Способ обработки целлюлозной массы

Союз Советских Социалистических Республик(31) 4251/72 (33) Ш О 21 С 9/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Иностранная фирма(54). СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ МАССЫ Изобретение относится к способуобработки целлюлозной массы и можетнайти применение в целлюлозно-бумажной промашленности.5Известен способ обработки целлюлозной массы путем ее варки, промывки,отработанным отбельным раствором, пропнтки щелочью в присутствии ингибито-ров окисления целлюлозы и отбелкикислородом 11.Недостатком данного способа является невысокое качеСтво обработаннойцеллюлозной массы,Цель изобретения - уулчшение качества целлюлозной массы.Цель досткгается тем, что целлюлозную массу, полученную путем варки,промывки отработанным отбельным раствором, пропитки щелочью в присутствии ингибиторов окисления целлюлозыи отбелки кислородом, на стадии .пропитки подвергают избыточному давлению равному 3-30 кг/см.В предлагаемом способе можно при"менять щелочной, нейтральный или кислый процессы варки целлюлозы с варочными щелоками, содержащими натрийв качестве главного металлическогокатиона, Примерами таких процессов являются кислые сульфитные варочные,процессы, нейтральные сульфитныеварочные процессы, щелочные сульфитные варочные процессы, многоступенчатые варочные процессы по сульфитномуметоду, а тйкж 9 варочные процессысульфатные, полисульфидные, содоваяварка (с одним натрием), кислородщелочная варка и кислороднобикарбонатная. Способ также включает получениемассы по непрерывному способу варкидревесины, находящейся под избыточнымдавлением от большей части варочногощелока, путем вытеснения его отбельнымраствором из стадии кислородногаэовой отбелки, после чего массу, находящуюся все еще под избыточным давлением, импрегнируют химикалиями, необходиьыми для кислородно-газовой отбелки. Стадию импрегнирования проводят в двух зонах таким образом, чтоводетй раствор, содержащий ионй магния, например сернокислый магний,хларистый магний, ацетат магния и комплексные магниевые соли, вводят в первую зону а во вторую зону - растворщелочной с такой величиной рН, чтопроисходит осажпение труднораствори"алых магниевых соединениЯ, например, 847932гидроокиси и карбоната магния. Особенно целесообразно вводить в первую зону отработанный раствор, содержащий ионы магния и дополнять его добавлением, например, сульфата, карбоната или окиси магния. Когда применяют трудно растворимые ссди магния тоР они должны быть в контакте с отработанным отбельным раствором в течение периода времени, достаточного для достижения почти полного растворенияцо подачи отработанногораство ра, содержащего окись магния,. в зону импрегнироваиия, Время контакта также зависит от размера частиц солей и эффективности смеси, причем достаточное время контакта составляет 5- 15 60 мин. Обушю загрузку магниевых солей лучше регулировать так, чтобы общее количество магния в растворенном и осажденном состоянии, оставшееся в массе после конечного импрегнирования, 2 О составляло 0,05-1, лучше 0,05-0,3, считая на МдО и сухой вес массы. Целесообразно выбирать условия во время импрегнирования таким, чтобы часть магниэиального содержимого находилась в осажденном состоянии, например в виде гидроокиси, а часть в растворенном виде, лучше в виде комплексных магниевых соединений и комплекс связан с органическими жидкостями типа гидрооксикислот и кислот, содержа- ЗО щих не менее двух карбоксильных групп, присутствующих в отработанной жидкости, Для получения оптимального результата необходимо чтобы после конечной стадии импрегнирования в мас се содержалось растворимой магнезиальной соли не менее 0,03, лучше 0,05-0,1 вес,% М 90, считая на сухую маСсу. На первой стадии импрегнирования большая часть магнезигльного 4 р содержания, а лучше все содержание должно находиться в растворенной форме для того, чтобы масса была равномерно импрегнирована и получен оптимальный эффект в стадии кислородной отбелки. В некоторых случаях целесообразно добавлять в отработанный отбельный раствор другие комплексообразователи, например, полифосфаты или умеренное количество азотистых поликарбоновых кислот, лучше те, которые дают сравнительйо слабые комплексы с магнием, например амино-диацетилуксусную кислоту или нитрилтриацетилуксусную кислоту и к массам, содержащим кобальт добавлять небольшое количество, на пример 0,1 кг, этилендиамина на тонну массы, Процесс импрегнирования предшествующий стадии промывки, осуществляют известным обраэоь в непрерывно работакщем варочном аппарате или другом известном аппарате, в котором массу промывают под избыточным давлением, например, в диффузорах под давлением. Стадию промывки осуществляют путем вытеснения отработанного варочного щелока отработанным отбельным раствором из стадии кислородно- газовой отбелки, т.е. водным раствором, содержащим отработанную жидкость стадии кислородной отбелки. Этот отработанный отбельный раствор содержит также и другие растворы, например, от проьввки отбеленной кислородом массы конденсаты и другие проьивные жидкости, полученные, например, из стадии промывки, полученных после других стадий отбелки или из регенерации адсорбционных агентов, на которых адсорбированы органические вещества известным образом, Степень ставки массы от варочного щелока регулируют так, чтобы большая часть органических веществ отработанного варочного щело.ка вытеснялась из массы и возвращалась в систему регенерации химикалий или в варочный котел, тогда как меньшую часть, целесообразнее 1-20 кг, лучше 1-10 кг на 100 кг сухой массы, направляют на стадию кислородно-газовой отбелки. Стадию проьивки лучше проводить в нескольких промывочных зонах и отработанную жидкость с большим содержанием сухих веществ, отобранную из первой зоны направляют в систему упаривания и затем в систему сжигания, тогда как отработанная жидкость из последней эоны используется как компонент в варочном щелоке. Отработанные жидкости могут подвергнуты стадии мокрого сжигания, которые производят без предварительного упаривания уже известным способом, Для получения хорсшей экономии тепла целесообразно отиявать отработанный отбельный раствор из массы после газо- кислородной отбелки противоточно, так что в отбельном растворе получается высокое содержание органических ве ществ. Особое преимущество, достигаемое от поддержания избыточного давления во время процесса импрегнирования массы состоит в том, что облегчается транспортировка целлюлозной массы через зоны импрегнирования и в аппарат кислородной отбелки после конечной зоны импрегнирования, Равно мерное отбеливание с меньшим разложением кислых карбонатов достигается при импрегнировании щелочью под давлением. Давление во время импрегнирования равно 3-30 кг/см, лучше 5- 20 кг/см . Температура, при которой варочный щелок выьывается отбельным раствором может быть в пределах 170- 50 фС, вцсокая же температура вызывает быстрое вытеснение варочного щелока. При варке массы щелочным способом, например, сульфатным, лучше подцерживать температуру в пределах 150-80 ОС, тогда более низкие температуры целесообразно применять для варки в кислой среде, например, при варке по сульфитному способу порядка 110-50 С. Те же пределы температур как при вытесненни варочного раствора иэ массы могут быть использованы в зонах импрегнирования. Однако при импрегфнировании щелочью целесообразно пользоваться более низкой температурой"70 ОС. В случае варки в кислой среде целесообразно поддерживать температуру порядка 30-1000 С,лучше 40-60 оС. Стадию импрегнирования, на которой массу обрабатывают водным раствором,содержащим ионы магния, можно успешно осуществлять таким образом, чтобы водный раствор циркулировал через зону импрегнирования и пополнялся до" бавлвнивм магниевых соединений и когда в процессе импрегнирования полу" чается избыток жидкости, то его сбра сывают из циркуляции и подают в пропроцесс прожвки, т,е, для вытеснения варочного щелока из массы. Это осуществляют в отдельной конечной зоне проьввки или путем смваивания избы точной жидкости с отработанным отбельным раствором из стадии кислородно- газовой отбелки. После прохода через зоны импрвгнирования ее подают в реактор для отбелки кислородным газом, Это осуществляют путем выгрузки массы обычным образом иэ варочного котла и отдельных резервуаров, например непрерывно работакщих диффуэоров или т,п где расположена конечная зона импрегнирования, и приведения массы в контакт с окружающим воздухом, после чего массу подают в реактор для отбелки кислородным газом. В качестве щелочи испольэунл Гидроокиси щелочных 35 металлов, например гидроокись натрия, другие щелочно реагирукщие соли щелочных металлов, такие как натриевые соли и их смеси. Особенно подходящими солями являются карбонат натрия, бисульфит натрия, сульфид натрия и 40 гидросульфид натрия. Растворы, содержащие несколько компонентов, например, белый щелок, зеленый щелок и их смесь могут также быть использованы в данном способе. В отнсшении химического 45 баланса системам щелочь целесообразно применять в Форме .белого щелока или смеси белого щелока с едким натрием и/или карбонатом натрия. Если главными компонентами щелочной загрузки явля- р ются едкий натрий и сульфид натрия, то кислродно;-гаэовая отбелка успешно может проводится прн 90-120 ОС. При использовании же зеленого щелока, карбоната и гидрокарбоната натрия теь- пературу поддерживают порядка 100- 140 ОСЕсли применять сульфид или сульфидсодержащие раствоРы и/или зеленый щелок, то целесообразно окислять сульфиды полностью или частично известным приемом на стадии првдвари-. 60 тельной обработки, в результате чего получают этилсульфид и/или сульфат. Стадию предварительной обработки лучше проводить в качестве отдельной стадии, на которой сульфиды окисляют 65 перед контактом сульфидсодержащих растворов с подлежащими отбелке массами, при этом стадия окисления может быть после стадии импрегнирования. Стадия предварительной окислительной обработки дает уменьшение расхода кислорода во время последующей стадии отбвлки. Стадию окисления проводять воздухом или кислородом при атмосферном или избыточнмм давлением. Данную стадию ведут в присутствии в качестве. инициатора перекиси водорода. В систему вместо сульфидсодержащего раствора можно вводить элементарную серу и в комбинации с окислительной обработкой сера в щелочном растворе быстро реагирует с сульфидом с образованием полисульфида. Это особенно целесообразно при применении кислой варки, например, для сульфитных масс. Избыток щелочной импрегнирующвй жидкости целесообразно испольэовать в зоне импрвгнирования в присутствии, щелочи, что обеспечивает равномерность импрегнирования, Избыточную жидкость из этой стадии можно подавать в процесс варки или испольэовать для приготовления свежего варочного щелока путем введения ее на нужной стерви в процессе регенерации химикалий. При производстве сульфатной массы применение белого щелока по желанию сочетают с едким натрием или карбонатом натрия, при этом избыток жидкости можно эффективно испольэовать при варке беэ химической обработки на промежуточной стадии.П р и м е р 1, Сосновую щепу подвергают варке обычным способом в зо" не непрерывно работающего котла для сульфатной варки. Полученную массу с числом Каппа 30 непрерывно подают в зону промывки, разделенную на две эоны А и Б, в которых массу, поступающую иэ зоны варки,. обрабатывают противоточно отбельным раствором.Содерждние сухего вещества в отработанном отбельном растворе сбставляет 1 В, Варочный целок, смешанный с отбвльным раствором, отбирают яз нижней части зоны Б. Отобранную жидкость, составляющую 2 м на тонну массы, возвращают на стадию варки.Отработанжй варочный щелок отбирают из верхней части зоны А и разбавляют вытеснявьий отработанным отбельным раствором. Содержание органической части в жидкости составляет 16. Затем жидкость направляют на стадию упаривания и сжигания, Температуру в зоне провивки поддерживают порядка 130 ОС, а общее время, пребывания массы составляет около 5 ч, Общее количество отработанного отбельного раствораподаваемого в зоны промывки, равно 3 м на тонну массы, Затем массу из эоны промывки направляют в первую зону ймйРвгнирования, где массу импрегнируют циркулирующей жидкостью,847932 Формула изобретения Составитель В. БезбородоваРедактор Е.Дорошенко Техред Н, Келушак Корректор М. Шароши Заказ 5555/89 Тираж 407 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 содержащей главным образом отработанный отбельный раствор, но содержащий также некоторый процент отрабо-.танного варочного щелока, сопровождающего массу в зону импрегнирования, вкоторую пропускают около 30 кг на тонну массы растворенных органических,.веществ варочного раствора. ЦиркулиРукщую жидкость пропускают через буферный реэевуар и здесь смешивают ссульфитом магния, растворенным вциркулирующей жидкости. Полученныйраствор закачивают в зону импрегнирования и вытесненный раствор удаляют по трубопроводу и возвращаютв буферный резервуар. Избыток раствора удаляют по трубопроводу. Количество загружаемого магния, считая наМ 90, составляет 2 кг на тонну сухоймассу. Температура в зоне импрегнирования 110 оС и концентрация массы 15,а время пребывания 60 мин, Массу рав Ономерно передают из зоны импрегнирования в другую зону импрегнирования,где массу обрабатывают щелочью, растворенной в растворе, содержащемглавным образом отработанный отбельный раствор, полученный на стадиикислородно-газовой отбелки. Щвлочьзагружают в виде 35-ного едкого натрия в буферный раствор в количестве 25 кг едкого натрия на тонну сухой массы. Разбавленный раствор,полученный в буферном резервуаре подают в зону импрегнирования, а вытесняемую из зоны жидкость возвращают в резервуар и пополняют едкимнатрием, Температуру в зоне импрег -нирования подцерживают 95 ОС, концент"рацию массы 15 и время пребывания взоне 60 мин. Избыток жидкости удаляют по трубопроводу и используютдля вытеснения отработанного варочного щелока из массы или для приготовления варочного щелока. Отработанную целлюлоэную массу выгружают иззоны импрегнирования под собственнымдавлением в реактор для кислородногазовой отбвлки. Массу обрабатываютв реакторе кислородом под парциаль,ным давлением 4 кг/см 30 мин при2 1000 С, Отбеленную массу проьывают водой противоточно дпя извлечения отработанного отбвльного раствора, который непрерывно возвращают в про.; цесс. После прохода через эту стадию отбелки получают массу с числом Каппа 14 и степень белезны 44 по 5 САМ, что соответствует снижению числа Каппа на две единицы и увеличению степени белеэны на 4 в сравнении с обычной отбелкой с такой же загрузкой щелочи.П р и м е р 2. Варку массы прово-, дят до такого жв числа Каппа, как в примере 1, и обработку ведут аналогичным образом, за исключением того, что вместо едкого натрия используют белый щелок с сульфидностью 35. Количество загруженной щелочи вычисляют по кислотному титрованию до рН 10. Загруженную щелочь вычисляют как МаОН, хотя сульфид и карбонат также входят как активные химические компоненты, Белый шелок содержит щелочь, считая на МаОН, 130 г на литр. Для поучения такого же числа Каппа, как при загрузке 25 кг МаОН, на тонну массы, загрузку увеличивают до 28 кг МаОН по укаэанному определению, Степень белезны отбеленной массы такая же как при использовании чистого ед кого натрия. ОСпособ обработки целлклозной массы путем варки, промывки отработанным отбвльным раствором, пропиткищелочью в присутствии ингибиторовокисления целлюлозы и отбелки кислородом, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения качества массы, пропитку щелочью осуществляют подизбыточным давлением, равном 330 кг/см.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 374402 кл. О 21 С 3/02, 1969