Способ получения вискозной целлюлозы

Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 20,02.81 Государственный комитет ио делам изобретений и открытий(71) Заявители Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности В Н ПОБУМПРОМ и Научно-производственное объединение гидролизной промышленности НПО Гидролизпром(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИСКОЗНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 1 2Изобретение относится к области получения волокнистых полуфабрикатов, преимущественно из лиственных пород древесины, и касается производства вискозной сульфитной целлюлозы различного назначения.Известны способы получения вискозной целлюлозы путем одноступенчатой кисло- щелочной варки целлюлозосодержащегосырья 11.Недостатком этих способов является малая степень использования присутствующих в древесине гемицеллюлоз. Редуцирующие органические вещества (РВ), переходящие в щелок вследствие гидролиза углеводных компонентов древесины, при варке одноступенчатым способом используются для производства этилового спирта и/или кормовых дрожжей. Степень использования углеводов доходит в этом случае максимум до 50%При кисло-щелочных способах варки перешедшие в раствор углеводы не используются, щелока снижаются.Известен двухступенчатый способ получения целлюлозы для химической переработки, заключающийся в том, что на первой ступени используют сульфит-бисульфитный варочный раствор с рН 2 и ниже при температуре 100 - 110 С до достаточно высокой степени сульфирования лигнина. После достижения такой степени сульфирования лигнина проводят оттяжку из котла всей свободно стекающей жидкости, Затем в котел закачивают водный раствор 5 30 а и вторую ступень варки проводят сэтим раствором при конечной температуре 135 - 155 С. Описываемый способ позволяет вести процесс сульфитной варки избирательно, приводит к повышению содержания 10 редуцирующих органических веществ (РВ)в щелоках на 20% по сравнению с одно.ступенчатой варкой 2.Однако этот способ не позволяет повысить эффективность процесса из-за высоко го содержания в отработанных щелокахлигнина и минеральных веществ. Поэтому эти щелока не могут быть применены для выработки пищевого препарата ксилита и других многоатомных спиртов.ЦУль изобретения - повысить эффективность процесса. Эта цель достигается тем, что перед сульфитной варкой исходное целлюлозосодержащее сырье подвергают предварительной обработке водным раст вором ЯО, концентрацией 2 - 7% при температуре 100 в 1 С, сульфитную варку проводят сульфит-бисульфитным раствором при рН 5,0 - 6,5 при температуре 150 - 170 С, а последующую обработку 30 водным раствором 30, осуществляют приконцентрации после него 5 - 8/ и температуре 145 - 165 С.Сущность способа заключается в следующем. Целлюлозосодержащее сырье - щепу, преимущественно из лиственной древесины, подвергают обработке водным раствором 30, концентрацией 2 7/, при температуре 100 в 1 С, в течение 30 - 90 минут. Получаемый при этом щелок:имеет высокое содержание редуцирующих веществ и минимальное содержание лигнина и минеральных веществ. В зависимости от вы. бранной температуры и продолжительнос. ти обработки содержание редуцирующих веществ в щелоке составляет 3,0 - 57 о, т. е. в раствор переходит 55 - 85 от гемицеллюлоз, содержащихся в древесине; лигнина при этом растворяется 25 - 30 от исходного содержания в древесине. Щелок от первой ступени оттягивают и после отдувки избыточного 50, направляемого в регенерацию, используют для переработки растворенных углеводов в соответствующие мнопоатомные спирты, например, в ксилит,Предгидролизованную щепу далее, без промежуточной промывки, обрабатывают сульфит-бисульфитным раствором с рН 5,0 - 6,5 с содержанием ЯО 6 - 6,5 при температуре 150 в 1 в течение 3 - 5 час.Указанные условия являются оптимальными для сульфирования конденсированного лигнина. Отработанный щелок от второй ступени обработки, после доукрепления по 50 и рН, может использоваться многократно, Полученный промежуточный продукт далее обрабатывают водным раствором 80 ь концентрацией 5 - 8/в, ври температуре 145 в 1 С в течение 1 - 2 часов. При этом происходит растворение законденсированного лигнина.Щелок после третьей ступени, освобожденный отдувкой от избыточного 50 направляемого на регенерацию, может быть сгущен и использован, например, для получения литейных концентратов.Пример 1.45 г воздушно-сухой березовой щепы заливают водным раствором 50, концентрацией,3,5/ при модуле 1:5. Осуществляют предварительную принудительную ар опитку. Затем поднимают температуру до 120 С и выдерживают при этой температуре 0,5 часа, При этом растворяетсяе 25 лигнина и 78, гемицеллюлоз от исходного содержания их в древесине. Отработанный щелок в количестве 130 мл с содержанием 50, 1,7 /, и содержанием редуцирующих веществ (РВ) 4,0 после отдувки передают для утилизации углеводной части, Твердый остаток, щепу, заливают 130 мл сульфит-бисульфитного,раствора с рН 6,0 и содержанием вс, 80 6,8/с, за 2 часа осуществляют подъем температуры до 155 С и выдерживают при этой температуре 4 часа, третью ступень варки проводят с водным 5 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 раствором 50 при температуре 145 С в течение 1 часа. Выход небеленой целлюлозы - 46/ степень делигнификации 80 п. е., вязкость 100 мПа, непровара нет.Пример 2.130 г воздушно-сухой щепы помещают в автоклав, заливают водным раствором 80, с концентрацией 3,8 /, при модуле 1: 5, осуществляют принудительную предварительную пропитку, производят подъем температуры до 120 С за 90 минут, выдерживают при этой температуре 30 минут. Отбирают отработанный щелок, содержание 80, в котором 1 8, содержание редуцирующих веществ (РВ) 4,8%,и передают его для утилизации углеводной части. При этом растворилось 28 лигнина и 88 гемицеллюлоз от начального содержания их в древесине.Твердый остаток - щепу заливают сульфит-бисульфитным раствором, содержащим 6,3/, вс. 50 ъ, рН = 6,О и варят 4 часа при температуре 155,С. Этот раствор сливают и после донасыщения ЯО, и доведения рН до 6,2 используют для следующей варки.Третью ступень проводят с водяным раствором БО, концентрацией 6,954, при температуре 138 С в течение 1 часа.Выход небеленой, целлюлозы составляет 45,5, степень делигнификации 90 и. е., вязкость ЗОО мПа, содержание а-целлюлозы 87,2%.После отбелки с проведением горячего облагораживания при расходе щелочи 5,7 и 9/ц и абс. сух. волокну получены образцы вискозной целлюлозы различных марок. В табл, 1 сопоставлены условия варки, в табл. 2 - состав получаемых щелоков, в табл. 3 - качественные показатели небеленой и беленой целлюлозы.Поскольку целевой продукт предлагаемого способа - вискозная целлюлоза, показатели которой должны быть ниже производной по известному способу ацетатной целлюлозы, то для сравнения в табл. 3 при. ведены показатели ГОСТ 5982-75 на вискозную,целлюлозу.Как следует из приведенных в табл. 1 - 3 данных, выход получаемого по предлагаемому способу конечного продукта - вискозной целлюлозы не снижается, его показатели качества находятся в сответствии с требованиями ГОСТа 5939-75, а реакционная способность к вискозообразованию выше; при этом щелока, полученные после варки по предлагаемому способу, имеют значительно меньшее содержание лигнина и минеральных веществ, при более высоком содержании редуцирующих веществ (РВ), чем щелока, полученные после варки по известному способу. Низкое содержание лигнина и минеральных веществ делают возможным использовать щелока от первой794101 Составитель А. Моносов Редактор О. Иванова Техред А. Кмышникова Корректор И. Оснновская Заказ 1758/135 Изд.124 Тираж 430 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Тип, Харьк. фил, пред. Патент ности процесса, перед варкой исходное целлюлозосодержащее сырье подвергают дредварительной обработке водным раствором ЯО концентрацией 2 - 7% при температуре 100 в 1 С, варку проводят сульфит-бисульфитным раствором при рн 5,0 - 6,5, температуре 150 - 170 С, а последующую обработку водным раствором 302 осуществляют при концентрации последнего 5 - 8% и температуре И 5 - 165 С. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 5 1. Обзор Целлюлоза для химическойпереработки, М., Лесная промышленность, 1970, с, 22 - 25,2. Авторское свидетельство СССР10 Мв 253042, кл. Р 21 С 3/26, 1967 (прототип).794101 ТаблицаУсловия проведения варки известного и предлагаемого способов 11 ступень, Состав нспользу. емого раствора ОС/ О 11 ступеньСостав использу.емого раствора 1 ступень Состав используемого раствора.нет н/б155 Таблица 2 Состав щелоков, используемых для утилизации растворенных гемицеллюлозСостав щелока состав сухого остатка содержание редуцируемых веществ (РВ) в % Способ получениязольностьсухого остатка, % 0,20 - 0,27 75 - 80 до 10 12 - 18 0,2 - 0,3 120 Р 1 звестныйПредлагаемый 3,44 - 4,17 3,0 - 5,0 40 - 60 нет Таблица 3 Сопоставление показателей качества небеленой целлюлозы и показателей качества готовой продукции,полученных по известному и предлагаемому способамПоказатели качества готовой продукции Параметры отбелкиПоказатели качества небеленой целлюлозы Ю сбомоОО с 3йо,моооЭио. /л" ,ой йма,Б СпособО Л о М йо фч о о О д ао аоМ оо оЩ ааоо аЙФо х м 12 - 114 ИзвестныйПредлагаемый ОО/11 300 в 5 200 в 5 40 43 - 44 43 - 46 30 95,3 до 89до 87,5 70/11 70/11 70/11 91,1 91,8 - 92,1 92,8 - 93,1 19 - 21 24 - 26 29 - 30 50 - 100 5 7 9 20 22 23 ТребованияГОСТ 5982 - 7 х 24 5 ч,5 /24,0+ 2,5 8 О/ 29,0 93,0 24,0 92,0 90/11 90,0 22,5.2,5 80/11 19,0 фор мула изобретения ступени для производства пищевого продукта - ксилит а.Следовательно, предлагаемый способ позволяет полнее использовать вещества, содержащиеся в древесине, что повышает эффективность процесса получения вискознои целлюлозы в целом,Способ получения вискозной целлюлозыпутем сульфитной варки целлюлозосодер жащего сырья и последующей обработкиводным раствором 802, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективмарка 1 марка 2 марка 3 Я а Ъ 63 а о 2 Ообщее со-держаниесухих в-в,г/л РМ йХо о