Способ получения целлюлозы

и 11 48797 Союз Советских Социалистических Республик(б 1) Дополнительное к авт. сгпд-ву (22) Заявлено 08.02,73 (21) 188028423 М. Кл,3,0 присоединением заявки М Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений(088.8) крытин Дата опубликования описания 21.01.4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Изооретенце относится к способу получения целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промып 1 лсццости при производстве целлюлозы, предназначенной для изготовления различных видов бумаги и для химической переработки,Известен способ получения целлюлозы, который заключается в том, что варка на первой ступени проводится с сульфитной варочцой кислотой па натриевом основании прп рН 1,5.После первой ступени варки, проводимой при 150 С и рН 2, во время которой удалясгся большая часть лигница, содержащегося в щепе, в котел вводят раствор кальциццрованпой соды и варку завершают в щелочной срсде (рН 8 - 9).Температура варки во второй ступени 170 С.Этот способ пригоден для получения целлюлозы из древесины, содержащей смолы не более 2% (еловая древесина).Расход химикатов в производстве цел,полозы по известному способу очень велик ц составляет, например по соде, 500 кг,т целлюлозы. Система регенерации химикатов, особснно патрисвого основания, в сульфит-цсллюлозпом производстве является сложной несовершенной.Кроме того, прп производстве целлюлозы по известному способу промышленцыс выбросы загрязняются токсичными соединениями серы, применяемой для приготовления варочцых растворов, и веществами фепольцого ха рактера, вследствие чего появляется необходимость в применении дорогостоягцей системы очистки сточных вод этих производств, а также мер по предотвращению загрязнения воздушного бассейна.о Г 1 о этому способу целлолоза из древесиныполучается с низким выходом.Варка целлюлозы по известному способуочень продолжительна и составляет 8 - 9 ч (собственно варка); для полного оборота кот ла требуется 12 - 14 ч.Для повышения выхода, улучшения качества целевого продукта и интенсификации процесса по предлагаемому способу получения целлюлозы первую ступень варки ведут ,1 в присутствии добавки соединений г 1-металловп-толуолсульфокислоты, предпочтительно в количестве 0,025 0,075 молей/л, при температуре до 180 С и значении рН нарочного раствора до 8, а вторую ступень - в присутст Впи Газоооразцого кисло 1 зода, предпочтительно пр 1 давлении последнего до 25 атм. Мелатсльно между первой и второй ступенями массу подвергать полухтассцо.;т размол.В первой ступени варки осуществляется О сульфировацие лигцпца хвойной древесины,3ускоряемое соединениями д-металлов и-толуолсульфокислоты, предотвращающее его от конденсации при последующей высокотемпературной варке в растворе соды и обеспечивающее достижение сравнительно высоких значений белизны целлюлозы и ее средней степени полимеризации.Введение кислорода во второй ступени варки позволяет ускорить делигнификацию волокнистого сырья, повысить белизну получаемой целлюлозы и увеличить ее выход из волокнистого сырья,Отработанные сульфитные варочные растворы от 1-й ступени варок могут быть использованы на первой ступени аналогичных варок. Сода от второй ступени варки может быть регенерирована совместно со щелоками сульфатного производства или отдельно.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: волокнистое сырье, например древесину, загружают в автоклав, снабженный устройством для вращения и обогрева, соотношение древесина : раствор = 1: 5. Указанные добавки соединений д-металлов и-толуолсульфокислоты рекомендуется вводить в начале варочного процесса. Температуру на первой ступени варки повышают до 140 - 170 С в течение 90 - 120 мин. Продолжительность варки при этой температуре 30 - 60 мин. По истечении этого времени раствор от первой ступени удаляют, щепу про. мывают и,подвергают, если необходимо, полумассному размолу. Полученную массу снова загружают в автоклав, заливают 0,5 - 2%-ный раствор соды. Кислород подают в течение 3 - 5 мин до достижения давления 15 - 25 атм. Затем содержимое автоклава нагревают до 130 - 170 С за 35 - 45 мин. Продолжительность варки при этой температуре составляет 15 - 120 мин.П р и м е р 1. Варку щепы из сосновой древесины проводят в автоклаве емкостью 1 л, Раствор бисульфита натрия (рН 4,3) для первой ступени варки получают насыщением 2%-ного раствора соды жидким с 10, Количество добавляемой для ускорения процесса сульфирования цинковой соли и-толуолсульфокислоты 0,05 моля/л. жидкостной модуль первой ступени варки 1: 5. Температуру до 160 С повышают в течение 120 мин. Варку при этой температуре ведут в течение 35 мин. После окончания сульфирования раствор бисульфита сливают, щепу промывают и подвергают полумассному размолу. Полученную массу снова загружают в автоклав высокого давления, заливают 1,5%-ный раствор соды и подают кислород до получения давления 22 атм. Температуру до 130 С повышают в течение 45 мин, Основные параметры варки и качественные показатели целлюлозы приведены в табл, 1. Для сравнения приведены данные по двухступенчатой варке сосновой щепы по известному способу, Показатели физико-механической прочности целлюлозы из древесины сосны приведены в табл, 2.Предлагаемый способ Условия и результаты варки целлюлозы1 ступеньРН варочного раствораМаксимальная температура,:СПродолжительность варки, мин1 ступеньМаксимальная температура, СПродолжительнэсть варки примаксимальной температуре, минВыход целлюлозы, %Непровар, оо15 Содержание лигнина в целлюлозе, о,Содержание смолы в целлюлозе, ооСредняя СПБелизна, %, ло ГОСТ 7690-66 2,0 150 180 4,3 160 35 170 120 130 80 41,7 5,6 1,0 55,5 4,0 0,6 1100 5620 Таблица 2 Предлагаемый способ Известный способ" Сопротивление раздиранию в процентах по стандарту ТАРР 1.ф" Сопротивление продавливанию также по стандарту ТАРР 1 в прэцентах. 35Данные, приведенные в табл. 1, показывают, что продолжительность варки по предлагаемому способу на первой ступени в 5 разменьше, а на второй ступени в 1,5 раза мень 40 ше, чем по известному способу.Температура варки на второй ступени попредлагаемому способу на 40 С ниже. Выходцеллюлозы из древесины составляет 55,5%против 41,7% по известному способу, По45 предлагаемому способу целлюлоза не содержит непровара, по известному способу непровар составляет 5,6%. По предлагаемому способу получена целлюлоза с более высокой белизной, чем по известному способу, т, е. соот 50 ветственно 61% и 56%.Таким образом, целлюлоза по предлагаемому способу является более прочной, чем целлюлоза, полученная по известному способу.П р и м е р 2, Варку целлюлозы проводят в55 автоклаве высокого давления емкостью 1 л,В качестве исходного сырья используют воздушносухую стружку древесины лиственницыс содержанием водорастворимых веществ23%.60 Раствор со значением рН 8 получают путемрастворения 0 в 2%-ном растворе соды досодержания его 0,5%,жидкостной модуль 1: 10,Температуру до 170 С повышают в течение65 40 мин. Спустя 1,5 ч после начала варки приПредлагаемый способ Характеристика целлюлозы Предмст изобретения 23 Содержание водорастворимыхвеществ в древесине, оо Выход целлюлозы, ооСодержание непровара, оо Содержание лигнина, в целлюлозе, оо,Содержание смолы (по дихлорэтану), ооСредняя СПБелизна, о, ГОСТ 7690-66 35,0 5,0 2,0 45,7 6,0 0,4 0,6 793 51Составитель С. Котова Техред 3. Тараненко Редактор Л. Емельянова Корректор Л. Деиискииа Заказ 3384 5 Изл. М 1946 Тираж 4 4 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета, Совета Министров СССР по делам изоорстенпй и открытий Москва, )К, Раугвская наб., д. 4 5Типография, ир. Сапунова, 2 170 С нейтрально-сульфитный раствор сливают, заливают 2%-ный раствор соды 1 жидкостной модуль 1:5) и подают кислород до давления 25 атм. Температуру повышают до 160 С. Продолжительность варки при 160 С 30 мин.Основные параметры варки целлюлозы и качественные показатели приведены в табл.3. Целлюлозу по известному способу получают при тех же условиях, что и в табл. 1.Данные, приведенные в табл, 3, показывают, что продолжительность варки целлюлозы по предлагаемому способу в первой ступени составляет 1,5 ч против 3 ч по известному методу, т, е. в 2 раза меньше, а во 2-й ступени 30 мин против 120 мин по известному способу, т. е. в 4 раза меньше.Целлюлоза, полученная по предлагаемому способу, не содержит непровара, обладаег большей белизной и имеет выход из древесины 45,7% против 35,00% по известному способу. Таким образом, предлагаемый способ всравнении с известным способом варки целлюлозы обеспечивает интенсификацию варочного процесса, уменьшение загрязненности 5 промышленных стоков и выбросов в атмосферу по сравнению с различными вариантами сульфитного способа, а также с сульфатным способом; возможность перерабатывать с большим содержанием смолы свежесрублен ную древесину без ее длительного выдерживания в виде баланса или щепы, а также получение более светлой целлюлозы и большего выхода. 1, Способ получения целлюлозы путем вар.ки исходого целлюлозосодержагцего сырья с сульфитным варочным раствором при повы щенной температуре на первой ступени и сощелочыхг варочым раствором при температуре до 170 Са второй ступени, о т л и ч а ющ и и ся тем, что, с целью повышения выхода, улучшения качества целевого продукта и 25 итеспфикацип процесса, первую ступеньварки ведут в присутствии добавки соедиенй д-металлов и-толуолсульфокслоты при температуре до 180 С и значении рН варочного раствора до 8, а вторую ступень в при сутствпи газообразного кслорода.2. Способ по и. 1, отличающийся тем,что используют соединения д-металлов гг-толуолсульфокислотыв количестве 0,025 -0,75 моле/л.35 3. Способ по п. 1, отличающийся тем,что вторую ступень ведут при давлеип кслорода до 2 о атм.4. Способ по п. 1, отл и ч а югци й с я тем,что между первой и второй ступеями массу 40 подвергагот полумассному размолу.