Способ регенерации отработанного раствора от делигнификации целлюлозосодержащего сырья, например древесины, хлорсодержащими реагентами

(и) 478904 Союз Советских Социалистических Республик(22 исоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по аелаи изобретенийи открытийубликовано 30.07,75. Бюллетень2 та опубликования описания 22,10.75 Авторыизобретения Н. Осипова, М. Н. Цыпкина и И, А. Христюк(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННОГО РАСТВОРА Т ДЕЛИГНИФИКАЦИИ ЦЕЛЛ 1 ОЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯИзобретение относится к области регенерации химикатов из отработанных щелоков от производства целлюлозы, в частности от производства целлюлозы, предусматривающего использование в качестве делигнифицирующего реагента хлорсодержащих соединений.Известен способ регенерации отработанных растворов от делигнификации целлюлозы двуокисью хлора, заключающийся в том, что отработанный раствор, концентрируют и сжигают, полученные при сжигании продукты подвергают электролизу; образующиеся при электролизе хлорсодержащие химикаты и щелочные соединения возвращают на стадию приготовления нарочных растворов,Известный способ не может быть использован для регенерации отработанного раствора от делигнификации по хлоратно-перекисному методу, так как при концентрировании (упаривании) этих щелоков содержащийся в них остаточный хлорат и перешедшие в раствор органические вещества образуют взрывоопасную смесь.Для обеспечения возможности регенерации отработанного раствора от делигнификации по хлоратно-перекисному методу предложен способ, согласно которому отработанный раствор подвергают предварительной обработке сначала сернистым газом, а затем кальциевой солью, взятыми в количестве 1,0 - 1,5 оо. Полученный осадок отделяют от раствора, который нейтрализуют до рН 5 - 6, и упаренный или неупаренный нейтрализованный раствор подвергают переработке известными прие мами.Способ осуществляется следующим образом.Исходный отработанный щелок от хлоратно-перекисного метода варки, содержащий 10 остаточный хлорат и другие оксихлорные соединения, обрабатывают сернистым газом в количестве 1,0 - 1,5% от веса абсолютно сухой древесины, а затем кальциевыми солями, например хлористым кальцием в количестве 15 1,0 - 1,5% от веса абсолютно сухой древесины, Образовавшийся осадок удаляют, а в осветленный раствор при его кислой реакции вводят едкий натр, а в случае щелочной реакции - соляную кислоту. Растворы вводят 20 в таком количестве, чтобы рН среды составляло 5 - 6.Далее нейтрализованный раствор подвергают сжиганию известными способами, например мокрым сжиганием или упариванием и 25 сжиганием упаренного концентрированногощелока. Хлориды, образовавшиеся при сжигании щелока, используются для получения хлората натрия, едкого натра, хлора и водорода путем электролиза раствора хлорида. Из хло ра и водорода получают соляную кислоту, из(в пересчетена уксуснуюкислоту),55 60 65 быточный водород используется как дополнительное топливо при сжигании упаренного щелока.Предлагаемый способ регенерации химикатов из щелоков от производства целлюлозы по хлоратно-перекисному методу осуществляют по схеме, представленной на чертеже. Щелок из аппарата 1 при температуре 70 - 63 С от хлоратной ступени делигнификации из аппарата 1, содержащий продукты окисления лигнина и углеводов древесины - органические кислоты, а также остаточные хлорат, соляную кислоту и продукты восстановления хлората - двуокись хлора, элементарный хлор и хлорид натрия, отделяют от полуцеллюлозы и направляют в резервуар 2, куда подают сернистый газ или его водный раствор. При добавлении сернистого ангидрида происходят следующие реакции, приводящие к образованию щелокаИаС 10,+330,+ЗН,О - КаС+ЗН,ЯО,2 С 10,+530,+6 Н,О - 2 НС 1+5 Н,504 С 1,+БО,+2 Н,О НС 1+Н,ЯО,В результате реакций элементарный хлор л оксихлорные соединения превращаются в хлориды (ИаС и НС 1), Щелок, содержащий хлориды, органические кислоты и серную кислоту, подают в резервуар 3, где серную кислоту осаждают добавкой кальциевых солей. В частности, для этой цели может быть использован хлористый кальций, являющийся отходом содового производства, При этом происходит реакцияСаС 1,+Н,ЯО, - СаЯО,+2 НС 1 Са 504 направляют в отвал, а полученный щелок, содержащий хлориды, органические кислоты, остаточную и вновь образовавшуюся соляную кислоту, направляют в сборник 4 щелоков туда же подают щелок от второй ступени делигнификации из емкости 5, содержащий остаточные перекись водорода, едкий натр и натриевые соли органических кислот.В сборнике 4 щелоков смешивают щелока и промывные воды от 1-й и 11-й ступеней хлоратно-перекисного способа получения целлюлозы. При смешении щелоков и промывных вод происходят следующие реакции между соляной кислотой из щелоков 1-й ступени и едким натром и натриевыми солями органических кислот из щелоков 11-й ступени:НС 1+ХаОН- ИаС 1+Н,ОНС 1+К - СООИа - ИаС+К - СООНТуда же подают для создания рН 5 - 6 соляную кислоту при щелочной реакции или щелочь при кислой реакции.В результате описанных выше операций в смеси щелоков и промывной воды при рН 5 - 6 будут находиться: хлорид натрия (КаС 1), свободные органические кислоты (К - СООН), небольшое количество натриевых солей органических кислот (К - СООИа). 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 Из,подготовленного таким образом щелока органические кислоты утилизируют любым известным способом (выделение индивидуальных органических:кислот, биохимическая переработка и т. п.), или же они поступают вместе со щелоком на сжигание в агрегате 6, улучшая тепловой баланс процесса. Сжигание можно осуществлять двумя путями.Щелок подвергают мокрому сжиганиюпо методу Циммермана при подаче кислорода воздуха и использовании высокого давления. При мокром сжигании все органические кислоты сгорают. Полученный раствор содержит хлорид натрия и небольшое количество углекислого натрия. Раствор очищают от примесей (ионов кальция, магния, 504 - , СОз - ) в очистной аппаратуре 7 обычными способами. Затем очищенный раствор используют для электролиза с получением хлората натрия, едкого натра, хлора и водорода в электролизерах 8. Из хлора и водорода получают соляную кислоту по известному методу,Или щелок упаривают и сжигают в печи кипящего слоя или любом другом агрегате 6. Источником тепла служат органические вещества щелока. В качестве дополнительного топлива используют избыточный водород, При необходимости недостающее тепло восполняют сжиганием мазута, природного газа и т. п.После сжигания щелока минеральный остаток растворяют так же как и в первом случае, Раствор очищают от примесей в очистной аппаратуре 7 и направляют с электролизом в электролизеры 8, получая хлорат натрия, едкий натр, хлор и водород обычными методами.Пример. 100 г осиновой стружки (в пересчете на абсолютно сухую) обрабатывают 300 мл раствора ХаС 10 з и НС 1 при соотношении их 1:1,7 (по хлору). Количество химикатов в растворе КаС 10 з 23,8 г и НС 1 13,9 г.После делигнификации отобрали щелока 96,5/о от первоначально заданного количества, При этом расход свежей воды на 100 г древесины составил 137 мл. Всего получено щелока и промывной воды 430 мл.Отработанный от 1-й ступени обработки древесины щелок содержит, г:ХаС 10 зНССО,С 1 зХаСК - СООН Содержание органических веществ - 35 г (без учета образования летучих продуктов). Обработка щелока сернистым газом. Ниже приведено количество ЯОз. Общийрасход 1,145 г, расходуемое на реакцию сдругими компонентами, г:К - СООМа Щелок можно далеепутями:а) Мокрое сжиганиеМаС 1ХазСОз с получением, г: 15,0 0,1Редактор Л. Герасимова Изд Мо 1710 Заказ 2514/9 Подписное Тираж 474 Типография, пр. Сапунова, 2 302 с ИаС 10 зс С 102с С 12При этом получено, г:Нз 504 1,74ХаС 1 0,33НС 1 0,021Связывание серной кислоты,Расход СаС 12 на связывание Н,ЬО составил 1,94 г. При этом получено 2,4 г Са 504.Поступило ХаОН в виде солей органических кислот 1,1 г, в пересчете на Ка. Для связывания 1,64 г НС 1 требуется 1,032 г натрия,отбираемого от солей органических кислот.Вся потребность в щелочи для нейтрализацииНС 1 покрыта за счет солей органических кислот, поступивших со щелоком от 11-ой ступениделигнификации.Раствор, полученный после смешения щелолот, поступивших со щелоком от П-й ступениделигнификации, содержит, г:К аС 1НС 1К - СООН Хлорид натрия может быть использова 11для электролиза обычными, методами с получением хлората натрия, едкого натра, хлора и водорода. Из хлора и водорода получают 5 кислоту известным способом.б) Выпарка и сжигание в печи кипящегослоя с последующим получением тех же продуктов, что и при мокром сжигании.Таким образом, все оксихлорные соедине ния и хлор переведены в хлорид натрия. Система регенерации замкнутая. Потери химикатов могут быть восполнены поваренной солью. 15 Предмет изобретения Способ регенерации отработанного раствора от делигнификации целлюлозосодержащего сырья, например древесины, хлорсодержащи ми реагентами путем сжигания отработанного раствора и электролиза полученных при сжигании продуктов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности регенерации отработанного раствора от делигнифи кации по хлоратно-перекисному методу, отработанный раствор подвергают предварительной обработке сначала сернистым газом, а затем кальциевой солью, взятыми в количестве 1,0 - 1,5/, от веса абсолютно сухой древесины, З 0 полученный при этом осадок отделяют от раствора, который нейтрализуют до рН 5 - 6, и упаренный или неупаренный нейтрализованный раствор подвергают переработке известными приемами.