rozpustil. Je nutné upozornit, že snížení koncentrace taurinu na 10:1:10 nebo 15:1:15 výrazně nemění výsledky regenerace pevných látek. Dokonce i při nejnižší koncentraci je taurin účinným zpomalovačem kyseliny sírové ke stabilizování reakční směsi.
Zkoušení žíravosti pro kůži
K posouzení okamžité žíravosti kompozice podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu bylo s využitím kuřecí kůže provedeno vizuální srovnávací posouzení. Přes otvory dvou kádinek byly zajištěny dva vzorky kuřecí kůže. První vzorek kůže byl vystaven účinkům roztoku kyseliny sírové (H2SO4) a peroxidu vodíku (H2O2). Druhý vzorek kůže byl vystaven účinkům kompozice podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu, konkrétně obsahující kyselinu sírovou; taurin; a peroxid vodíku (H2O2) (v molámím poměru 5,0:1,7:1,0).
Obr. 15aažl5h (zobrazují kůži ošetřenou standardním roztokem H2SO4 - H2O2) zobrazuje výsledky žíravosti v časech 0, 4, 6, 10, 15, 30 a 45 minut. Obr. 16a až 16i (zobrazující kůži ošetřenou kompozicí H2SO4-taurin-H2O2 dle popisu uvedeného výše) zobrazuje výsledky žíravosti v časech 0, 5, 10, 15, 30, 45, 60 a 75 minut. Toto porovnání zkoušky žíravosti kůže mezi běžnou Caroovou kyselinou a modifikovanou Caroovou kyselinou (v molámím poměru 3:1 kyselina sírová: taurin) zdůrazňuje bezpečnostní výhodu kompozice podle upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu. Koncentrace kyseliny sírové v Caroově kyselině a modifikované Caroově kyselině činí přibližně 80 % hmota., respektive 60 % hmota., přičemž koncentrace peroxidu vodíku byla ekvivalentní.
Konvenční Caroova kyselina vede k penetraci po asi 5,5 minutě. Modifikovaná Caroova kyselina podle upřednostňovaného provedení popsaného a zkoušeného dosáhne penetrace vzorkem kůže po přibližně 45 minutách, avšak rozsah penetrace jev porovnání s konvenční Caroovou kyselinou mnohem menší. Navzdory skutečnosti, že se nejedná o oficiální zkoušku uznávanou OECD, tato zkouška jednoznačně zdůrazňuje výhody, že osoba, která přijde do náhodného styku s modifikovanou Caroovou kyselinou podle provedení podle předkládaného vynálezu, bude mít mnohem více času na vyhledání bezpečnostní sprchy k minimalizaci nevratného poškození kůže a dalších zranění.
Titrace Caroovy kyseliny a upřednostňovaná kompozice podle předkládaného vynálezu
Vynálezci provedli titraci jak Caroovy kyseliny (molámí poměr 5,57:1 H2SO4: H2O2) a modifikované Caroovy kyseliny (molámí poměr 5,0:1,7:1,0 LLSCfitaurimLbCh), kdy byly obě syntetizované s využitím ledové lázně a konstantního míchání. Kompozice jsou uložené zavíčkované, avšak nikoliv utěsněné ve vodní lázni při konstantní teplotě 30 °C.
Ke stanovení koncentrace H2O2 byly roztoky titrovány proti standardizovanému roztoku KMnCfi. Postup titrování byl následující:
-10 CZ 309951 B6
1. Připraven je roztok o objemu přibližně 245 ml dH2O a 5 ml 96 % H2SO4
2. Analytickými váhami byl odměřen a zaznamenán přibližně 1 g Caroovy kyseliny/modifikované Caroovy kyseliny
3. Zředěný roztok H2SO4 se použil ke kvantitativnímu přenosu odměřené Caroovy kyseliny/modifikované Caroovy kyseliny do 300 ml Erlenmeyerovy baňky
4. Roztok je soustavně během titrování míchán magnetickou míchací destičkou/míchací tyčinkou
5. Roztok je titrován s využitím standardního roztoku KMnCfi až do výskytu stále růžové barvy po dobu alespoň 1 minuty.
Moly H2O2 zjištěné v titrovaném vzorku a moly H2O2 použité při syntéze byly použity pro výpočet procentuálního výtěžku.
Tabulka 2: Výsledky titrace Caroovy kyseliny a upřednostňovaná kompozice podle předkládaného vynálezu
Caroova kyselina Modifikovaná Caroova kyselina
Procentuální výtěžek H2O2 Procentuální výtěžek H2O2
po syntéze 16,2 38,9
2 dny 18,1 40,0
5 dnů 16,6 47,9
7 dnů 15,5 54,9
12 dnů 7,7 52,7
27 dnů 0,0 42,6
Porovnání mezi Caroovou kyselinou a modifikovanou Caroovou kyselinou ukazuje, že Caroova kyselina má po syntéze podstatně aktivnější H2O2 a uchovává si svou aktivitu po delší časový úsek (alespoň 27 dnů); což má za následek produkt, jenž má podstatně delší skladovatelnost, vylepšenou provozní účinnost a minimalizování odpadu vzniklého z produktu s prošlou trvanlivostí.
Podle dalšího upřednostňovaného provedení podle předkládaného vynálezu lze také kompozici použít k rozkladu organického materiálu oxidací, jako například při zpracování vody, čištění vody a/nebo odsolování vody. Příkladem toho je odstranění (tj. zničení) řas na filtračních membránách. Protože mohou být tyto membrány poměrně nákladné, je zřejmé, že jsou používány co nejdéle je to možné. Nicméně s ohledem na obtížnost odstranit organickou hmotu, která se na nich v průběhu času akumuluje, jsou zapotřebí nové přístupy, aby odstraňování probíhalo účinně a s co nejmenší mírou poškození membrány. Minerální kyseliny jsou příliš silné, a ačkoliv organickou hmotu odstraní, poškodí i filtrační membrány. Upřednostňovaná kompozice podle předkládaného vynálezu tento problém řeší, protože je méně agresivní než minerální kyseliny a dokáže tak odstranit organické znečišťující látky podstatně šetrnějším způsobem, který tak membránu chrání.
Třebaže byl výše uvedený vynález popsán v určité míře detailu pro účely srozumitelnosti a porozumění, osobám znalým stavu techniky bude poté, co se seznámí s tímto vynálezem zřejmé, lze provést různé změny v podobě a detailu, aniž by tím došlo k odklonu od skutečného rozsahu vynálezu v přiložených nárocích.

Claims (15)

1. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny, vyznačující se tím, že obsahuje:
- kyselinu sírovou;
- sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu; acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5; a
- peroxid;
přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru ne menším než 1:1, a uvedená kyselina sírová a uvedený peroxid jsou přítomny v molámím poměru ne menším než 1:1.
2. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru ne vyšším než 15:1, a uvedená kyselina sírová a uvedený peroxid jsou přítomny v molámím poměm ne vyšším než 15:1.
3. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny, vyznačující se tím, že obsahuje:
- kyselinu sírovou;
- sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu; acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5; a
- peroxid vodíku;
přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměm ne menším než 3:1.
4. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že uvedený lineární alkyl je zvolen ze skupiny sestávající z methylu; ethylu; propylu; abutylu.
5. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že uvedený rozvětvený alkyl je zvolen ze skupiny sestávající z isopropylu; isobutylu; a isopentylu.
6. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že uvedenou sloučeninou obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové je taurin.
7. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny pro použití při odstraňování ligninu z rostlinné biomasy, vyznačující se tím, že uvedená kompozice obsahuje:
- 20 až 70 % hmota, kyseliny sírové z celkové hmotnosti kompozice;
- sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5
- 12CZ 309951 B6 taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu; acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5; a
- peroxid.
8. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny podle nároku 7 pro použití při odstraňování ligninu z rostlinné biomasy, vyznačující se tím, že uvedená kompozice obsahuje:
- 40 až 70 % hmota, kyseliny sírové z celkové hmotnosti kompozice;
- sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu; acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5;
přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru v rozmezí od 3:1 do 15:1.
9. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny pro použití při rozvlákňování celulózy z rostlinného zdroje biomasy, vyznačující se tím, že uvedená kompozice obsahuje:
- 20 až 70 % hmota, kyseliny sírové z celkové hmotnosti kompozice;
- sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu; acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5; a
- peroxid;
přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru od 3:1 do 15:1.
10. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny pro použití při rozvlákňování hemicelulózy z rostlinného zdroje biomasy, vyznačující se tím, že uvedená kompozice obsahuje:
- 20 až 70 % hmota, kyseliny sírové z celkové hmotnosti kompozice;
- sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z taurinu; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu; acamprosátu; a taurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu C1-C5 a rozvětveného alkylu C3-C5; a
- peroxid;
přičemž uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru od 3:1 do 15:1.
11. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny podle nároku 10, vyznačující se tím, že uvedenou sloučeninou obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové je taurin..
- 13 CZ 309951 B6
12. Modifikovaná vodná kompozice kyseliny podle kteréhokoliv z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že peroxidem je peroxid vodíku.
13. Způsob odstraňování ligninu z rostlinné biomasy nebo materiálu biomasy, vyznačující se tím, že uvedený způsob zahrnuje:
- poskytnutí uvedeného materiálu biomasy obsahujícího celulózová vlákna a lignin;
- vystavení uvedeného materiálu biomasy účinkům modifikované vodné kompozice kyseliny obsahující:
o 20 až 70 % hmoto, kyseliny sírové z celkové hmotnosti kompozice;
o sloučeninu obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové, zvolenou ze skupiny sestávající z tamtou; taurolidinu; kyseliny taurocholové; kyseliny tauroselcholové; tauromustinu; 5taurinomethyluridinu a 5-taurinomethyl-2-thiouridinu; homotaurinu; acamprosátu; ataurátů; ale i alkylaminosulfonových kyselin, kde je alkyl zvolen ze skupiny sestávající z lineárního alkylu CiCs a rozvětveného alkylu C3-C5; a o peroxid;
po časový úsek postačující k odstranění v podstatě veškerého ligninu přítomného v uvedeném materiálu biomasy.
14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru ne menším než 3:1.
15. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že uvedená kyselina sírová a uvedená sloučenina obsahující aminovou část a část kyseliny sulfonové jsou přítomny v molámím poměru ne menším než 3:1.
CZ2022-403A 2020-02-28 2021-02-26 Modifikovaná vodná kompozice kyseliny CZ309951B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA3074199A CA3074199A1 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Modified sulfuric acid and uses thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2022403A3 CZ2022403A3 (cs) 2022-11-02
CZ309951B6 true CZ309951B6 (cs) 2024-02-28

Family

ID=77460638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2022-403A CZ309951B6 (cs) 2020-02-28 2021-02-26 Modifikovaná vodná kompozice kyseliny

Country Status (27)

Country Link
US (2) US11846067B2 (cs)
EP (1) EP4110985A4 (cs)
JP (1) JP7671075B2 (cs)
KR (1) KR20220141893A (cs)
CN (1) CN115461509B (cs)
AR (1) AR121448A1 (cs)
AU (1) AU2021228375A1 (cs)
BR (1) BR112022016412A2 (cs)
CA (3) CA3074199A1 (cs)
CL (1) CL2022002304A1 (cs)
CO (1) CO2022012843A2 (cs)
CR (1) CR20220482A (cs)
CZ (1) CZ309951B6 (cs)
EC (1) ECSP22075395A (cs)
GB (1) GB2608074B (cs)
GE (1) GEP20247690B (cs)
IL (1) IL295884B1 (cs)
JO (1) JOP20220195A1 (cs)
MA (1) MA57569B1 (cs)
MX (2) MX2022010589A (cs)
PE (1) PE20230377A1 (cs)
PH (1) PH12022552068A1 (cs)
RS (1) RS20220801A1 (cs)
TN (1) TN2022000231A1 (cs)
UY (1) UY39102A (cs)
WO (1) WO2021168536A1 (cs)
ZA (1) ZA202209487B (cs)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3074198A1 (en) 2020-02-28 2021-08-28 Fluid Energy Group Ltd. Modified methanesulfonic acid and uses thereof
CA3074199A1 (en) 2020-02-28 2021-08-28 Fluid Energy Group Ltd. Modified sulfuric acid and uses thereof
CA3110357A1 (en) 2021-02-25 2022-08-25 Sixring Inc. Modified sulfuric acid and uses thereof
CA3110360A1 (en) * 2021-02-25 2022-08-25 Sixring Inc. Modified sulfuric acid and uses thereof
CA3122786A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-18 Sixring Inc. Temperature-controlled delignification of biomass
CA3149493A1 (en) * 2022-02-18 2023-08-18 Fluid Energy Group Ltd. Composition for use in the destruction of naphtenic acids
CA3151040A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-04 Sixring Inc. Improved cellulose to cellobiose conversion process
CA3170366A1 (en) * 2022-08-12 2024-02-12 Sixring Inc. Optimization of chemical consumption in biomass delignification
CA3170772A1 (en) * 2022-08-19 2024-02-19 Sixring Inc. Improvements in biomass fermentation into ethanol
CA3184551A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-22 Sixring Inc. Improvements in biomass delignification

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4626319A (en) * 1984-08-01 1986-12-02 Degussa Aktiengesellschaft Process for the delignification and acid bleaching of cellulose with oxygen and hydrogen peroxide
CN103572306A (zh) * 2012-07-30 2014-02-12 比亚迪股份有限公司 用于铜表面退镍的退镀液及其制备方法和用于退去铜表面镍的方法
CN103820796A (zh) * 2014-03-26 2014-05-28 东莞市凯盟表面处理技术开发有限公司 一种不含氮、磷元素的环保不锈钢酸洗剂及其应用方法

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US199385A (en) * 1878-01-22 Improvement in truss-hoops
US2855351A (en) 1954-09-20 1958-10-07 Sanford Process Co Inc Process for electrolytically producing oxide coating on aluminum and aluminum alloys
NL266614A (cs) * 1960-07-07
US3509206A (en) 1967-03-01 1970-04-28 Ppg Industries Inc Alkanesulfonic acid preparation
US3655738A (en) 1969-10-31 1972-04-11 Ppg Industries Inc Preparation of diperphthalic acids
JPS526853B2 (cs) * 1972-12-22 1977-02-25
JPS5266003A (en) * 1976-03-29 1977-06-01 Hitachi Ltd Peeling agent for hottresist film
GB8307036D0 (en) 1983-03-15 1983-04-20 Interox Chemicals Ltd Peroxygen compounds
GB8508010D0 (en) * 1985-03-27 1985-05-01 Unilever Plc Liquid bleaching compositions
GB2175621B (en) * 1985-05-28 1989-07-05 Lion Corp Bleaching compositions
DE3529968A1 (de) 1985-08-22 1987-02-26 Basf Ag Verfahren zum faerben von papier
CA1332862C (en) 1989-07-10 1994-11-08 Marsulex Inc. Kraft pulping process
CA2115881C (en) 1993-02-25 2000-05-23 Michael G. Paice Non-chlorine bleaching of kraft pulp
JPH07206804A (ja) 1994-01-26 1995-08-08 Mitsui Toatsu Chem Inc タウリンの精製方法
JPH07286068A (ja) * 1994-04-15 1995-10-31 Panatsuku Kogyo Kk セルロースエステルフイルム、その製造方法およびセルロースエステルの再利用方法
CA2134270C (en) 1994-10-25 2005-07-26 Drew John Drexler Nox destruction in sulphuric acid
EP0779357A1 (en) 1995-12-16 1997-06-18 The Procter & Gamble Company Stable emulsions comprising a hydrophobic liquid ingredient
JP3361680B2 (ja) * 1995-12-27 2003-01-07 日本パーオキサイド株式会社 銅又は銅合金の表面処理液
US20030224960A1 (en) 1998-09-30 2003-12-04 The Procter & Gamble Co. Liquid bleaching compositions packaged in spray-type dispenser and a process for pretreating fabrics therewith
US20040099637A1 (en) 2000-06-16 2004-05-27 Shipley Company, L.L.C. Composition for producing metal surface topography
MX2011005798A (es) 2008-12-01 2011-06-20 Kumiai Chemical Industry Co Procedimiento para producir una composicion agricola quimica particulada dispersable en agua.
CN102395621A (zh) * 2009-03-20 2012-03-28 Sika技术股份公司 用于制备化学改性的木质素的分解产物的方法
KR101619380B1 (ko) 2009-05-14 2016-05-11 삼성디스플레이 주식회사 식각액 조성물 및 이를 이용한 어레이 기판의 제조방법
JP5471049B2 (ja) 2009-06-09 2014-04-16 三菱瓦斯化学株式会社 Tcf漂白パルプの製造方法
CN101962775B (zh) * 2010-09-29 2012-06-27 深圳市洁驰科技有限公司 一种硫酸/双氧水微蚀液稳定剂及其制备方法
KR101895421B1 (ko) 2011-02-24 2018-09-07 삼성디스플레이 주식회사 배선, 박막 트랜지스터, 및 박막 트랜지스터 표시판과 이들을 제조하는 방법들
EP2683809A1 (en) * 2011-03-11 2014-01-15 Reckitt Benckiser LLC Peroxygen containing cleaning substrates with improved storage stability
TWI577834B (zh) 2011-10-21 2017-04-11 富士軟片電子材料美國股份有限公司 新穎的鈍化組成物及方法
KR20130069419A (ko) 2011-12-15 2013-06-26 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 구리 혹은 구리기 합금 표면의 산화 피막의 제거 방법 및 이 방법을 사용하여 회수한 구리 혹은 구리기 합금
MX366484B (es) * 2012-01-04 2019-07-10 Procter & Gamble Estructuras fibrosas que comprenden particulas y metodos para fabricarlas.
US8835140B2 (en) 2012-06-21 2014-09-16 Ecolab Usa Inc. Methods using peracids for controlling corn ethanol fermentation process infection and yield loss
US9890321B2 (en) 2012-10-22 2018-02-13 Halliburton Energy Services, Inc. Wellbore servicing compositions and methods of making and using same
US20140121145A1 (en) 2012-10-25 2014-05-01 Basf Se Treatment of shaped bodies comprising copper with a mixture comprising chlorine-free acids and oxidizing agent
CN105723005A (zh) 2013-07-08 2016-06-29 阿尔法金属公司 金属回收
WO2015037424A1 (ja) * 2013-09-12 2015-03-19 三菱瓦斯化学株式会社 セルロースの製造方法
KR20160085281A (ko) 2013-11-06 2016-07-15 에보닉 데구사 게엠베하 펄프의 탈리그닌화 및 표백 방법
KR102131394B1 (ko) 2014-04-02 2020-07-08 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
US10869479B2 (en) 2014-04-28 2020-12-22 American Sterilizer Company Wipe for killing spores
WO2016044607A1 (en) 2014-09-17 2016-03-24 Lonza, Inc. Activated disinfectant hydrogen peroxide compositions
US9499405B2 (en) * 2015-03-10 2016-11-22 Ei Du Pont De Nemours And Company Process for producing sulfuric acid with low levels of niter
FR3044577B1 (fr) * 2015-12-07 2017-12-22 Timothee Boitouzet Procede de delignification partielle et de remplissage d'un materiau ligno-cellulosique, et structure de materiau composite obtenue par ce procede
RU2634586C1 (ru) * 2016-08-01 2017-10-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ отбелки лиственной сульфатной целлюлозы
EP3396063A1 (en) * 2017-04-26 2018-10-31 ETH Zurich Method for producing densified cellulosic composite material
CA3074600A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 University Of Maryland, College Park Delignified wood materials, and methods for fabricating and use thereof
US11441229B2 (en) 2018-07-06 2022-09-13 Entegris, Inc. Method for selectively removing nickel platinum material
CN109761380A (zh) 2019-03-04 2019-05-17 乌鲁木齐市科发展精细化工有限公司 含有示踪聚合物的无磷阻垢剂及其制备方法
CN109877097A (zh) * 2019-03-29 2019-06-14 瓮福达州化工有限责任公司 湿法磷酸净化工艺用浓缩系统的清洗方法
CN109898085B (zh) 2019-04-10 2021-07-09 深圳市松柏实业发展有限公司 退锡组合液及退锡方法
CN110485188B (zh) 2019-07-16 2020-11-24 华南理工大学 一种木质纤维同步制备高纯纤维素和木质素纳米颗粒的方法及其应用
CA3074194A1 (en) 2020-02-28 2021-08-28 Fluid Energy Group Ltd. Modified sulfuric acid and uses thereof
CA3074198A1 (en) 2020-02-28 2021-08-28 Fluid Energy Group Ltd. Modified methanesulfonic acid and uses thereof
CA3074199A1 (en) 2020-02-28 2021-08-28 Fluid Energy Group Ltd. Modified sulfuric acid and uses thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4626319A (en) * 1984-08-01 1986-12-02 Degussa Aktiengesellschaft Process for the delignification and acid bleaching of cellulose with oxygen and hydrogen peroxide
CN103572306A (zh) * 2012-07-30 2014-02-12 比亚迪股份有限公司 用于铜表面退镍的退镀液及其制备方法和用于退去铜表面镍的方法
CN103820796A (zh) * 2014-03-26 2014-05-28 东莞市凯盟表面处理技术开发有限公司 一种不含氮、磷元素的环保不锈钢酸洗剂及其应用方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB2608074B (en) 2024-02-21
US12320066B2 (en) 2025-06-03
WO2021168536A1 (en) 2021-09-02
ZA202209487B (en) 2024-01-31
MA57569A1 (fr) 2022-12-30
GB202213623D0 (en) 2022-11-02
EP4110985A4 (en) 2024-03-06
US11846067B2 (en) 2023-12-19
TN2022000231A1 (en) 2024-04-01
MX2023003146A (es) 2023-03-24
CO2022012843A2 (es) 2022-09-20
IL295884B1 (en) 2025-06-01
CA3167038A1 (en) 2021-08-28
KR20220141893A (ko) 2022-10-20
CZ2022403A3 (cs) 2022-11-02
RS20220801A1 (sr) 2022-10-31
CL2022002304A1 (es) 2023-03-17
AU2021228375A1 (en) 2022-08-18
CR20220482A (es) 2023-03-03
MX2022010589A (es) 2022-09-09
JP2023515047A (ja) 2023-04-12
GB2608074A8 (en) 2023-01-18
AR121448A1 (es) 2022-06-08
ECSP22075395A (es) 2022-11-30
MA57569B1 (fr) 2023-05-31
EP4110985A1 (en) 2023-01-04
US20230416985A1 (en) 2023-12-28
UY39102A (es) 2021-08-31
GEP20247690B (en) 2024-11-11
PH12022552068A1 (en) 2024-02-12
CA3074199A1 (en) 2021-08-28
CN115461509A (zh) 2022-12-09
GB2608074A (en) 2022-12-21
IL295884A (en) 2022-10-01
JP7671075B2 (ja) 2025-05-01
CN115461509B (zh) 2024-02-27
JOP20220195A1 (ar) 2023-01-30
CA3110553A1 (en) 2021-08-28
US20210269970A1 (en) 2021-09-02
CA3110553C (en) 2022-11-22
PE20230377A1 (es) 2023-03-06
BR112022016412A2 (pt) 2022-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ309951B6 (cs) Modifikovaná vodná kompozice kyseliny
CZ309859B6 (cs) Vodná kompozice kyseliny
CZ309860B6 (cs) Vodná kompozice kyseliny
CA3128677A1 (en) Modified sulfuric acid and uses thereof
CA3110390A1 (en) Modified sulfuric acid and uses thereof
EA046675B1 (ru) Модифицированная серная кислота и ее применение
CA3128673A1 (en) Modified sulfuric acid and uses thereof
OA21384A (en) Sulfuric acid composition and uses thereof.
EA046746B1 (ru) Модифицированная алкансульфоновая кислота и ее применение
US12371853B2 (en) Modified sulfuric acid and uses thereof
TR2022012039T2 (tr) Modi̇fi̇ye edi̇lmi̇ş sülfüri̇k asi̇t ve kullanimlari
CA3128676A1 (en) Modified sulfuric acid and uses thereof
EA046806B1 (ru) Модифицированная серная кислота и ее применение