用于木材改性的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于對(duì)木材元件進(jìn)行連續(xù)乙?；姆椒āＫ龇椒ㄌ貏e地將分批的浸漬步驟與連續(xù)的反應(yīng)步驟相結(jié)合。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，內(nèi)置收集步驟，從而允許以連續(xù)方式將經(jīng)浸漬木材元件的批次供給至反應(yīng)器中。可獲得非常高的乙?；浚渌綖橹霸谶B續(xù)的和非催化的乙?；椒ㄖ芯菬o(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
【專利說(shuō)明】用于木材改性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通過(guò)乙?；瘜?duì)木質(zhì)材料（木質(zhì)纖維素材料）進(jìn)行化學(xué)改性。特別地， 本發(fā)明屬于對(duì)木材元件進(jìn)行乙?；念I(lǐng)域，并且提供用于對(duì)其進(jìn)行連續(xù)乙?；姆椒?。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了生產(chǎn)具有長(zhǎng)使用壽命的木質(zhì)材料，已知對(duì)木材進(jìn)行化學(xué)改性，特別是對(duì)木材 進(jìn)行乙?；亩@得具有改善的材料性質(zhì)（例如尺寸穩(wěn)定性、硬度、持久性等）的材料。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，已知使用間歇法，即用于對(duì)小木塊進(jìn)行乙?；耐Ｖ?啟動(dòng)方法。 然而，這樣的方法經(jīng)常導(dǎo)致產(chǎn)品均勻性較差，因?yàn)榕c批之間的所述性質(zhì)顯著不同并且沒(méi) 有兩批可曾被認(rèn)為是相同的。
[0004] 一些參考文獻(xiàn)提出以連續(xù)方法進(jìn)行木材乙?；倪x擇。因此，例如EP 757570公 開(kāi)了用于對(duì)木質(zhì)纖維素材料（LM)進(jìn)行乙酰化的方法，其包括：第一步驟，其中在80°C至 140°C的溫度下使所述LM與包含乙酸酐作為主要組分的乙?；噭┚o密接觸，以及在高于 140°C的溫度下在汽提塔中使來(lái)自第一步驟的乙?；疞M與在反應(yīng)條件下為惰性的加熱氣 體接觸。在EP 650 998中描述了可比較的方法。
[0005] 就這些參考文獻(xiàn)將能夠進(jìn)行連續(xù)方法的方面來(lái)說(shuō)，這基于與連續(xù)的進(jìn)一步加工 (例如反應(yīng)）串聯(lián)的螺塞進(jìn)料器型浸漬。這是對(duì)于相對(duì)相對(duì)小尺寸的木材元件例如纖維、小 顆粒等進(jìn)行描述的。當(dāng)用于較大尺寸的木材元件（例如碎片或線材（strands))時(shí)，螺塞通 常將導(dǎo)致其中的木材尺寸變得更小的產(chǎn)品（壓碎的碎片、壓碎的線材、斷裂的纖維、更小的 顆粒等）。特別地，如果使用碎片或線材的話，無(wú)法在不破壞/壓碎碎片或線材的情況下取 得堵塞效應(yīng)以分開(kāi)不同壓力和/或大氣壓的區(qū)域。期望提供用于對(duì)小木塊特別是木材碎片 或線材進(jìn)行連續(xù)乙?；姆椒ǎ渲胁幌袷褂寐萑M(jìn)料器時(shí)那樣對(duì)顆粒造成破壞。
[0006] 此外，在木材元件特別是木材碎片的乙酰化中，在提供適當(dāng)?shù)倪B續(xù)方法方面的技 術(shù)挑戰(zhàn)是將連續(xù)方法的優(yōu)點(diǎn)與足夠高的乙?；潭群途鶆蚨鹊钠谕Y(jié)果相結(jié)合。
[0007] 應(yīng)當(dāng)注意在測(cè)定木材乙?；潭戎校绢I(lǐng)域中采用了兩種不同的方法。一種基于 WPG(重量百分比增加）。WPG將進(jìn)行乙?；幚砬昂鸵阴；幚砗蟮臉悠愤M(jìn)行比較，并且 因此所添加的任何物質(zhì)（木材中仍然存在的任何殘留物）增大所述值。在下面的公式中解 釋了 WPG :WPG= (M增加 /M反應(yīng)前樣品）Χ100%。此處M代表質(zhì)量，并且M增加 =M反應(yīng)后樣品-M反應(yīng)前樣 品）。
[0008] 另一種方法是實(shí)際測(cè)量乙?；浚ˋC)。這如下式給出：AC = (Μ^^/Μ反應(yīng)后樣 s) X 100%。通?？墒褂肏PLC(高壓液相色譜）對(duì)由來(lái)自木材的乙?；鶊F(tuán)的皂化所產(chǎn)生的 乙酸根離子濃度進(jìn)行定量。由此乙?；蟮目傎|(zhì)量可作為M iSB。
[0009] 可參照以下理論實(shí)例來(lái)解釋W(xué)PG和AC的不同結(jié)果：使樣品例如Ig木材進(jìn)行乙酰 化并且在反應(yīng)后質(zhì)量為I. 25g。因此Miga是0. 25g。所得WPG為：（I. 25-1. 00)/1. OOX 100% = 25%。計(jì)算的乙酰基含量，AC 為=(1.25-1. 00)/1.25X 100% =20%。
[0010] 因此，應(yīng)當(dāng)注意不要將以WPG表示的乙酰化程度與以AC表示的乙?；某潭戎苯?進(jìn)行比較。在本說(shuō)明書中，選擇AC值以確定乙?；某潭?。
[0011] 本發(fā)明旨在提供用于對(duì)木材元件進(jìn)行乙?；倪B續(xù)方法，從而確保質(zhì)量一致性 (例如乙?；?，并且還優(yōu)選殘余乙酸和殘余乙酸酐水平）和超過(guò)現(xiàn)有間歇法的成本的 隨之而來(lái)的優(yōu)勢(shì)。特別地，本發(fā)明還旨在提供能夠使生產(chǎn)的所有木材元件具有相對(duì)高的乙 ?；潭鹊倪B續(xù)的乙?；椒?。
[0012] 眾所周知地，對(duì)于木材元件，難以獲得AC高于20%的乙酰化程度。在現(xiàn)有技術(shù)中， 這樣的程度僅經(jīng)由催化方法來(lái)獲得。在催化乙?；椒ㄖ?，將用于乙酰化反應(yīng)的催化劑添 加至木材中。這些通常是有毒的有機(jī)物質(zhì)，例如吡啶，但是碳酸氫鈉、乙酸鉀和其他鹽特別 是乙酸鹽也是已知的。本發(fā)明旨在提供非催化方法，因此避免在木材中殘存其他外來(lái)物質(zhì) (即催化劑）的殘留物的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 為了更好的解決一個(gè)或更多個(gè)前述需求，在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于對(duì)木 材元件進(jìn)行連續(xù)乙?；姆椒?，其包括以下步驟：
[0014] (a)用包含乙酸酐和/或乙酸的乙?；黧w浸漬多個(gè)批次的木材元件，從而提供 多個(gè)批次的經(jīng)浸漬的木材元件；
[0015] (b)以向反應(yīng)室提供經(jīng)浸漬木材元件的連續(xù)進(jìn)料的方式收集所述多個(gè)批次的經(jīng)浸 漬木材元件；
[0016] (C)使經(jīng)浸漬木材元件的連續(xù)流在所述反應(yīng)室中經(jīng)受乙酰化反應(yīng)條件，從而提供 離開(kāi)所述反應(yīng)室的乙?；静脑倪B續(xù)流。
[0017] 在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供用于對(duì)木材元件進(jìn)行乙?；脑O(shè)備，所述設(shè)備包含 如下：
[0018] (i)至少一個(gè)浸漬室，
[0019] (ii)收集室，其具有與所述至少一個(gè)浸漬室的出口連接的入口，所述連接允許木 材元件從所述浸漬室流向所述收集室；
[0020] (iii)反應(yīng)室，其具有與所述收集室的出口連接的入口，所述連接允許木材元件從 所述收集室流向所述反應(yīng)室，其中所述反應(yīng)室被設(shè)計(jì)為提供從其入口至其出口連續(xù)輸送木 材元件。
[0021] 在又一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了能夠通過(guò)非催化乙?；椒ǐ@得的乙?；静脑?件，優(yōu)選碎片、線材或顆粒，其中所述乙?；静脑囊阴；浚ˋC)為至少20. 5%，優(yōu) 選至少21%，并且特別地AC為21 %至26%。
[0022] 在再一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于對(duì)木材元件進(jìn)行連續(xù)乙?；姆椒?，其包括 以下步驟：
[0023] (a)提供經(jīng)包含乙酸酐和/或乙酸的乙?；黧w浸漬從而具有至少20%的如下文 定義的保留的重量增加的木材元件；
[0024] (b)將所述經(jīng)浸漬木材元件引入至反應(yīng)室中；
[0025] (C)使經(jīng)浸漬木材元件的連續(xù)流在所述反應(yīng)室中經(jīng)受乙?；磻?yīng)條件，從而提供 離開(kāi)所述反應(yīng)室的乙?；静脑倪B續(xù)流。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是描繪根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的流程圖的示意圖。圖中的附圖標(biāo)記具有以 下含義：
[0027] (1)引入木材元件流，在該圖中使該引入木材元件流接收于定量漏斗-螺桿組合 中；
[0028] (2)浸漬室，其可與周圍大氣隔離；
[0029] (3)真空連接；
[0030] (4)乙酰化供應(yīng)和加壓連接；
[0031] (5)收集室；
[0032] (5a)用于收集并存儲(chǔ)經(jīng)浸漬木材元件的容器；
[0033] (5b)收集室的出口，其允許將經(jīng)浸漬木材元件供給至反應(yīng)室；
[0034] (5c)排放口，用于分離過(guò)量液體；
[0035] (6)根據(jù)先進(jìn)先出原理的連續(xù)反應(yīng)室；
[0036] (7)乙?；静脑妮敵隽鳌?br> [0037] 發(fā)明詳述
[0038] 在廣義上，本發(fā)明基于明智承認(rèn)可從用乙酰化流體間歇浸漬開(kāi)始來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)木材元 件進(jìn)行最佳連續(xù)乙?；姆椒?。
[0039] 在該方法的討論中，考慮以下基本定義。
[0040] 浸漬室是容納木材元件并且使這些木材元件與乙?；黧w接觸的容器或其他合 適的容器。優(yōu)選地，浸漬室可以與周圍大氣隔離，并且可在降低的壓力以及增加的壓力下 (優(yōu)選地在真空下）操作。一般而言，浸漬室將是可填充固體、抽真空、填充液體、加壓的容 器。這樣的容器是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。包含經(jīng)浸漬碎片的液體可從所述容器排出而 不損壞經(jīng)浸漬碎片。為此目的，優(yōu)選地，所用的容器具有相對(duì)大的排出口（例如，200nm至 500nm，優(yōu)選允許10°至25°的休止角的圓錐形容器，）以及相對(duì)低的表面粗糙度（優(yōu)選 0· 1 μ m 至 5 μ m，更優(yōu)選 0· 5 μ m 至 2 μ m)。
[0041] 浸漬優(yōu)選適于進(jìn)行Bethel型木材浸漬方法。在Bethel方法中，將木材放置于真 空室中并且施加真空以抽取來(lái)自木材的空氣。然后在真空下將活性組分（在本發(fā)明中：乙 ?；黧w）添加至所述室中。在用液體填充所述室后，通常可施加壓力高達(dá)250磅/平方 英寸（psi)，優(yōu)選150psi至200psi。消除壓力使得木材再次經(jīng)受大氣壓力。該方法類型是 優(yōu)選的，因?yàn)槠渫ǔ?dǎo)致最大的浸漬負(fù)載，認(rèn)為最大的浸漬負(fù)載與期望的最高乙酰基水平 直接相關(guān)。
[0042] 然而，如果主要目標(biāo)不是浸漬之后最大量的乙?；黧w吸收，則也可使用更經(jīng)濟(jì) 的浸漬方法。對(duì)木材浸漬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其已知的實(shí)例是所謂的Lowry和Rueping 法。這些方法不要求初始真空。相反，在壓力下使浸漬流體深入木材之中。當(dāng)釋放壓力時(shí)， 木材內(nèi)部的壓縮氣體然后膨脹，其導(dǎo)致任何過(guò)量防腐劑被從木材壓出。
[0043] 還可使用不同于Lowry或Rueping法的方法，例如噴涂法。后者通常用于充分連 續(xù)的木材乙?；椒?，其缺陷之一在于獲得相對(duì)低的乙酰基水平。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是不 考慮反應(yīng)條件自由選擇浸漬條件，并且反之亦然。
[0044] 收集室是適于收集且儲(chǔ)存經(jīng)浸漬木材元件的容器、漏斗或其他任何裝置。如果使 用的話，收集室將具有允許從一個(gè)或更多個(gè)浸漬室接納經(jīng)浸漬木材元件的入口。如果使用 的話，收集室將具有允許將經(jīng)浸漬木材元件供給至反應(yīng)室的出口。收集室優(yōu)選具有漏斗型 幾何形狀。其以技術(shù)上簡(jiǎn)單的方式提供適當(dāng)?shù)娜肟?，用于容納經(jīng)浸漬木材元件的緩沖體積 的適當(dāng)?shù)目臻g，以及允許將控制量的經(jīng)浸漬木材元件供給至反應(yīng)室的出口。收集室的作用 尤其是作為接收容器以使從浸漬室卸載向反應(yīng)室的任何峰值負(fù)荷平滑，還允許碎片與乙酰 化流體之間更長(zhǎng)的浸沒(méi)接觸時(shí)間，導(dǎo)致木材碎片材料進(jìn)一步溶脹，并且因此增加乙?；?體的吸收。此外，在收集室（也稱為接收/緩沖容器）中，可從向連續(xù)反應(yīng)器前進(jìn)的正在經(jīng) 浸漬的木材元件中分離過(guò)量液體。另外，收集室可用于引入額外的溫度控制。
[0045] 反應(yīng)室是適于使經(jīng)乙?；黧w浸漬的木材元件經(jīng)受導(dǎo)致木材乙酰化的反應(yīng)條件 的容器、反應(yīng)器或其他任何裝置。在本發(fā)明中，與分批乙?；椒ㄖ兴玫姆磻?yīng)室不同，其 作為連續(xù)的反應(yīng)器來(lái)操作反應(yīng)室。在一個(gè)令人感興趣的實(shí)施方案中，以具有兩個(gè)或更多施 加有不同溫度的區(qū)域的方式操作反應(yīng)室。這是在乙?；磻?yīng)過(guò)程中優(yōu)化地向?qū)δ静脑?加熱的合適的措施。優(yōu)選應(yīng)用兩個(gè)至五個(gè)區(qū)域。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠確定期望的加熱方 案（即，施加的溫度的區(qū)域的數(shù)量）以及在每個(gè)這些區(qū)域中的有效滯留時(shí)間。應(yīng)理解，精確 優(yōu)化取決于環(huán)境例如待乙?；静牡念愋秃托螤钜约斑x擇用于乙?；奶囟ㄔO(shè)備。
[0046] 適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器包括但不限于木材乙?；I(lǐng)域已知的液相或氣相反應(yīng)器。優(yōu)選氣相 反應(yīng)器。該類型反應(yīng)器允許經(jīng)浸漬木材元件經(jīng)受更高溫度，同時(shí)相對(duì)低的壓力。因此，氣相 型反應(yīng)器中的滯留時(shí)間能夠通常比液相型反應(yīng)器中要長(zhǎng)，這有益于乙酰化水平。另外，在氣 相反應(yīng)器中，不易從乙酸中洗出木材元件。在液相反應(yīng)器（即不從經(jīng)浸漬顆粒中分離過(guò)量 液體）的情況下，洗去該乙酸將導(dǎo)致周圍乙?；黧w中的乙酸酐濃度降低。另外，作為期望 的木材組分的樹(shù)脂在氣相型反應(yīng)器中比在液體型反應(yīng)器中更好地被保留。
[0047] 為了適于連續(xù)操作，反應(yīng)室具有與收集室或（如果省去后者的話）與多個(gè)浸漬室 連接的入口。反應(yīng)器本身被設(shè)計(jì)成允許經(jīng)浸漬木材元件的輸入以及乙?；静脑妮敵?是連續(xù)的。這可以通過(guò)重力、機(jī)械力或兩者所控制的多種方式實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，根據(jù)栓塞流的 原理攜帶木材元件，其意味著"先進(jìn)先出"原理。
[0048] 反應(yīng)室可包含垂直布置的栓塞流反應(yīng)器，通過(guò)其木材元件向下穿過(guò)乙?；黧w。 簡(jiǎn)單重力流的實(shí)例是傾斜的反應(yīng)室，就這個(gè)意義來(lái)講，入口位置高于出口。其結(jié)果是，木材 元件將通過(guò)重力從入口流向出口，同時(shí)經(jīng)受乙?；瘲l件。機(jī)械力的一個(gè)實(shí)例是包含用于將 木材元件從入口輸送向出口的螺桿輸送機(jī)的反應(yīng)室。在一個(gè)實(shí)施方案中，運(yùn)輸力將通過(guò)螺 桿所施加的機(jī)械力與通過(guò)具有比出口更高水平的入口所提供的重力的組合來(lái)提供。最優(yōu)選 地，使用具有基本水平的螺桿的螺桿輸送機(jī)，其結(jié)果是運(yùn)輸完全被機(jī)械操作的螺桿所控制， 而不受重力影響?？墒褂脝温輻U輸送機(jī)和多螺桿輸送機(jī)兩者。
[0049] 本發(fā)明的方法特別適于獲得具有相對(duì)高的乙?；降囊阴；哪静脑?，優(yōu)選 高于18 %，更優(yōu)選至少20. 5 %，更優(yōu)選高于21 %，還更優(yōu)選21 %至26 %，所有百分比表示為 AC值。
[0050] 不希望受理論限制，本發(fā)明人相信在連續(xù)乙?；椒ㄖ蝎@得這樣的高水平的可能 性主要由明智選擇間歇浸漬來(lái)決定，其方法條件可獨(dú)立于實(shí)際乙?；襟E來(lái)調(diào)節(jié)。
[0051] 如上所述，可進(jìn)行浸漬以導(dǎo)致最大的浸漬負(fù)荷（理論上，其將意指用浸漬流體使 木材元件完全飽和），但是也通過(guò)方法不導(dǎo)致最大值的方法。
[0052] 特別地，本發(fā)明人認(rèn)為如上所述的間歇浸漬能夠?qū)е虏粌H浸漬木材元件中容易接 近的空隙，而且浸漬更難以接近的點(diǎn)。后一種點(diǎn)的特征在于這樣的事實(shí)，一旦被浸漬，其在 很大程度上保留乙?；后w。該保留的性質(zhì)可基于與木材的化學(xué)相互作用以及基于與木質(zhì) 體可能的物理相互作用。無(wú)論該類型的浸漬是否發(fā)生，均可參照保留的重量增加（RWG)來(lái) 測(cè)定。
[0053] RWG如下測(cè)定：
[0054] -參考值是容納于已知無(wú)載重量、80mm內(nèi)徑和90mm內(nèi)部高度的玻璃筒體中的一定 體積木材元件的質(zhì)量。該質(zhì)量通過(guò)用木材元件以自由流動(dòng)的方式（即不將其搖動(dòng)或推入筒 體中）填充筒體并且用刮刀輕輕地刮除任何過(guò)量的木材元件（即那些在邊緣之上的木材元 件）來(lái)測(cè)定。然后，通過(guò)對(duì)填充的筒體稱重并減去筒體的無(wú)載重量來(lái)測(cè)定木材元件的質(zhì)量 ("參考值"）。
[0055] -在RWG測(cè)試中，用經(jīng)浸漬木材元件以上述方式填充前述筒體；
[0056] -將筒體的內(nèi)容物轉(zhuǎn)移至具有140mm的直徑和240mm的高度的燒杯中；
[0057] -將充滿著木材元件的所述燒杯放置在設(shè)定在160°C的預(yù)熱的自然對(duì)流烘箱內(nèi)持 續(xù)45分鐘時(shí)間。
[0058] -從干燥箱中取出所述燒杯并且通過(guò)對(duì)填充的筒體稱重并減去所述筒體的無(wú)載重 量來(lái)測(cè)定木材元件的質(zhì)量（"測(cè)試值"）。
[0059] 在前述測(cè)試方法中，在放置入烘箱之前，使經(jīng)浸漬木材元件保持在其從浸漬離開(kāi) 時(shí)的溫度；從浸漬離開(kāi)應(yīng)理解為木材元件將在反應(yīng)室中經(jīng)受乙酰化反應(yīng)條件之前的最后步 驟離開(kāi)。
[0060] 用以下公式計(jì)算RWG (% ):
[0061] [M 測(cè)試值(g) _M 參考值(g) ]/M 參考值(g) X 100
[0062] 以使得獲得木材元件的代表性樣品或者經(jīng)過(guò)所討論時(shí)期確定木材元件批次的平 均RWG的任何方式，對(duì)木材元件優(yōu)選進(jìn)行取樣并且對(duì)RGW進(jìn)行測(cè)定。
[0063] 在一個(gè)可替代的實(shí)施方案中，RWG是木材元件的一個(gè)相同批次的RWG，在下文中表 示RWG*。此處，將用于測(cè)定參考值的木材元件自身用于浸漬并且經(jīng)受如上所定義的加熱，并 且然后稱重從而測(cè)定相同木材元件的測(cè)試值。
[0064] 木材元件可以是如下表所示的元件。應(yīng)理解測(cè)試相同類型的木材元件的參考值和 測(cè)試值。木材元件優(yōu)選碎片、線材或顆粒，并且更優(yōu)選碎片。
[0065] 與此相關(guān)，本發(fā)明還涉及用于對(duì)木材元件進(jìn)行乙?；姆椒ǎ浒ㄒ韵虏襟E：
[0066] (a)提供經(jīng)包含乙酸酐和/或乙酸的乙?；黧w浸漬的木材元件，從而如上所定 義的保留的重量增加（RWG)為至少20% ;
[0067] (b)將所述經(jīng)浸漬木材元件引入反應(yīng)室中；
[0068] (C)使經(jīng)浸漬木材元件的連續(xù)流在所述反應(yīng)室中經(jīng)受乙酰化反應(yīng)條件，從而提供 離開(kāi)所述反應(yīng)室的乙?；静脑倪B續(xù)流。
[0069] 在該方法中，引入反應(yīng)室中的木材元件的RWG優(yōu)選為至少30%并且更優(yōu)選至少 40%。特別優(yōu)選地，木材元件的進(jìn)料的RWG為40%至50%。在這個(gè)方面中，應(yīng)理解本發(fā)明 基于明智選擇用具有所要求RWG值的木材元件供給連續(xù)的乙?；椒?，而不考慮浸漬所述 木材元件的方法（間歇或連續(xù)的）。
[0070] 作為另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明還使得可獲得較窄分布的高乙酰化水平。即，特別地選擇 使用栓塞流原理的連續(xù)乙?；椒?，導(dǎo)致從木材元件的總體上看，在乙?；瘲l件下一致的 乙酰化，并具有相對(duì)窄的滯留時(shí)間分布。
[0071] 為了在木材元件中獲得優(yōu)選的高乙?；剑磻?yīng)室對(duì)于通過(guò)其運(yùn)載的元件應(yīng)允 許足夠的滯留時(shí)間以及另外較窄的滯留時(shí)間分布。后者特別地用于提供在乙?；揭约?殘留的乙酸和乙酸酐水平方面提供顯示良好均勻性的產(chǎn)品。此外，反應(yīng)室應(yīng)優(yōu)選允許盡可 能溫和的操作，從而任選地使通過(guò)乙?；椒ǖ哪静脑ㄌ貏e是碎片和線材）保持幾何 形狀。
[0072] 作為優(yōu)于典型的完全連續(xù)方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供可在最佳浸漬條件下進(jìn)行 浸漬，即，足夠長(zhǎng)的停留時(shí)間、具有合適的壓力和溫度條件。作為優(yōu)于完全分批進(jìn)行的方法 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，其還提供以更均勻的方式進(jìn)行的乙?；磻?yīng)的可能性，以及與連續(xù)生產(chǎn)相關(guān)聯(lián) 的一般經(jīng)濟(jì)性利益。
[0073] 根據(jù)本發(fā)明，整個(gè)方法導(dǎo)致連續(xù)生產(chǎn)乙酰化木材元件。這能夠通過(guò)以向反應(yīng)室提 供經(jīng)浸漬木材的連續(xù)進(jìn)料的方式收集經(jīng)浸漬木材元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，多種方法是可用的。
[0074] -種是平行地操作多個(gè)浸漬室，以保證在任何時(shí)候，可從這些室中的一個(gè)室向反 應(yīng)室供給經(jīng)浸漬木材元件。這可以基于例如三個(gè)這樣的浸漬室來(lái)完成，例如室（A)、室（B) 和室（C)。這允許對(duì)室（A)的經(jīng)浸漬元件進(jìn)行卸載，同時(shí)對(duì)室（B)中的木材元件進(jìn)行浸漬， 向室（C)裝載待浸漬元件。接著，將對(duì)室（B)進(jìn)行卸載，同時(shí)對(duì)室（C)中的批次進(jìn)行浸漬， 并且對(duì)室（A)進(jìn)行裝載。在該實(shí)施方案中，優(yōu)選操作更多個(gè)浸漬室，從而允許在裝載和卸載 之間具有更長(zhǎng)的浸漬時(shí)間。浸漬室的優(yōu)選數(shù)目是1個(gè)至15個(gè)，更優(yōu)選1個(gè)至4個(gè)。
[0075] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，并不直接將經(jīng)浸漬木材元件直接供給至反應(yīng)室中，而是 收集在收集室（優(yōu)選漏斗型容器）中。這可以從以上多個(gè)浸漬室開(kāi)始來(lái)進(jìn)行。然而，使用 收集室的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)將在于允許在單個(gè)反應(yīng)室中進(jìn)行浸漬。操作連續(xù)乙酰化方法的唯一先決 條件在于，以連續(xù)地供給反應(yīng)室的足夠的速度用經(jīng)浸漬木材元件供給收集室。有利地，因此 收集室具有相對(duì)大的體積，例如為浸漬室體積的1倍至15倍。任選地，將收集室的特征與 多個(gè)浸漬室的特征相結(jié)合。
[0076] 木質(zhì)材料的形態(tài)可以是但不限于木材碎片、木材線材、木材顆粒等，以下稱為木材 元件。本發(fā)明的方法和設(shè)備可用于對(duì)耐久和不耐久的硬木以及耐久和不耐久的軟木材進(jìn)行 乙?；?。木材元件優(yōu)選屬于不耐久的木材種類例如軟木材（例如針葉樹(shù)、典型的云杉、松樹(shù) 或冷杉），或?qū)儆诓荒途玫挠材?。?yōu)選的木材類型是云杉、云杉木、海岸松、歐洲赤松、輻射 松、桉樹(shù)、紅榿木、歐洲榿木、山毛櫸或樺樹(shù)。
[0077] 根據(jù)本發(fā)明限定的木材元件的典型尺寸在以下表中給出。
[0078] 木材元件的典型尺寸
[0079]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于對(duì)木材元件進(jìn)行連續(xù)乙?；姆椒?，包括以下步驟： (a) 用包含乙酸酐和/或乙酸的乙?；黧w浸漬多個(gè)批次的木材元件，從而提供多個(gè) 批次的經(jīng)浸漬木材元件； (b) 以向反應(yīng)室提供經(jīng)浸漬木材元件的連續(xù)進(jìn)料的方式收集所述多個(gè)批次的經(jīng)浸漬木 材元件； (c) 使經(jīng)浸漬木材元件的連續(xù)流在所述反應(yīng)室中經(jīng)受乙?；磻?yīng)條件，從而提供離開(kāi) 所述反應(yīng)室的乙?；静脑倪B續(xù)流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在優(yōu)選具有漏斗型幾何形狀的收集室中對(duì)所述乙 酰化木材元件的批次進(jìn)行收集。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在所述收集室中從所述經(jīng)浸漬木材元件中移 除過(guò)量的浸漬液體。
4. 一種用于對(duì)木材元件進(jìn)行連續(xù)乙?；姆椒?，包括以下步驟： (a) 提供經(jīng)包含乙酸酐和/或乙酸的乙酰化流體浸漬從而具有至少20%的如說(shuō)明書中 所定義的保留的重量增加（RWG)的木材元件； (b) 將所述經(jīng)浸漬木材元件引入至反應(yīng)室中，并且使所述經(jīng)浸漬木材元件在所述反應(yīng) 室中經(jīng)受乙酰化反應(yīng)條件； (c) 從所述反應(yīng)室中引出乙?；静脑倪B續(xù)流。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述經(jīng)浸漬木材元件連續(xù)地引入所 述反應(yīng)室中。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述木材元件以栓塞流流過(guò)所述反應(yīng) 室。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟： (d) 對(duì)所述乙?；静脑M(jìn)行干燥以從其中移除未反應(yīng)的乙?；黧w。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括以下步驟： (e) 從步驟（d)的[干燥裝置]中引出乙?；静脑倪B續(xù)流。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)室包含水平的螺桿輸送機(jī)， 例如平行雙螺桿輸送機(jī)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中經(jīng)受步驟（a)的所述木材元件的含 水量少于8重量％，優(yōu)選0.01 %至5%。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述乙?；黧w包含40重量％至 100重量％乙酸酐和0重量％至60重量％乙酸。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟（c)中的所述乙酰化溫度高于 所述乙?；黧w的常壓沸點(diǎn)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟（c)中的所述乙?；诙€(gè)至 五個(gè)溫度區(qū)域中進(jìn)行。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟（c)中的所述乙?；瘻囟韧ㄟ^(guò) 加熱選自以下的環(huán)境來(lái)控制：包含用乙酸酐和/或乙酸至少部分飽和的氣體的加熱氣體回 路、加熱的殼套、加熱的軸及其組合。
15. -種用于對(duì)木材元件進(jìn)行乙?；脑O(shè)備，所述設(shè)備包含： (i) 至少一個(gè)浸漬室， (ii) 收集室，其具有與所述至少一個(gè)浸漬室的出口連接的入口，所述連接為例如允許 木材元件從所述浸漬室流向所述收集室； (iii) 反應(yīng)室，其具有與所述收集室的出口連接的入口，所述連接為例如允許木材元件 從所述收集室流向所述反應(yīng)室，其中所述反應(yīng)室被設(shè)計(jì)為提供從其入口至其出口連續(xù)輸送 木材元件。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中通過(guò)螺桿輸送機(jī)提供在所述反應(yīng)室中的所述連 續(xù)輸送。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述反應(yīng)室是干燥器，優(yōu)選地選自盤式干燥器、 帶式干燥器、萃取聯(lián)動(dòng)裝置、螺旋干燥器和熱板式干燥機(jī)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包含干燥器，優(yōu)選盤式干燥器，所述 干燥器的入口與所述反應(yīng)室的出口連接，所述連接為例如允許木材元件從所述反應(yīng)室流至 所述干燥器。
19. 一種可通過(guò)非催化乙酰化方法獲得的乙酰化木材元件，并且優(yōu)選碎片、線材、裂片 或顆粒，其中所述乙?；静脑囊阴；浚ˋC)為至少20. 5%，并且優(yōu)選AC為21% 至 26%。
【文檔編號(hào)】B01J19/20GK104271229SQ201380021137
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月21日
【發(fā)明者】貝納杜斯·約瑟夫·馬里亞·波爾, 斯特凡·萬(wàn)多姆勒, 保羅·巴瑟馬克, 本杰明·佩因特, 赫里特·阿里耶·德威特, 特奧多魯斯·赫拉爾杜斯·馬里納斯·瑪麗亞·卡彭 申請(qǐng)人:泰坦木業(yè)有限公司