Способ получения целлюлозы

.07.72 с 3/ нием заяв с присое Ьсударственные комитет Совета Министров СССР по делан изобретений(32) Приорите Опубликовано Бюллетень М 19 5.7(53 661,728 (088,8) открытии Дата опубликования о ания 2) Авторы ,изобрете ффе и В, В, Сергеев Заявитель Всесоюзное научно-производственное объе целлюлозно-бумажной промышленнос ение ЛЛЮЛОЗЫ ОСОБ ПОЛУЧЕ Изобретение относится к целлюлозно-бум.жной промы пленности и может быть использовано при производстве целлюлозы для бумаги, картона и для химической переработки из разнообразногорастительного б сырья.Известен способ получения целлюлозы, который заключается в обработке измельченного сырья в среде водного раствора гидро- окиси аммония кислородом при температуре О 130 - 150 С и давлении 1,8 - 18 кг/см. Делигнификация растительного сырья по известному способу (метод окислительного аммонолиза) позволяет использовать растворенные органические вещества для получения органо минеральных удобрений длительного действия и т. д. Однако целлюлоза, полученная этим способом из древесного растительного сырья, имеет желтый цвет, что отрицательно сказывается на ее отбелке. Кроме того, вслед ствие окислительной деструкции в этом процессе трудно достичь высокой механической прочности полученного полуфабриката. Деструкция целлюлозы особенно заметна на последних стадиях делигнификации,25С целью улучшения качества целевого продукта, предлагается способ получения целлюлозы путем обработки исходного целлюлозосодержащего сырья кислородсодержащим газом в щелочной среде при повышенных тем- Э 0;пературс и давлении, отлчаоц 1 йся тем, что полученный в процессе продукт дополнительно обрабатывают кислородсодержацим окислителем в щелочной среде при рН 8 - 13, Желательно в качестве кислородсодержащего окислителя использовать газообразный кислород и обработку вести при температуре 80 - 130 С и давлении до 20 атм или применять перекись водорода и обработку в этом случае осуществлять прн температуре 60 - 80 С, а первоначальную обработку кислородсодержашим газом вестп при темпсратуре 130 в 1 С и давлении 20 - 40 атм.Предлагаемый способ получения целлюлозы из целлюлозосодержацего растительного сырья осуществляют следующим образом. Растительное целлюлозосодсржащее сырье (стружки, опилки, сечка однолетних растений) загружают в автоклав высокого давления и заливают водным раствором гидроокиси аммония, Автоклав закрывают и в него подают кислород до создания давления 20 - 40 атм. При достижении указанного давления отключают линию и подачу кислорода полностью прекрашаот.Подъем температуры до конечного значения осуществляют за 0,5 - 1,0 час. Варочный процесс 1 проводят при 130 в 1 С в течение 0,5 - 6,0 час. Конечная температура варки и ее продолжительность зависят от исходного рас,Ш,с с Ступень обраоотки (варки) Реагенты, условия обработки Опыт вО ( э Концентрация ХН, О,5%, давление Ог 40 атл, модуль 1:40Концентрация ИаОН 0,24%. концентрация МСОг 0,2%, давление Ог 20 атм, модуль 1: 20 1 (окислительный аммонолнз)12062,5 4,3 1 2 020 47,4 Концентрация ХаОН О,5%, концентрация НгОг 0,2%, концентрация Иаг 5 Ог 02% 3 П (перекисная) 42,0 63,8 6,7 980 0,5 - 3 Концентрация ХНэ О,5%, давление Ог 40 атм, модуль 1:20 5,5 62,0 36,0 1 - 5 140 П р и меч а н не. В опытах 2 и 3 гервая ступень обработки была такой гк, как н в опыте 1,тптельного сырья, кокцентрацип раствора гдроокиси,аммония, давления кислорода. По истечении указанного срока давление в котле снижаот до нормального, полученный полуфабрикат выгружают, при необходимости размалывают и промывают, а затем направляют на вторую ступень обработки кислородсодержащим окислителем, например газообразным кислородом или перекисью водорода, в щелочной среде. Для создания щелочной среды можно применять водные растворы едкого натра, едкого кали, кальцинированной соды, гидроокиси аммония, гидроокиси магния и подобных соединений или их смесей,При обработке во второй ступени газообразным кислородом полуфабрикат загружают в автоклав, заливают щелочным раствором, например едкого натра с дооавкой соединений магния, закрывают его и подают кислород до давления 5 - 20 аггн. При достижении указанного давления подачу кислорода в автоклав прекращают, Подъем температуры до 80 - 130 С осуществляот за 0,5 - 1,0 час, Продолжительность обработки на второй ступенири конечнои температуре 0,5 - 3 час. По истечении указанного срока давлен е в котле снижают до нормального,полученную целлолозу выгружают, промывают, сортируют, сгущают и направляют либо на последующую отбслку, либо используют в небеленом виде.5 При обработке во второй ступени перекисью водорода полуфабрикат загружагот в аппарат, работающий при атмосферном давлении, заливают щелочной раствор, напри мер едкого натра с добавкой перекиси водорода и силиката натрия, нагревают за 0,5 час содержимое до 60 - 80 С и выдерживают при этой температуре в течение 2 - 4 час. Описанная ступенчатая делегнификация растительно го сырья может быть проведена и в аппаратенепрерывного действия. Полученную целлюлозу можно применять в полубеленом виде или направлять на дальнейшую отбелку,20 Оргапические вещества, находящиеся врастворе после второй ступени обработки, могут быть использованы для получения различных ценных органических продуктов, например кислот, или же утилизированы по извест ной схеме регенерации химикатов натронногопроизводства целлюлозы,П р и м е р 1. 10 г осиновой стружки обрабатывают в первой ступени в автоклаве высокого давления емкостью 1 л, Условия обработки приведены в табл, 1,429156 36,0%. Таким образом, применение предлагаемого способа вместо известного позволяет повысить выход целлюлозы из древесины на 2%, среднюю степень полимеризации целлю лозы на 130 единиц и белизну на 18%.Целлюлоза, полученная в опыте 3, имеетвысокие показатели механической прочности: разрывная длина 8900 лг, сопротивление излому 2400, сопротивление раздираншо 72 г.10 П р и м е р 2. 10 г еловой стружки обрабатывают в автоклаве высокого давления емкостью 1 л. Условия обработки приведены в табл. 2, Полуфабрикат после первой ступени промывают и обрабатывают во второй ступени (опыт 1) в стеклянном стакане перекисью водорода при условиях, указанных в табл. 2. Таблица 2")гсд ссз Ступень обработки (варки) Реагенты, условия обработки Опзят сД с и :с к, й Л с Ж с.О(с = Концентрация 1(Нз 0,125%,давление О, 40 атль модуль1: 40Концентрация 1 чаОН 0,155,концентрация НзОз 0,29 о,концентрация Хаз 510 з0,2 зс 1 (окислительный аммонолиз) 5-1,95,5 150 11 (перекисиая) 34,0 0,5 - 3 947 Концентрация )ЧНз 0,125%, давление Оз 40 ати, модуль 1: 40 25,0 787 4,8 о 25 50 1 - 2,5 Для сравнения в этой же таблице приведены результаты делпгнификации путем применения окислительного аммонолиза по известному способу (опыт 2).20Из данных табл. 2 следует, что предлагаемая ступенчатая обработка по сравнению с известным способом позволяет увеличить выход целлюлозы из древесины с 52,5 до 54,9% (повышение 2,4% ), среднюю степень 25 полимеризации с 787 до 947 (повышение на 160 единиц), белизну с 25,0 до 34,0% (повышение на 9%). 30 Предмет изобретения Составитель С. Котова Техред Л. АкимоваРедактор О. Кузнецова Корретор И. Сьмкпна Заказ 223/473 Изд.959 Тиране 456 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская паб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патент. Полуфаорикат после первой ступени обрабатывают во второй ступени в том же авто- клаве. Условия обработок приведены в табл. 1 (опыты 1 и 2). В опыте 3 вторую ступень обработки полуфабриката проводят в стеклянном стакане перекисью водорода, условия даны в табл. 1, Для сравнения в этой же таблице приведены результаты делигнификации путем применения окислительного аммонолиза по известному способу (опыт 4).Из данных табл, 1 следует, что целлюлоза, полученная по предлагаемому ступенчатому способу, имеет выход из древесины 62,5 - 64,1% вместо 62,0% по одноступенчатому, среднюю степень полимеризации 980 - 1050 вместо 920 и белизну 42,0 - 53,0% вместо 1. Способ получения целлюлозы путем обработки исходного целлюлозосодержащего сырья кислородсодержащим газом в щелочной среде при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта, полученный в процессе продукт дополнительно обрабатывают кислородсодержащим окислителем в щелочной среде прп рН 8 - 13,2. Способ по п. 1, отличающайся тем, что в качестве кислородсодержащего окислителя используют кислород и обработку ведут при температуре 80 в 1 С и давлении до 20 атл.3. Способ по п. 1, отличающайся тем, что в качестве кислородсодержащего окислителя применяют перекись водорода и обработку ведут при 60 - 80 С.4. Способ по п, 1, отлачающийся тем, что первоначальную обработку кислородсолержащим газом ведут при температуре 130 - 160 С и давлении 20 - 40 атл