(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トール油からリグニンを含有する黒液を分離する方法であって、リグニン、黒液及びトール油を含有するプロセス流に、Ｃ2−Ｃ9アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂エトキシレート及びエタノールアミン縮合物並びにそれらの組み合わせから成る群から選ばれる分離助剤を添加して、リグニンを含有する黒液相とトール油相との分離を高める工程を含む、前記方法。
【請求項２】
前記分離助剤が、更にナフタレンスルホネート縮合物を含有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
リグニンを含有する黒液をトール油から分離するシステムにおいてリグニン含有黒液とトール油との分離を高める方法であって、そのシステムにＣ2−Ｃ9アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂エトキシレート、エタノールアミン縮合物及びそれらの組み合わせから成る群から選ばれる分離助剤を添加することを含んで成る、前記方法。
【請求項４】
前記分離助剤が、更にナフタレンスルホネート縮合物を含有する、請求項３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、すくい取った粗製トール油ソープ上澄みからトール油脂肪酸の製造における改良に関する。より特定すると、本発明は、分離助剤をすくい取った粗製トール油ソープ上澄みに添加することにより、トール油脂肪酸からのリグニン固形分と黒液の分離を改善する方法に関する。
発明の背景
クラフト法により紙を製造する場合、アルカリ溶液中でパルプ用材を蒸煮することにより黒液が生ずる。黒液は、リグニンとトール油の供給源である。これらの物質は、すくい取ったソープ上澄みの酸性化、蒸煮及び分離により黒液から回収される。黒液から分離される浮遊物を液体からすくい取ったソープは、乳化トール油ソープとリグニンの混合物から成る。この混合物は、酸の存在下で蒸煮され次いで傾斜法又は遠心分離機により分離される。
トール油とリグニンの分離を助成するために、水溶性の、典型的にはアニオン系の分散剤、例えば縮合ナフタレンスルホン酸ナトリウム（Rohm＆HaasよりTamol SNとして入手可能）、短鎖アセチレン系グリコール、タンニン酸、リグノスルホネート及びヘキサメタホスフェートを使用することは、公知である。そのようなプロセスは、米国特許第２，８０２，８４５号に記載されている。このプロセスにおいて、ソープを酸に分散することにより、分散剤はその酸性化を加速しその結果分離プロセスが、いっそう良くなる。
しかし、以下の内容が見いだされた；即ちそのような従来のプロセスは、トール油から黒液リグニン混合物の完全な分離を提供しない。トール油中への黒液リグニンの持ち越しは、製造されるトール油の品質を減少させる。
発明の要約
本発明者は、以下の内容を見いだした；即ち、系に特定の非分散性の油溶性もしくは水溶性界面活性剤を添加することにより、リグニン固形分及び黒液からトール油の分離を高めることができた。以下の内容が、見いだされた；即ち、特定の種類の非イオン性の、油溶性界面活性剤又はカチオン性水溶性界面活性剤を、トール油セパレーターシステムに添加すると、トール油からリグニン固形分及び黒液の分離が、高められる。本発明の方法において用いられる界面活性剤には、Ｃ2−Ｃ9アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂エトキシレート、及びエタノールアミン縮合物が、含まれる。界面活性剤は、蒸発器、酸性化槽（acidulator）、かま又はあらゆる他の適当な供給ポイントでトール油セパレーターシステムに添加できる。本発明の方法の界面活性剤は、単独で又は先行技術のトール油セパレーター処理剤、例えば水溶性のアニオン性分散剤と組み合わせて使用できる。
好ましい実施態様の記載
クラフト法を用いる製紙工場において、トール油はすくい取ったソープ上澄みの連続的酸性化により、黒液から回収できる。黒液から分離されるすくい取ったソープ上澄みは、乳化トール油ソープ及びリグニンの混合物から成る。従来技術において、水溶性のアニオン性分散剤が、分離を助成するためそのようなエマルションに添加されていた。そのような分散剤は酸性水相に添加されて、選択的に水に濡れ、そしてリグニンフラクションに対して反発性のアニオン変化を強め、黒液中に今や分散されたリグニンからのトール油の改善された分離を可能とした。本発明者は、以下の内容を見いだした；即ち、特定の種類の水溶性もしくは油溶性界面活性剤を、トール油回収システムに添加した場合、水性黒液からのトール油の分離が著しく改善された。本発明の油溶性もしくは水溶性界面活性剤は、ソープ／黒液混合物に限定されないが、酸性化工程、又は分離前を含めたトール油回収プロセスのあらゆる点で添加できる。本発明の油溶性又は水溶性界面活性剤は、単独で又は先行技術の処理剤例えば分散剤もしくはナフタレンスルホネート縮合物と共に組み合わせて使用できる。
本発明の油溶性非イオン性界面活性剤には、Ｃ2−Ｃ9アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂エトキシレートが含まれる。水溶性カチオン性界面活性剤には、エタノールアミン縮合物が含まれる。本発明で有用なＣ2−Ｃ9アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂エトキシレートには、アルキルフェノールとホルムアルデヒドとの酸もしくは塩基触媒縮合、次いで２５−７５％エチレンオキシドとの塩基触媒反応から製造される好ましくは１０００〜５０００の範囲の分子量の第三級ブチル、第三級アミル及びノニルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂エトキシレートを含むことができる。本発明の方法で用いられるエタノールアミン縮合物には、モノ−、ジ−又はトリ−エタノルアミンを含むことができる。単独で又は組み合わせたこれらの種類の界面活性剤は、クラフト紙の製紙工場のトール油回収プロセスにおいてトール油からリグニンと黒液の分離を高めることが見いだされた。
本発明の方法で用いられる油溶性もしくは水溶性界面活性剤は、トール油からリグニン／黒液の所望の分離を与えるために十分な量でトール油回収プロセスに添加される。以下の内容が見いだされた；即ち、有効な分離は、１００万部の全流体につき約５０〜１０００部の処理部の処理量によって達成できる。好ましくは処理剤の量は、ソープスキマー（soap skimmer）に添加されるときは１００万部につき４１０〜１０００部であり、そしてかまに添加されるときは１００万部につき５０〜２００部である。反応温度は、０〜１５０℃、好ましくは６５〜１５０℃であってよい。
本発明を、以下の多くの特定の実施例を参照して更に説明するが、これらの実施例はもっぱら例示的なものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
実施例１
米国南部のクラフト紙の製紙工場でトール油セパレータープロセスのソープスキマー出口からの試料を集めた。７５ｍＬ部分を表１で示したように処理剤を用いて処理した。処理した試料を混合し、８８℃に加熱し、振とうし、次いで放置してソープが黒液の頂部に上昇する速度を測定した。次いで試料を１０分間遠心分離した。沈降物、黒液及び褐色ソープの量を記録した。結果を表１に掲げる。（全量は、ソープ中に同伴された空気のために７５ｍＬを超えている。）
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表１の結果は、以下の内容を示している；即ち、本発明の界面活性剤は、黒液の分離速度を促進しそして鹸化されたトール油ソープからリグニンの沈降を改善することができる。
実施例２
米国南部のクラフト紙の製紙工場でトール油セパレータープロセスのかまに供給されたソープの試料を、集めた。７５ｍＬ部分を、表２に示したように処理剤で処理した。試料を９９℃に加熱し、次いでソープ対酸が３対１の割合で１６％硫酸を用いて２．５時間高速度で振とうした。相の透明度及び相が分離する速度を記録した。試料を９９℃で２分間遠心分離した。沈降物、自由水及びトール油連続層の量を記録した。水の透明度及び硫酸／トール油界面の見掛け清浄度（リグニンの不存在）を記録した。トール油の品質を、油相の中間部から６．２５ｍＬを採取し、トルエンで５０／５０に分けそして１０分間高速度で遠心分離することにより検査した。残留沈降物及び水を記録した。結果を表２に要約する。
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表２のデータは、以下の内容を示している；即ち、本発明の界面活性剤は、硫酸溶液中のトール油脂肪酸から黒液及びリグニンの分離速度を著しく加速し、その分離の量を著しく増大させそしてその分離の界面特性を著しく改善する。
表３に試験した処理剤を要約する
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本発明は、本発明の特定の実施態様に関して記載されたが、本発明の多くの他の形態及び改変は、当業者に自明であることは明白である。添付の請求の範囲及び本発明は、本発明の真の精神及び範囲内にあるそのような自明の形態及び改変を包含するものと解釈されるべきである。