лесохимия

ЛЕСОХИМИЯ

область знаний о химических свойствах древесины и лесохим. производствах (Л. п.), исходным сырьем для которых она служит. Ниже приводится характеристика Л. п. Целлюлозно-бумажное производство занимает главное место среди Л. п. по объемам перерабатываемого сырья и готовой продукции. Оно потребляет в СССР ок. 48 млн. м³ древесины (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 промышленности 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 которой 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 производство 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 производства 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, некоторые 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 кислоты. В гидролизных производствах потребляется 9–10 млн. м³ растит. сырья (1986), в т. ч. ок. 40% опилок. Отходы производства — гидролизный лигнин (30–40% в расчете на абсолютно сухое сырье), который применяют в осн. как котельное топливо, а также для получения высококачеств. углей разл. назначения, удобрений, уксусной и щавелевой кислот, фенолов, наполнителей для полимерных материалов и др. ценных продуктов. Организовано производство углеводного (т. наз. осахаренного) корма, основанное на мягком кислотном гидролизе древесины.

• см. также гидролизные производства

Дубильно-экстрактовое производство — источник дубящих веществ. Для их выработки применяют кору ивы, ели, лиственницы, бадана и древесину дуба, каштана и др. Для производства 1 т таннинов из еловой коры требуется 10–11 т сырья. Дубящие вещества используют в виде дубильных экстрактов — упаренных до определенной концентрации или высушенных до твердого состояния водных вытяжек из растений. Канифольно-скипидарное производство объединяет, по существу, три производства: канифольно-терпентинное, канифольно-экстракционное, таллового масла. Сырьем для канифольно-терпентинного производства служит живица, получаемая при подсочке сосны, лиственницы и др. хвойных пород древесины. Сырье для канифольно-экстракционного производства — т. наз. пневый осмол, представляющий собой просмолившуюся в течение 10–15 лет после рубки леса ядровую древесину сосновых пней (смолистые вещества экстрагируют бензином из измельченного в щепу осмола). Талловое масло получают из сульфатного мыла — побочного продукта сульфатно-целлюлозного производства. Далее талловое масло подвергают ректификации в глубоком вакууме с получением канифоли, жирных кислот, дистиллированного таллового масла, таллового пека. В СССР вырабатывают в осн. живичную канифоль (70%), но увеличивается доля талловой канифоли, производство которой 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 промышленности. 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. Производство канифоли в СССР 168 тыс. т (1986). Пиролизное производство — получение древесного угля из древесины нагреванием ее без доступа воздуха в спец. стальных ретортах (преим. вертикальных) и печах. Кроме угля получают уксусную кислоту, древесные смолы (из которых, 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. Основные потребители древесного угля (85%) — производства активного угля, сероуглерода, кристаллич. кремния. Новые возможности открываются при пиролизе древесины в присутствии катализаторов, при этом наряду с углем, уксусной кислотой 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 кислоты, 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 присутствии катализаторов при высоком давлении с получением преим. алканов C₂-C₅. Новые направления хим. переработки древесины: получение синтез-газа (смеси CO и H₂) и из него метанола (последний м. б. использован для синтеза уксусной кислоты или как потенциальное топливо для двигателей внутр. сгорания); получение искусств. жидкого топлива путем сжижения (при 350–400 °C и 25–30 МПа) древесины. В отдельную отрасль Л.п. 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 средствам для ванн, а также т. наз. кормовую муку. Близко к Л. п. производство древесных плит — древесноволокнистых и древесностружечных.

• см. древесные плиты

^{Лит.: 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}