Получение флокулянтов из отходов кубовых остатков фурановых соединений и производства полиакрилонитрильного волокна

Мухамедов К.Г., Ниязова М.М., Шнекаев В.В.

Из многочисленных систем, изучаемых коллоидной химией, наибольший интерес как в теоретическом, так и в практическом отношении представляют водорастворимые полимеры (ВРП) и их взаимодействие с дисперсными системами, носящее различный характер (флокуляция, стабилизация и пластифицирующие действия) в зависимости от их природы и концентрации ВРП в системе. Выбор в качестве объекта производных фурана для синтеза полимеров обуславливается следующими факторами:

- производные фурана обладают повышенной реакционной способностью благодаря наличию активных водородов  в фурановом ядре, сопряженных двойной связью фуранового цикла, активных – CHO и  - CH2OH функциональных групп;

- ароматический характер фуранового цикла способствует прямому замещению водородов в ядре фурана, т.е. введению ионогенных групп;

- дешевизна и доступность производных фурана, являющихся продуктами, получаемыми гидролизом отходов лесохимического и сельскохозяйственного производства (опилки, солома, стержни кукурузных початков, хлопковая шелуха, подсолнечная лузга и т.д.);

- полимеры, содержащие в структуре  фурановые ядра, обладают повышенной термической, химической и радиационной устойчивостью; производные фурана отличаются от нефтяного и газового сырья тем преимуществом, что они образуются на ежегодно возобновляемом растительном сырье. Основным сырьем в производстве фурфурола являются пентозосодержащие растительные отходы. Пентозаны – это высокомолекулярные полисахариды, отвечающие формуле (С5Н8О4) и являющиеся продуктами естественной полимеризации моносахаридов (пентоз).

Выход фурфурола-сырца, получаемого тем или иным методом из вышеперечисленного сырья, составляет примерно 50% от аналитических выходов фурфурола и не превышает 75% выхода от теории. Потери имеют место на всех стадиях получения фурфурола: при образовании, выделении и очистке /1-3/ и объединяются в кубовые остатки. Количество образующихся кубовых остатков производства фурфурилового спирта составляет 8-10% от основного продукта производства. В кубе остается часть тетрагидрофурфурилового спирта, пентадиолы и смолистые вещества. Кубовые остатки производства фурановых соединений на Ферганском и Андижанском гидролизных заводах, осуществляющих процесс гидрирования фурфурола в тетрагидрофурфуриловый спирт, реализуются под названием «Реагент ВВ-2» по ТУ 59-53-72. Однако основная масса таких кубовых остатков сжигается.

Кубовые остатки фурфурилового производства (К.О.Ф.) различных предприятий стран СНГ имеют следующий состав /3/ (табл. 1).

 

Таблица № 1 Состав кубовых остатков фурфурольного производства различных предприятий

Предприятие % от веса кубового остатка фурфурол метилфур-фурол фурановые альдегиды Ферганский химический завод фурановых соединений 45-73 15-25 70-88 Андижанский гидролизный завод 60-80 15-20 80-95 Краснодарский химкомбинат 45-65 20-30 75-95 Кропоткинский химический завод 40-60 25-35 75-95 Шумерлинский химический завод 60-85 7-10 70-95 Волгоградский биохимический завод 40 - 60 4 - 10 50 – 70

Кубовый  остаток производства фурфурилового спирта (К.О.Ф.С.) представляет собой жидкость со специфичеким запахом фурфурилового спирта, плотность которого при 293 0К составляет 1,120 – 1,135; гидроксильное число – в пределах 11,0 – 12,5; рН 6,5. ............