Способ получения волокнистого целлюлозосодержащего полуфабриката

О П И С А Н И Е Союз Советских Социалистических Республиколнительное н авт. свид-в 6 За 4,05.76(21) 2363942/2 М, К22 с присоединением зая оврдаротаввнна ноантатСоввта Мнннвтров СССРао ааааа явоврвтвнвйн атнрцтяй(72) Авторы изобретения Зайце дракин, Б.Е, Фомин, А.Ни С П Уткин вдокимов В,В юзно аучно-про бумажной водственное объединение целлюлознромышленности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ЛОЗОСОПЕРЖИЦЕГО ОЛУФАБРИКА породНедго, ч4 ассо Однакроводит нный процесс не уда статочно интенсивно Изобретение относится к способуполучения волокнистого целлюлозосодержащего полуфабриката и может бытьиспользовано в целлюлозно-бумажной промьпапенности при производстве целлюлозы, 5предназначенной для изготовления различных видов бумаги и для химическойпереработки,Известен способ получения волокнистого целлюлозосодержащего полуфабрика- т 0та путем окисления лигнина кислородомв щелочной среде й выделение при этомцеллюлозы из древесины хвойных и лиственных породпроводится при повышенномдавлении кислорода и температуре. При 15этом газообразный кислород, находящнйся в реакторе, растворяется в растворе едкого натра, кальцинированной соды, бикарбоната натрия, содо-поташнойсмеси, контактирует с древесиной, вслед-.ствие чего происходит окисление моле"кул лигнина и их растворение в щелочном растворе (11 .Процесс окисления лигнина кислородом происходит весьма интенсивно, что 25приводит к уменьшению содержания киса в варочном растворе,остатком этого способа является.то не обеспечивает интенсивныйбмен килорода в волокнистой суспензии, вследствие чего провар древе. сины неоднороден и получают целлюлозу недостаточного высокого качества, Лимитирующей стадией кислородной де" лигнификации является внутренний массобмен растворенного в древеснне кислорода, Следует отметить, что скорость диффузии в древесине кислорода значительно ниже скорости диффузии щелочного реагента.При плохом контакте с кислородом наблюдается явление щелочной конденсации лигнина что в конечном итоге приводит к получению значительного количества непровара. Из-за неудовлетво" рительных условий массообмена кислорода значение величин техйологических параметров обработки и, в частности, давление кислорода весьма высоки,Известен также способ получения волокнистого целлюлозбсодержащего :полуфабрнката путем обработки исходно го целлюлозосодержащего сырья щелочными реагентами в среде кислородсодержащего газа при повышенной температуре и давлении с аэрированием варочногоаствора 21поЛучать целлюлозу с высокими качественными характеристиками.Цель изобретения - интенсификация процесса и улучшение качества целевого продукта.Для этого аэрирование осуществляют, до достижения сульфитного числа варочного раствора 1,5-3,0 и кратности циркуляции жидкости, содержащейся в варочном растворе, 10-100 об./час.Способ осуществляют следующим образом. Исходную или предварительно обработанную измельченную древесину помещают в варочный реактор, вводят щелочной раствор и подают кислородсодержащий газ, температуру в реакторе 18 эа 45-60 мин повышают до 100-170 С и выдерживают при максимальйои температуре до получения необходимого по качеству продукта, При этом ведут 10- 100-кратную циркуляцию варочной жид кости и кислорода в час, которая может быть осуществлена, как в самом реакторе, так и вне варочного реактора, Процесс проводят до достижения сульФитного числа 1,5-3,0. 25П р и м е р 1. Проводят варку щепы иэ древесины лиственницы. На первой ступени проводят обработку щепы раствором едкого натра концентрацией 4 при жидкостном модуле 5:1, Подъем температуры до 170 Ссоставляет 2 часа, продолжительность варки при этой температуре 30 мин, По окончании обработки раствор сливают, щепу промывают и .подвергают полумассному размо- " 88 лу в дисковом рафинере. Полученную массу загружают в реактор с турбоаэраТорОм, мешалкой и электрообогревом, заливают раствор кальцинированной соды концентрацией 0,9, подают газообразный кислород до давления 9 кг/см. За 60 мин температуру повышают до 140 СОсновные параметры варки и качественные показатели целлюлозы даны в табл. 1.Для сравнения приведены данные по двухступенчатому процессу получения целлюлозы из древесины лиственницы по аналогичному режиму без применения аэрирования, а также по двухступенчатому процессу получения целлюлозы из 60 древесины западной тсуги (прототип).Данные представленные в табл. 1,покаэывают, что при сравнимых параыетрах процесса предлагаемый способ характеризуется более высокой интенсивностью делигнификации.Это видно по сокращению времени обработки с 60 до 20 мин по сравнению с известным способом при одинаковом выходе отсортированной целлюлозы (42,8 и 42,2), имеющей одинаковую белизну.П р и м е р 2. В качестве волокнистого сырьяиспользуют щепу древесины лиственницы. Первую ступень проводят с раствором едкого натра концентрацией 4,0, при жидкостном модуле 5:1 в автоклаве, обогреваемом с помощью электрообогрева. Повышение температуры до 170 С осуществляют за 90 мин. По истечении 60 мин варки щелочной раствор сливают, а щепу размалывают в дисковом рафинере. Полученную массу загружают в реактор, снабженный мешалкой и выносным турбоаэратором, заливают раствором едкого натра концентрацией .0,3, подают кислород.За .40 мин повышают температуру до 130 С. Основные паораметды варки целлюлозы и качественные показатели ее приведены в табл. 2,Из данных табл. 2 следует, что по предлагаемому способу возрастает интенсивность процесса делигнификации, улучшается качество целлюлозы, и в частности, повышаетсяее выход с 42,2 до 44,9.По предлагаемому способу наблюдает ся также достижение одинаковых или превышающих качественных показателей целлюлозы при сниженном давлении кислорода (8 против 12 кг/см ), уменьшенных значениях расхода щелочного реагента и при более низкой температуре (130 вместо 140 С) по сравнению с делигнификацией известным способомТаким образом, реализация предлагаемого способа, проводимого с аэрированием варочной жидкости кислород- содержащим газом в варочном аппарате или вне него додостижения сульфитного числа 1,5-3,0.и с кратностью циркуляции 10-100 объемов жидкости в час по сравнению с процессом получения кислородно-щелочной целлюлозы известным способом, обеспечивает интенсификацию варочного процесса, а также улучшает качество целевого продукта.598991 Пок 1 ступе Расхо На О елочи, ед.абсид сухой дресине 15 ая,ратура мак 70,Время обработки при 170 фС мин 5идкостный -модульыход после 1 ступениодержание лигнина,% 4,2 1 у 9 11 ступе асход йаСОз, ед к абс. сухой д 2 Оесине 0,5 8 0 20 20 ф 1 Жидкостный 3,Мене исл 100 ратность циркуляции, об/ча Температ мя обработки при максимальной температуре, ми 60 Древ онечныйй тсуги 635 Выход целлюлозы, древесине исх 2 и непровара,евесине ы 7,3 Суммарный выход, Ъ древесине Содержание лигнина целлюлозе, Ъ598991 Таблица 2 Способ Показатели предлагаемый известный без аэрации Г ступень 15,5 20 16,5 5:1 170 10 г 1170 5:1170 Время обработки, мин. 60 60 60 Выход после 1 ступени,% 52,3 52,3 Содержание .игнина, % 19,2 19,2 Б с пень 4,5 20:1 201 130 140 130 70 60 70 Менее 1,5 9 2,050 6,40 Щэнечный рН щелока 5,90 44,9 42,2 37,.3 2,5 1,2 6,3 47,4 43,4 43,6 7,3 РОЗ 1,8 1,0 32,9 45,3 44,1 изобретения формула;Способ получения волокнистого целлюдозосодержащего поЛуфабриката путем Обработки исходного целлюлозосодержаще го сырья щелочными реагентами в среде кислородсодержащего газа при повышенной температуре и.давленин с аэрнрованием варочного раствора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации,процесса и улучшения качества целевого продукта, аэриро-.цНИИПИ Заказ 1357/24 Источники информации, принятые вовнимание прн экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР9 487971, М. Кл . Д 21 С 3/00, 973,2, Патент Японии 9 215, М.Кл.39 А 42,1973.Тираж 497 Подписное филиал ППП Патент., г.ужгород, ул.Проектная,4 Расход щелочи ед. Иа О к абс.сухой древесине жидкостный модульТемпература обработки, С Расход МаОед. фаО к, абс.сухой древесинеИвдкостный модуль Температура варки максималь,ная, фСПродолжительность варки примаксимальной температуре,мин. 2 Давление кислорода, кг/см .Суммарный выход, Ъ к исходной цревесинеСодержание лигнина в целлюлозе, В Белизна целлюлозы, .В белого ванне осуществляют до достижения сульфитного числа варочного раствора равного 1,5-3,0 и кратности циркуляциижидкости, содержащейся в варочном растворе 10-100 об/час