Лесохимия

ЛЕСОХИМИЯ, область знаний о хим. св-вах древесины и лесохим. произ-вах, исходным сырьем для к-рых она служит. Ниже приводится характеристика лесохимических производств. Целлюлозно-бумажное произ-во занимает главное место среди лесохимических производств по объемам перерабатываемого сырья и готовой продукции. Оно потребляет в СССР ок. 48 млн. м³древесины (1986): т. наз. балансовую и дровяную (80%), отходы лесозаготовок и деревообработки (щепа, опилки -20%; доля их из года в год возрастает) для выработки целлюлозы, древесной массы и получения из них разл. видов бумаги и картона. В пром-сти применяют в осн. сульфитный и сульфатный методы варки целлюлозы. Сульфитный метод (с его помощью получают 40% целлюлозы) позволяет производить легко отбеливаемую целлюлозу, а из сульфитных щелоков - этанол и сухую микробную биомассу (кормовые дрожжи); этим методом перерабатывают почти исключительно древесину хвойных пород (преим. ель), из к-рой получают наиб. прочную бумагу. Сульфатный метод дает возможность перерабатывать древесину любых хвойных и лиственных пород, особенно сосны и лиственницы, в разл. виды целлюлозы, в т.ч. вискозную и ацетатную. Расширяется произ-во полуцеллюлозы и хим. древесной массы - промежут. продуктов, образующихся с высоким выходом и содержащих осн. часть углеводов древесины; при этом уменьшается уд. расход древесины. Получают развитие комбинир. методы варки целлюлозы - содово-сульфитный и содово-сульфитно-сульфатный; перспективен метод кислородно-щелочной делигнификации древесины. При сульфатной варке целлюлозы получают также скипидар и сульфатное мыло (при отстаивании сульфатных щелоков) -сырье для получения таллового масла. См. также Бумага, Целлюлоза. Гидролизные произ-ва получили широкое развитие в СССР. В качестве сырья используют гл. обр. отходы лесопиления и деревообработки (опилки, щепа, горбыли, рейки - ок. 80%), а также низкосортную древесину и технол. дрова, нек-рые растит. отходы (кукурузная кочерыжка, подсолнечная лузга, солома, шелуха семян и др.). Первоначально гидролизу подвергали хвойную древесину с получением 160-180 л этанола в расчете на 1 т абсолютно сухого сырья (в дальнейшем стали производить также дополнительно 35-40 кг кормовых дрожжей из поелеспиртовой барды). Затем появились предприятия фурфурольно-дрожжевого профиля (70-80 кг фурфурола и 100 кг дрожжей в расчете на 1 т абсолютно сухих растит. отходов) и чисто дрожжевого профиля (ок. 200 кг дрожжей). Хим. переработкой водорастворимых Сахаров, образующихся при гидролизе растит. сырья, получают многоатомные спирты (ксилит, сорбит, маннит, глицерин, этилен- и пропиленгликоли), левулиновую, тригидроксиглутаровую и глюконовую к-ты. В гидролизных произ-вах потребляется 9-10 млн. м³растит. сырья (1986), в т.ч. ок. 40% опилок. Отходы произ-ва - гидролизный лигнин (30-40% в расчете на абсолютно сухое сырье), к-рый применяют в осн. как котельное топливо, а также для получения высококачеств. углей разл. назначения, удобрений, уксусной и щавелевой к-т, фенолов, наполнителей для полимерных материалов и др. ценных продуктов. Организовано произ-во углеводного (т. наз. осахаренного) корма, основанное на мягком кислотном гидролизе древесины. См. также Гидролизные производства.

Дубильно-экстрактовое произ-во - источник дубящих в-в. Для их выработки применяют кору ивы, ели, лиственницы, бадана и древесину дуба, каштана и др. Для произ-ва 1 т таннинов из еловой коры требуется 10-11 т сырья. Дубящие в-ва используют в виде дубильных экстрактов - упаренных до определенной концентрации или высушенных до твердого состояния водных вытяжек из растений. Канифольно-скипидарное произ-во объединяет, по существу, три произ-ва: канифольно-терпентинное, канифольно-экстракционное, таллового масла. Сырьем для канифольно-терпентинного произ-ва служит живица, получаемая при подсочке сосны, лиственницы и др. хвойных пород древесины. Сырье для канифольно-экстракционного произ-ва - т. наз. пневый осмол, представляющий собой просмолившуюся в течение 10-15 лет после рубки леса ядровую древесину сосновых пней (смолистые в-ва экстрагируют бензином из измельченного в щепу осмола). Талловое масло получают из сульфатного мыла - побочного продукта сульфатно-целлюлозного произ-ва. Далее талловое масло подвергают ректификации в глубоком вакууме с получением канифоли, жирных к-т, дистиллированного таллового масла, таллового пека. В СССР вырабатывают в осн. живичную канифоль (70%), но увеличивается доля талловой канифоли, произ-во к-рой более дешево и значит. менее трудоемко. В большом и постоянно возрастающем объеме вырабатывают модифицир. виды канифоли (особенно экстракционной и талловой) и ее эфиры, используемые для лакокрасочной, бумажной (как клеевые составы), полиграфич., мебельной, кабельной и др. отраслей пром-сти. Сопутствующие канифоли продукты - скипидар, используемый для получения индивидуальных терпенов (напр., терпинеола, карена, пиненов) и синтеза разнообразных продуктов, в т. ч. камфоры, а также сосновое флотационное масло. Произ-во канифоли в СССР 168 тыс. т (1986). Пиролизное произ-во - получение древесного угля из древесины нагреванием ее без доступа воздуха в спец. стальных ретортах (преим. вертикальных) и печах. Кроме угля получают уксусную к-ту, древесные смолы (из к-рых, в свою очередь, вырабатывают древесносмоляное креозотовое масло, древесносмоляной ингибитор, литейные крепители, лесохим. понизитель вязкости и т.д.), метанол и др. Сырье - дрова лиственных пород (гл. обр. березы). На 1 т угля расходуется ок. 7 м³ древесины. Осн. потребители древесного угля (85%) - произ-ва активного угля, сероуглерода, кристаллич. кремния. Новые возможности открываются при пиролизе древесины в присут. катализаторов, при этом наряду с углем, уксусной к-той и др. продуктами м. б. получены фурфурол и левоглюкозан. Объем переработки древесины на уголь в СССР 1100 тыс. т (1986). Энергохим. переработка древесины - газификация древесины в газогенераторах или в топках-генераторах с выделением уксусной к-ты, древесной смолы и др. в процессе очистки газа. Очищенный газ применяют для сжигания в топках котельных или в двигателях внутр. сгорания. Энергохим. переработка позволяет использовать древесные отходы любых пород и любой формы вплоть до лесосечных отходов. Эффективность газификации древесины можно повысить в присут. катализаторов при высоком давлении с получением преим. алканов С₂-С₅. Новые направления хим. переработки древесины: получение синтез-газа (смеси СО и Н₂) и из него метанола (последний м. б. использован для синтеза уксусной к-ты или как потенциальное топливо для двигателей внутр. сгорания); получение искусств. жидкого топлива путем сжижения (при 350-400°С и 25-30 МПа) древесины. В отдельную отрасль лесохимических производств выделяется переработка древесной зелени. При мех. переработке получают хвойную витаминную муку, вводимую в корма для скота, продукты комплексной переработки (экстракция горячей водой или бензином) - хвойный натуральный экстракт, хлорофиллокаротиновую пасту и др., служащие добавками к шампуням, зубным пастам, мылам, тонизирующим ср-вам для ванн, а также т. наз. кормовую муку. Близко к лесохимическим производствам произ-во древесных плит - древесноволокнистых и древесностружечных. См. Древесные плиты.

Никитин Н. И., Химия древесины и целлюлозы, М.-Л., 1962; Корякин В. И., Термическое разложение древесины, 2 изд., М., 1962; Богомолов Б. Д.. Химия древесины и основы химии высокомолекулярных соединений, М., 1973; Выродов В. А. [и др.]. Технология лесохимических производств, М., 1987; Гордон Л. В., Скворцов С. О., Лисов В. И., Технология и оборудование лесохимических производств. 5 изд., М., 1988. А. М. Чащин.

Читайте еще

Лесохимия

Лесохимическая промышленность

Полуцеллюлоза — получение и применение

Пиролиз древесины — процесс и продукты

Сухая перегонка древесины — процесс и продукты

Химия древесины — состав и свойства

Древесная смола — свойства и применение

Целлюлоза и её эфиры — свойства и применение

Химические волокна — история, свойства и применение

Водорастворимые эфиры целлюлозы — виды и применение

Этиловый спирт — свойства, производство и применение

Гидролиз растительных материалов — процессы и продукты

Нефтехимический синтез — основы и продукты