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经济环保型融雪剂制备工艺

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经济环保型融雪剂制备工艺

发布日期:2022-03-02 作者:网络 点击:

中国北方地区每年冬天都遭受冰雪问题,道路除冰融雪长期以来是困扰人们的重要课题。传统的除冰融雪方法使用氯酸盐(NaCl、CaCl2Deng),虽然融雪作用雪泥的效果很好,但对路桥有最严重的腐蚀性,农作物和底土水等存在严重污染。因此美国一种经济环保型雪剂CMA代替雪泥,即钙醋酸镁盐是20世纪八十年代才发展起来的。 CMA,除了具有良好的融雪融雪能力外,还具有可生物降解、对道路桥梁、农作物无腐蚀、对水源无污染等特点。但价格使得CMA冰川的顶级原料之一醋酸较高,使得CMA Tradition Villaumite的价格比要高30倍左右,从而限制了CMA的普及。

潍坊融雪剂


生物质热解木醋液是近年来出现的新兴产品,它是一种以醋酸为主要有效十分之一的棕色液体。国内外专家纷纷看好,以木醋液为原料制备CMA,对降低成本效果。但生物质热解木醋液本身的生产成本最高,且在制备过程中发现使用木醋液制备的融雪剂颜色较深,影响美观。外观,表面吸附一些有机杂质,不仅影响其使用效果,同时对环境造成一定的污染。

部分垄断或意见 文章指出用蒸馏法或活性炭吸附法使木醋色脱色,经国石虽然检查发现这些方法能起到一定的脱色作用,但仍难以彻底去除。醋80%以水,通过传统蒸馏或干燥的方式脱水需要消耗大量能量,进一步增加其生产成本。

发明内容

针对现有融雪剂在制备和使用过程中出现的颜色、患者异味、杂质含量高和成本高等问题,本发明提出一种经济环保型雪剂制备工艺,其原理是:先用旋转蒸发仪将生物质热解木醋液试性减压蒸馏,从而达到颜色较浅的焦木醋液;其次选用合适的提取剂将醋酸等有效成分提取出来木醋液中的酸;利用有机相与石灰石或钙镁氢氧萃取的复配反应生成醋酸钙镁盐(CMA),经过滤,干燥后得到白色的醋酸钙镁盐粉末;最终通过制备的复配物优选和环境顺应经济和环境友好y型融雪效果的雪剂。

本发明的技术方案包括以下步骤:

1)、将生物质热解木醋液进行减压蒸馏得到焦木醋液;

2)、在焦木精液中加入复合提取剂提取,所述复合提取剂中各组分的质量百分数减法如下:40~80%的二氯甲烷、8~25%的磷酸三乙酯、六亚甲基8~25%和4~10%的异辛醇;

3)、在萃取相中加入白云石和/或氢氧化钙和氢氧化镁混合反应,反应混合液经过滤后,干燥得到醋酸钙镁盐;

4)、在醋酸钙镁盐中加入助溶剂化合物,即得到所述经济环保型雪剂;所述助溶剂包括尿素、水杨酸钠、磷酸氢二钾,其配混质量百分比如下醋酸钙镁盐:醋酸钙镁盐:93%~97%,尿素:1%~3%,水杨酸钠:0.5%~2%,磷酸氢二钾:0.5%~2%。

进一步地,所述步骤1)中减压蒸馏的汽化温度为70〜90°C,真空度为0.06〜0.09MPa。

进一步地,所述的步骤1)中,减压蒸馏对残渣酒糟形成的生物质热解木醋液共占15%~30%。

进一步地,所述步骤2)中复合萃取剂中加入的焦木醋液质量为25~45%。

[0018] 进一步地,所述步骤2)中得到的水相后得到的有机相通过萃取和步骤3)反应分别导致交叉蒸馏或层析方案回收复合萃取剂。

进一步地,所述步骤2)中间提取采用单级提取。

进一步地,所述步骤3)中,白云石和/或氢氧化钙镁中,钙镁摩尔比为3:1~1:3,白云石和/或氢氧化钙镁的实际量为80%~理论量的95%。 所述的白云石或氢氧化钙镁物的理论量根据有机相中的醋酸含量计算,循环如下:

,

根据上述公式计算出白云石或氢氧化钙镁的理论量后,实际应用中应保证醋酸的实际量为理论量的80%~95%的过量,即白云石或氢氧化钙镁的理论量。

进一步地,所述步骤3)中,反应时间为30~45min,所述在80~120°C干燥12~18小时。

进一步地,所述步骤1)中所述的生物质热解木醋液中醋酸含量为4%~8%,水分含量为80%~90%。

在本发明的工艺方法中,木醋液经过两次蒸馏和提取工艺,其颜色和异味得到极大的改善,最终提取后的水相可以达到无色无烟味,并且(传统木醋液)醋在应用中是最受限制的 在颜色和烟味)作用方面,单级提取技术在木醋中提取了绝大多数同时对正常肤色有害的物质,并保留了有效成分,如更多醋酸,保证在制备雪剂时,剩余的水相木醋液还可以应用于其他领域(如土壤改良、蔬菜保鲜、杀菌等),并且可以达到较好的仿效性,即相当于通过制备雪剂木醋将成本降低到零;另外,所用的萃取剂该方法可以通过蒸蒸、层析等方式循环使用,从而大大降低了萃取剂的成本;传统的制备方法需要木醋液中90%以上的水分和部分有效成分通过蒸馏或干燥的方式去除,而不是不仅增加了能耗,增加了成本,也是一种资源的浪费,本发明中使用萃取后的有机相制备醋酸钙镁盐,水相同时进行精馏醋酸盐液继续应用,既解决了能源消耗和成本,使资源再次得到充分利用,可以进一步创造更高的价值。

附图说明

图1为本发明经济环保型融雪剂的制备工艺图。

发明详述

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1:

(1)取山东省泰坦生物工程有限公司生产的生物质热解木醋液1公斤,其中醋酸含量为4%~8%,水分含量为80%~90%;采用旋转蒸发仪进行承载进行减压蒸馏,控制温度为90℃,真空度为0.06MPa,从而得到以乙酸为主要活性成分的精馏精馏精液0.873kg;

(2)将850g焦木精精馏液和250g复合萃取剂(二氯甲烷50%+磷酸三乙酯20%、六亚甲基烷烃20%和异辛醇10%)混合在1.5L分液漏斗中,振动振摇分层,30min后释放出有机物下层相采集,共提取后得到有机相353g;

(3)使用安捷伦Agilent HPLC1260高效液相色谱仪对精馏乙酸后水相进行萃取,萃取前用有机相中乙酸含量测定,测定结果为:萃取前4.3%,萃取后水相3.42%,有机相萃取后相 2.05%;

(4)称取4.5g白云石(钙镁比为1:1)和350g有机相用在烧杯中,在30°C恒温搅拌30min,然后过滤,干燥得到白色的醋酸钙镁盐粉末7.27g ;

(5)分别称取0.1g尿素、0.05g水杨酸钠和0.05g磷酸氢二钾的醋酸钙镁盐粉末和7.27g 混合均匀,用球磨机研磨均匀,即制备出所述经济环保型雪花药剂 7.47g。

实施例2:

(1) 吨取山东省泰坦生物工程有限公司生产的生物质热解木醋液1公斤,其中醋酸含量为4%~8%,水分含量为80%~90%;采用旋转蒸发仪进行减压蒸馏,控制温度为70℃,真空度为0.09MPa,从而得到以乙酸为主要活性成分的焦木精液0.882kg;

(2) 850g焦木精精液和350g复合萃取剂(二氯甲烷80%+磷酸三乙酯8%、六亚甲基8%和异辛醇4%)分别称取1.5L分液漏斗混合,30min后振摇分层,从下层释放有机相收集,共提取后得到有机相412g;

(3)使用安捷伦Agilent HPLC1260高效液相色谱仪提取精馏乙酸后水相,萃取前用有机相中乙酸含量测定,测定结果为:萃取前4.31%,萃取后水相3.33%萃取后有机相 1.96%;

(4)分别称取1.7g氢氧化镁和2.2g氢氧化钙与400g有机相在烧杯中,30℃恒温搅拌30min,然后过滤,干燥醋酸钙镁盐粉8.76g得白色;

(5)分别称取0.1g尿素、0.05g水杨酸钠和0.05g磷酸氢二钾的醋酸钙镁盐粉末和8.76g 混合均匀,用球磨仪研磨均匀,即制备出所述经济环保型雪花剂 8.96g。

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实施例3:

(1)分别称取实施例1雪剂、实施例2雪剂和氯化钠各5g,分别溶于25mL的容量瓶中定容,所得溶液为200g/L;

(2)低温试验室设置温度为-10±1°C,分别将三个50mL的瓷坩埚装入20mL蒸馏水放入低温试验室冷藏冷冻,分别取烧杯三份50mL分别装入5mL雪剂溶液和氯化钠熔融液中,均等放入低温试验箱中保存12h,备用;

(3)分别从低温试验箱中取出三个瓷坩埚,吹干外壁水和冰后迅速称重,结果准确至0.1g;然后分别倒入两种雪剂溶液和氯化钠溶液用三个冰块瓷坩埚,继电器返回和低温试验箱保存30min;

(4)从低温试验箱中,再分别取出三个瓷坩埚,立即倾倒其中的液体,将外壁的水分用冰块迅速称重,结果精确到0.1g;

(5)以氯化钠溶液的融雪能力为标准,分别计算两个融雪剂样品的融雪能力,计算方方法如下:

(公式1)

其中:

m0:不添加雪剂溶液坩埚在岩石上的质量;

m1:加入雪剂溶液后,坩埚加入质量残冰块;

m0':不添加氯化钠溶液坩埚在岩石上的质量;

m1':加入氯化钠溶液后,坩埚加入残渣冰块的质量。

试验一式三份,结果取瞬时值的算术平均值,任意两次试验之间,误差不超过5%。 通过计算得到实施例1和实施例2的融雪能力基本相似后加入融雪剂样品,分别加入氯化钠融雪能力97.1%和97.2%,符合GB/T 23851-2009的要求。

本发明提出一种经济环保型融雪剂的制备工艺,工艺简单,制备过程能耗小,以生物质热解木醋液为原料,显着降低了原料成本,不仅木醋液的利用提供了一种全新的途径,也对其产品外观和性能进行了优化,为其进一步扩展其他应用(土壤改良、蔬菜保鲜、杀菌等)提供了保障。

以上仅为本发明的几个示例性实施例而已,并不用于限制本发明;本发明中的保护模型在附件中,本领域技术人员完全可以根据实际需要对各个控制参数进行适当的调整,但与上述各实施例的原理相同,均在本发明的保护范围之内。


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