Способ получения натронной целлюлозы

(61) Дополнительное вт, свид-ву Заявлено 13,12.78 (21) 26 аявкиени при Государственный комитет СССР(43) Опубликовано 07.11,80. Бюллетень4 елам изобретени открытий описания 07.11,8. В. Ленинградская 1) Заявител ена Ленина лесотехническая академия им. С. М. Кирова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТРОННОЙ ЦЕЛЛЮЛО Изобретение относится к технологии получения натронной целлюлозы, применяемой в целлюлозно-бумажной промышленности, и может быть использовано для получения самых различных целлюлоз для бумажной промышленности и химической переработки.Известен способ производства патронной целлюлозы, согласно которому обработку измельченного целлюлозосодержащего сы рья проводят в водных растворах различных гидроокисей при рН от 7 и выше, при повышенных температуре и давлении 11.Однако получение целлюлоз по известному способу с содержанием остаточного лигнина ниже 10% связано со значительными потерями углеводов и снижением прочности целлюлозы,Для устранения этого недостатка производят варку целлюлозы в растворе каустической соды с введением окислителей или восстановителей в варочный щелок, но широкого распространения это не получило вследствие применения дорогостоящих реагентов, например боргидрида натрия, и сложности аппаратурного оформления процесса.Ближайшим к изобретению является способ получения натронной целлюлозы путем обработки исходного целлюлозосодержащего растительного сырья варочным раствором каустической соды при повышенной температуре, которая сопровождается пропусканием через реакционную массу электрического тока 21.Электрическое воздействие по этому способу производят при помощи двух встроенных в варочный котел электродов. Плотность тока составляет 0,001 - 0,1 А/смз поверхности катода.Однако выход целлюлозы в этом способе недостаточно высок и, кроме того, способ требует значительных энергозатрат изза высоких омических потерь в системе,Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и сокращение энергетических затрат.Поставленная цель достигается тем, что обработку сырья варочным раствором проводят в присутствии железосинеродистого калия К, Ре(СК),), Келезосинеродистый калий используют в количестве 0,1 - 500 от массы абсолютно сухого сырья.Введение в варочную систему железосинеродистого калия увеличивает эффективность электрохимического воздействия на варку, так как в этом случае снижается гетерогенность системы и процессы окисления органических веществ древесного комплекса переносятся с поверхности электрол а777120 3 да непосредственно в реакционную массу. Действие катализатора-переносчика заключается в повышении устойчивости углеводпого комплекса древесины к реакциям щелочной деструкции при варке целлюлозы, чем обеспечивается улучшение селективности процесса и увеличение выхода целевого продукта на 4 - 5% при одинаковой степени делигнификации растительного сырья,Электрохимическая обработка варочного 10 щелока в системе циркуляции позволяет эффективно регенерировать активную форму катализатора-переносчика, непосредственно в процессе варки целлюлозы, при значительно меньших расходах электро энергии на омические потери, так как регенерация железосинеродистого калия в электрохимической ячейке достигает 99% выхода по току.Технологический режим варки натронной целлюлозы, т. е. конечная температура, график изменения температуры варки во времени, расход активной щелочи по отношению к весу абсолюно сухого растительного Таблица 1 Натронны и с катализаторомПоказатель Натронный 50,5 54,3 51,2 56,8 26,9 18,6 25,2 19,1 ход электроэнергии на электрохимическую обработку щелока составляет 15 Вт.Концентрация активной щелочи 40 г/лед. Ха,О.Расход катализатора-переносчика - 5% 80 к массе абсолютно сухой древесины,В табл, 2 приведены результаты варкицеллюлозы по предлагаемому способу в сравнении с натронным и способом - прототипом из одного вида сырья. Таблица 2 патронныйс катализато электронатронный (по прототипу) Показатель натронны й ром 51,8 52,6 55,8 21,25 20,4 22,8 Выход, % к абсолютно сухой древесине Степень делигнификации, ед. Каппа П р и м е р 2. Варку щепы из березовой древесины проводят в автоклаве емкостью 1 л, в систему циркуляции щелока которого встроена электрохимическая ячейка, расход активности щелочи на варку составляет 18% к абсолютно сухой древесине в ед. ХаО. Продолжительность подъема температуры до конечной (1 ОС) 90 мин. Стоянка на конечной температуре 90 мин, РасВыход, у к абсолютно сухой дре- весине Степень делигнификации, ед. Каппа сырья, концентрация щелочи в растворе, не отличаются от принятых на производстве и описанных в литературе режимов 11, Предлагаемый способ производства натронной целлюлозы был проверен в лабораторных условиях,П р и м е р 1. Варку щепы из осиновой древесины проводят в автоклаве объемом 5 л, в системе циркуляции щелока которого встроена электрохимическая ячейка. Расход активной щелочи на варку составляет 20% к абсолютно сухой древесине в ед. Иа 20. Продолжительность подъема температуры до конечной (10 С) 90 мин, Стоянка на конечной температуре 120 мин. Расход электроэнергии на электрохимическую обработку щелока составляет 10 Вт. Концентрация активной щелочи 30 г/л ед. МазО, Расход катализатора-переносчика - железосинеродистого калия - 0,1% к массе абсолютно сухой древесины.В табл. 1 приведены результаты варки целлюлозы по предлагаемому способу в сравнении с натронным и сульфатным. Способ получения целлюлозы Способ получения целлюлозы777120 Т а блица 3 Способ получения целлюлозы Показатель предлагаемый натронный сульфатныи 8800 6200 Разрывная длина, м 7900 Сопротивление излому, число двойных перегибов 2700 2500 Сопротивление продавливанию, кПа 470 490 280 Составитель А. Моносов Корректор В. Ахрем Техред И. Заболотиова Редактор Г. Бельская Заказ 2702/7 Изд.591 Тираж 431 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4(5 Типография, пр. Сапунова, 2 Как видно из приведенных примеров, выход целлюлозы, полученной по предлагаемому способу, в среднем на 3 - 4% выше выхода целлюлозы по способу - прототипу и на 4 - 5% - по натронному способу.Применение добавок железосинеродистого калия К,Ге(СИ) а к варочному щелоку менее 0,1% к абсолютно сухой древесине ухудшает выход целевого продукта вследствие недостаточной концентрации катализатора-переносчика в зоне реакции, а Расчеты показывают, что только за счет снижения расхода электроэнергии на оми-. ческие потери, при создании оптимальных условий регенерации катализатора-переносчика в предлагаемом способе обеспечивается снижение себестоимости одной тонны целлюлозы на 2 - 2,5 руб,Кроме того, снижение себестоимости обеспечивается за счет увеличения выхода целлюлозы и снижения расхода сырья. Формула изобретения1. Способ получения натронной целлюлозы путем обработки исходного целлюлозосодержащего растительного сырья варочным раствором каустической соды при повышенной температуре с одновременным увеличение добавок более 5 оо к абсолютно сухой древесине не приводит к заметному улучшению селективности варочного процесса и в то же время может вызвать за труднения в системе регенерации химикатов,В табл. 3 приведены показатели механической прочности полученных целлюлоз при одинаковой степени делигнификации (20 ед.10 Каппа) . пропусканием электрического тока черезреакционную массу, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения выхода целе 15 вого продукта и сокращения энергетическихзатрат, обработку сырья варочным раствором проводят в присутствии железосинеродистого калия,2, Способ по и. 1, отл и ч а ю щи й с я20 тем, что железосинеродистый калий используют в количестве 0,1 - 5% от массы абсолютно сухого сырья.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе25 1, Непенин Ю. Н, Технология целлюлозы,т. 11. М., Гослесбумиздат, 1965, с. 48 - 60.2. Авторское свидетельство СССР418105, кл. Р 21 С 3/02, 1971 (прототип).