Способ получения целлюлозного волокнистого полуфабриката

п 1 604887 ыз Сааетскнх ациааистически Республик) 2357280,ки ственный каинтет 23) Приоритет43) Опубликовано 30.04.78, Бюллетен ас нстрад ГГСР и:нбретениймрытнр Садата ЧЙО аеад 3) У 6,1.022,188,8) 45) Дата опубликован описания 03,0 2) Авторы изобретен, Гермер, Ю. Г. Бутко и И, Д, Майоров инградский технологический институт целлюлозно-бумажнопромышленности) Заявите 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ВОЛОКНИСТОГ ПОЛУФАБРИКАТАПредлагае торных услов ирующих обр посредством вительной ( щим агентом персульфат к со 5 опробован в лаборакачестве веществ, инициие свободных радикалов я окислительно-восстаносистемы с сульфируючного раствора, выбраны хлорат калия. ыи спо иях. В азован оздани едоксваро алия и Прим Провод осиновых серии ра твора 4,0 одинаковь лия (К,Я хлорат к псходног 1 серия варок:Содержание всего 50, в ном растворе 3,0 г/дл.Подъем температуры от 90 Стоянка на конечной те 0,15 и 30 мин.Результаты 1 серии вар табл. 1. ходном вар о 175 С 120 мин пературе 175 к приведены в Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно,к области получения волокнистого целлюлозного полуфабриката путем варки древесины или другого лигноцеллюлозного сырья сульфитными способами.Ивестен способ получения целлюлозного волокнистого полуфабриката путем варки исходного целлюлозосодержащего растительного сырья с оульфитным варочным раствором, например бисульфитным, в присутствии добавок, ускоряющих процесс делигнификации целлюлозы, в котором в качестве добавок используют вещества в количестве 0,01 - 0,1 г моль/л исходного варочного раствора, приводящие к образованию радикалов.Недостатком известного способа является невысокая интенсификация процесса.Цель предлагаемого изобретения - интенсификация процесса.Это достигается за счет создания окислительно-восстановительной системы между сульфирующим агентом варочного раствора и вводимой добавкой. В качестве добавки используют хлорат калия или персульфат калия. е р 1. Бисульфитные варки.ят две серии бисульфитных варок опилок. Условия варок в каждой личные, кроме рНеа исходного раси жидкостного модуля варки 5; 1, х в обеих сериях, Персульфат каОд) берут в количестве 0,03 моль/л, лия (КС 10,) в количестве 0,01 моль/л варочного раствора.604887 Та блица 1 Варка прн продолжительности стоянки на конечной температуре 15 С,мин 15 30 Показатели с добавкой без добавки (3)с добавкой (За) с добавкой КСО (2 а) без без добавки (1)(2 б) 37,0 28,1 37,6 22,1 51,5 53,1 Степень делнгнифнкацни целлюлозы, число Кап- па 64,6 52,5 51,3 53,7 44,9 58,1 70,9 60,0 Выход ов от а. с. дре- весины Анализы щелоков Весь ЯОгф, г/дл 0,99 0,88 1,07 1,22 0,56 1,57 2,10 0,01 0,02 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,59 вв 0,23 0,34 0,62 0,21 0,57 вв 0,15 П р и м е ч а н и е. ф По окончании варки сдувку не производят.фф Повышенное содержание сульфата в основном вызвано его образованием из добавленного персульфата калия, а не усилением разложения нарочного раствора. 11 серия варок, Содержание всего ЯОг в исходномном растворе 5,0 г/дл, Подъем температуры от 80 до 105 Снитка на 105 С за 160 мин. варочи проТа блица 2 Варка прн продолжительности стоянки на конечной температуреПоказатели Варка прн продолжительности 155 С,стоянки на конечной температуре, мин 70 40 Показатели с добавкой КвЯгОв (5 а) с добавкой КгЯ,О (4 а) без добавки (5)36,9 56,6 58,4 65,4 Степень делигнификации целлюлозы, число Каппа 56,2 66,5 65,6 76,4 Выход % от а, с, древесиныАнализы щелоковВесь ЯОг, г/дл 3,13 4,03 0,02 0,02 0,01 0,02 0,02 0,03 0,00 0,01 0,14 0,64 0,58 0,14 4 а; 5 а - заметно ниже, чем в соответствующих им варках без добавок этих веществ (варки 1, 2, 3, 4 и 5) при одинаковой продолжительности и прочих условиях варки. Результаты, представленные в табл, 1 и 2, показывают, что создание радикалинициирующей окислительно-восстановительной системы сульфирующий агент - персульфат (или хлорат) в условиях бисульфитной варки при водит к заметному ее ускорению.Это видно из того, что степень делигнификации целлюлозы при варке с добавками персульфата или хлората (варки 1 а; 2 а; 2 б; За -Несмотря на значительное различие в режимах бисульфитных варок двух серий эффект ускорения имеет место наблюдения обеих сериях,ЯгОз Ьед ЯОг, г/дл ЯпО Ьед ЯОг/дл Я 04 Ьед ЯОг/дл ЯгОа Ьед ЯОв, г/дл Яп 06 Ьед ЯОв, г/дл ЯО Ьед ЯОг/дл Подъем температуры от 105 до 155 С за б 0 мин. Стоянка на 155 С за 40 и 70 мин, Результаты 11-й серии варок приведены в5 табл, 2,с добавкой К,8,О, без без добавки добавки 38,1 47,8 57,0 64,9 Степень делигнификации целлюлозы, число Каппа 51,2 57,1 68,1 80,5 Выход, оо от а. с. древесиныВесь ЯОг/длЯОз Ьед БО, г/дл806 Ьед БО,. г/дл304 Ьед БОг/дл 1,41 2,33 2,43 2,68 0,02 0,02 0,02 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 0,54 ф 0,10 0,09 Примечание: ф Данная продолжительность варки соответствует окончанию ее по достижении температуры 144 С. ф" См. примечание к табл, 1,5Широк также и диапазон степени делигнификации целлюлозы, при котором проявляется эффект ускорения бисульфитной варки предлагаемым способом - от 65 до 22 единиц числа Каппа (см. табл. 1 и 2),Из табл. 1 (варки 2, 2 а, 2 б) видно, что хлорат калия в три раза более эффективен, чем персульфат, так,как одинаковая степень ускорения варок 2 а и 2 б по сравнению с варкой 2 достигается при в три раза меньшем количестве хлората (0,01 моль/л) по сравненению с персульфатом (0,03 моль/л). Количество хлората калия, показавшее заметное ускорение делигнификации в 2 - 6 раз меньше, чем в примерах к способу-аналогу. Количество персульфата практически не превышает наименьшую величину добавок, использованных в примерах к известному способу. Сравнение продолжительности стоянки на конечной температуре при варках 4 а и 5 (см. табл. 2), приводящих к получению целлюлозы практически одинаковой степени провара (число Каппа 58,4 и 56,6) показывает, что указанная добавка персульфата приводит к ускорению делигнификации в 1,75 раза. Определение продолжительности варки целлюлозы с числом Каппа 36,9 без добавки персульфата (ср. с варкой 5 а) путем интерполяции имеющихся данных показало, что добавка персульфата при получении целлюлозы этой степени делигнификации (провара) сокращает продолжительность варки на,конечной температуре в два раза,Указанные величины ускорения бисульфитной варки фактически равны ускорению, полученному при использовании в,качестве добавок хлорного железа и сернокислой меди в способе, развитием, которого является данный способ. Однако количество добавляемого при этом персульфата в два раза (а хлората в 6 раз) ниже, чем количество добавляемой се 7 нокислой меди. Специальное исследование показало, чтостепень и вид измельчения древесного материала весьма существенно влияет на величину ускорения всех типов сульфитных варок 5 (сульфитной, бисульфитной и др.) при усилении радикального механизма делигнификации, будучи заметно ниже при варках опилок. С учетом этого факта следует ожидать, что использование окислительно-восстанови тельных систем с участием персульфата иособенно хлората при варках щепы покажет еще больший эффект ускорения, чем в приведенных примерах, в которых варке подвергались опилки. Из табл. 1 и 2 видно, что добавка веществне приводит к вредному для варки образованию тиосульфата и политионатов. Увеличение содержания сульфатионов, являющихся 20 инертными к варочному процессу, так как сами по себе они не обладают ни окислитель- ными, ни восстановительными свойствами, происходит, главным образом, за счет реакции 2 из персульфата. Содержание всего 502 25 в отработанных щелоках всех варок с добавками достаточно высоко, что обуславливает нормальное проведение варочного процесса не только в начальный и средний период, но также и на завершающей стадии.30 Пр и м е р 3. Сульфитные (кислые бисульфитные) варки,Условия варки: добавка КгЬОа 0,03 моль/л;древесное сырье - осиновые опилки; содер жание всего и связанного 50, в варочномрастворе соответственно 5,0 г/дл и 1,0 г/дл; рН 2 ю исходного раствора 1,51; жидкостной модуль варки 5: 1; подъем температуры от 80 до 105 С - 40 мин, пропитка на 105 С - 40 120 мин, подъем от 105 до 155 С - 60 минКорректор А. Степанова Редактор Л. Герасимова Заказ 1371/6 Изд.423 Тираж 568 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Из табл. 3 видно, что и при сульфитных варках создание в варочном растворе окислительно-восстановительной системы, приводящей к образованию радикалов вследствие добавки окислителя (персульфата калия), также приводит к заметному ускорению делигнификации.Указанные в примерах концентрации окислителей, приводящих к образованию радикалобразующей окислительно - восстановительной системы, не являются оптимальными, Оптимизация их концентрации, а также подбор других окислителей, обладающих вышеуказанными свойствами при взаимодействии с сульфирующими агентами, позволяет получить значительно больший эффект интенсифпкации сульфитных и бисульфитныхварок целлюлозы. Формула изобретения5 Способ получения целлюлозного волокнистого полуфабриката по авт. св.503966,отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет создания окислительно-восстановительной системы между10 сульфирующим агентом варочного раствораи вводимой до 5 авкой, в качестве добавки используют хлорат калия или персульфат калия.Источники информации,15 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР503966,кл. Р 21 С 3/06, 1974.