СУХАЯ ПЕРЕГОНКА ДЕРЕВА ЛИСТВЕННЫХ И ХВОЙНЫХ ПОРОД

Термическое разложение целлюлозы н лигнина

Продукты сухой перегонки дерева представляют результат термического разложения составных частей древесины, главнейшими из которых являются целлюлоза л лигнин.

Одно из первых исследований сухой перегонки целлюлозы при­надлежит Chorley и Ramsay, которые брали для этой цели неочи­щенную вату. Они нашли, что процесс сухой перегонки в данном случае протекает так же, как и при сухой перегонке дерева. Выхода продуктов были следующие: около 20% газа, состоящего главным образом из угольной кислоты и окиси углерода, 30% угля и 50Н жидкого дестиллята, содержащего смолу и уксусную кислоту. Гораздо более обширное исследование было сделано Klason'oM и его со­трудниками, исследование, которое вместе с его работой по изу­чению термического разложения дерева представляет очень ценный вклад в наши знания по этому предмету. Была. исследована цел­люлоза из хлопчатой бумаги, из сосны (Pinus silvestrisl, ели (Picea excelsa), берегы (Betuta aiba) и бука (Fagus silvatica). Все сорта цел­люлозы, за исключением хлопчато бумажной, были получены из дерева сульфитным способом. При исследовании измерялись внутренняя и наружная температуры, в целлюлозе определялись во*а, зола и органические вещества. Следующая таблица предста­вляет выхода продуктов при сухой перегонке разных сортов цел­люлозы.

Сравнивая эти выхода с выходами, полученными нз древесины тех же пород, мы видим большое сходство между целлюлозой н дре­весиной за исключением только той разницы, чго целлюлоза совсем не дает метилового спирта или дает лишь слеш его.

Вели изобразить процесс раз южен ля. целлютозы графически (рис. 9), то можно видеть, что сухая перегонка хлолчато-бумажной целлюлозы во многнх отношениях напоминает таковой же процесс древесины; еще более сходства показывает древесная целлюлоза, за исключением еловой, которая представляет удивительный контраст с еловой древесиной. Целлююза из сосны, березы и бука дает силь­ную экзотермическую реакцию, сопровождаемую обильным выделе­нием газа и дестиллята, которое затем очень быстр J уменьшается.

Гораздо менее изучено термическое разложение лпгнина. Един­ственная ценная работа по этому предмету принадлежит Н е u s е г'у и Skioldebrand'yi). Для получения возможно чистого лигнина сосновые опилки сначала экстрагировали эфиром, чтобы удалить смолы, затем высушивали и подвергали гидролизу 42-х процентной соляной кислотой на холоде в течение нескольких дней, пока не растворялась вся целлюлоза, после этого прибавляли воды, фильтро­вали и остаток на фильтре (лигнин) промывали водой до тех нор, пока промывная вода не показывала восстановительной реакции с раствором Фелинга. Выход лигнина был равен з», 12%; в воздушно - сухом состоянии лигнин содержал 9,2596 влаги, 0,481% золы я об­ладал запахом, напоминающим вавилан. Йри перегонке с 12 про­центной соляной кислотой лигнин совеем не давал фурфурола, следовательно, не содержал ни пентозанов, ни гекеозааов. Средние выхода при сухой перегонке лигнина из ели показаны в ниже­следующей таблице для сравнения вместе с выходами из еловой цел­люлозы, нз ели и хлопчато-бумажной целлюлозы.

Как видно из таблицы, лигнин, сравнительно с целлюлозой и древесиной ели, дает более высокий выход угля и смолы я более низкий уксусной кислоты. Состав газа при разложении лигнина ре у ко отличается большим содержанием окиси углерода и метана и незначительным количеством угольной кислоты, благодаря чему этот газ обладает повышенной теплотворной способностью. Общий ход процесса сухой перегонки лигнвна представляет рис. Ю. Кривая 1 показывает и а р у ж я у ю, кривая II—внутреннюю температуру. Кривая 111 показывает все количество выделившегося газа в литрах. Столбцы представляют объем газа в куб. ем. для интервалов в 5 минут. Заштрихованные частя, столбцов—объем угольной кислоты

В газе. Газ начинает развиваться при 128° Ц, затем выделение его увеличивается и делается значительным при 270°. Развитие газа до­стигает максимума при 432°, затем слабеет, снова немного увели-

Чивается при 4«б° и, наконец, постепенно понижается. Здесь, так же как и у целлюлозы, разложение происходит экзотермически, при чем

Экзотермическая реакция начинается, кажется, около 270—300°, дости­гая наибольшей силы при 400—450°.

Термическое разложение гемицеллюдозы (гексозаиы и пентоэаны), было исследовано Iie Rgstrom'OM, который для этой цели выделил

Геынцеллюлозу яз березовых опилок посредством экстрагирования их в течение 28 часов 5-ти процентным раствором едкого натра и осажде­ния метиловым спиртом. Полученная таким образом гемицеллкшла была подвергнута сухой перегонке и дала следующие выхода про­дуктов: 87,2% угля, 11,1% смолы, 33,6% водного кислого дестиллята я 18,1% газа. Весь выход уксусной кислоты составлял 0,29%, а - му­равьиной кислоты—0,17%. Водный дестиллят содержал 9% фурфу­рола. Подобные результаты были получены и с гемицеллюлозой, вы­деленной из древесины хвойных пород.