•свсфюзмая

О П И С А Н И Е 366622ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республикависимый от патентаМ, Кл, 021 с 910 Заявлено 18.Х 1.1970 ( 1601806/23-4) Приоритет 19.Х 11.1969,070450, Канада Опубликовано 16.1,1973. Бюллетень7 Дата опубликования описания 5.17,1973 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 676,1,023.1(088,8 Авторизобретени Иностранецль Эдвард Маллет 1еликобританпя) ам Заявитель Инос Канадианиная фирмадастриз Лимитед анада) ПОСОБ ОТБЕЛИВАНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ЦЕЛЛЗОЛОЗНО ПОЛ УфАБР И КАТАИзобретение относится к способу получения беленого волокнистого целлюлозного полуфабриката, например древесной пульпы.Известен способ отбеливания волокнистых целлюлозных полуфабрикатов, таких как 5 сульфитная целлюлоза и крафт-целлюлоза, путем обработки исходного полуфабриката кислородом в щелочной среде в присутствшт соединений магния при температуре 90 - 95 С и давлении 5 - 6 атм с последующей обработ кой хлорсодержащим реагентом, например хлором, двуокисью хлора.Однако кислородно-щелочная обработка на первой стадии отбеливания целлюлозных полуфабрикатов приводит к увеличению биоло гически необходимого кислорода в продуктах отхода, например в отработанном щелоке, и не обеспечивает достаточной степени белизны, поэтому обычно требуются дополнительные стадии отбеливания с применением большого количества хлорсодержащих реагентов.Для повышения эффективности процесса - обеспечения возможности переработки продуктов отхода, например отработанных щелоков, при одновременном получении целевого продукта с высокой степенью белизны и малым пожелтением - предложен способ отбеливания целлюлозного волокнистого полуфабриката, заключающиися в том, что процесс ведут в четыре ступени с использованием обработки исходного целлюлозного полуфабриката, например древесной пульпы, кислородом или кислородсодержащнм газом в щелочной среде в присутствии соединений магния прн повышенной температуре и давлении на первой и третьей ступенях, хлора и/или двуокиси хлора на второй ступени и двуокиси хлора на четвертой; причем желательно на каждой ступени обработки древесную пульпу использовать в виде водной суспензнн с консистенцией 3 - 30 вес. % .)Келательно также процесс на первой н третьей ступени вести при температуре 100 - 200 С и давлении 0,6 - 14 атлт, обработку хлором и двуокисью хлора на второй стуненн - при весовом отношении хлора к двуокиси хлора от 95: 3 до 80: 20, при температуре 10 - 40 С, а обработку на четвертой ступени - при температуре 60 - 90 С.Прн такой последовательности продукт отхода (щелок) на первой стадии кислородной обработки пригоден для подачи его в систему регенерации черного щечока, полученного прн варке целлюлозы, а древесная пульпа по предлагаемому способу получается с высокой степенью белизны и малым пожелтением.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бО 65 3Процесс отбеливания волокнистого целлюлозного полуфабриката происходит в несколько этапов:1) обработка лигноцеллюлозного материала в водной щелочной среде кислородом или кислородсодержащим газом при давлении выше атмосферного;2) обработка материала, подвергнутого воздеиствию кислорода, в водной суспензии хлором или двуокисью хлора, или смесью хлора и двуокиси хлора, в которой концентрация наличного хлора составляет 0,11 - 0,3 каппа- числа обработанного кислородом материала;3) обработка материала, подвергнутого воздействию хлора или двуокиси хлора, в водной щелочной среде кислородом или кисло. родсодержащим газом при давлении выше атмосферного;4) обработка материала, подвергнутого воздействию кислорода на третьем этапе, в Водной суспензии двуокисью хлора.При отбеливании древесной пульпы, полученной в результате сульфатного процесса, щелочной продукт отхода после первого этапа может быть повторно обработан в системе регенерации черного щелока завода.Щелочной продукт отхода после третьего этапа может быть опущен в отбросы обычным путем или обработан известью для получения органического осадка, который затем можно удалить перед спуском продукта отхода в отбросы.Обработка лигноцеллюлозного материала кислородом осуществляется на пульпе в водной суспензии при концентрации 3 - 30%. Пульпу делают щелочной путем обработки (1 - 5% от веса пульпы) щелочью. Можно также добавлять сохраняющее вязкость вещество, например карбонат магния, окись илп гидроокись магния. Щелочная пульпа затем обрабатывается в котле давления кислородным или кпслородсодержащпм газом с пар. циальным давлением кислорода в интервале 0,6 - 14 атл в течение 10 - 45 мин при 100 - 200 С. В процессе кислородной обработки при низкой консистенции пульпу лучше непрерывно взбалтывать. )Кидкую пульпу предпочтительно обрабатывать сначала щелочью, затем под давлением воздействовать кислородом и, наконец, подвергать реактивную смесь действию температуры реакции. Такая последовательность дает лучшую делигнификацио лигноцеллюлозной пульпы. По окончании кислородной обработки пульпу обычно промывают водой. Щелочной продукт отхода после первого этапа может быть повторно пропущен через заводскую систему регенерации черного щелока.Обработка пульпы хлором или двуокисью хлора, или смесью хлора в двуокиси хлора осуществляется в водной суспензии при консистенции 3 - 300/0 и температуре 10 - 40 С.Концентрация хчора или двуокиси хлора, плп смеси хлор/двуокись хлора такова, что налпгие хлора составляет 0,11 - 0,3 каппа-чпсла 4обработанного кислородом лигноцеллюлозного материала. Каппа-число - показатель окислительной потребности лигнпна в отбеливаемой пульпе. Каппа-число определяется по способу 1 АРР 1, стандарт 1 236, Весовое соотношение хлора и двуокиси хлора в смеси колеблется от 100:0 до О:100. 11 редпочтительное весовое отношение хлора и двуокиси хлора - от 96:5 до 80:20, Обработка занимает 1 О - 60 мин, 1 осле обработки хлором пульпа промывается водой.11 ри второй щелочно-кислородной обработке пульпа с консистенцией 3 - 30 % обрабатывается 1 - 3% -ной щелочью и затем подвергается обработке кислородом или кислород- содержащим газом при давлении 0,6 - 14 атл 1. редпочтительно применять вещество, сохраняющее ее вязкость, например карбопат магния, окись нли гидроокись магния. Обработка длится 10 - 30 л 1 ин при 100 200"С, предпочтительно со взбалтывапием. Затем пульпа промыяаетс 51 ВОДОЙ, а потоъ пулыа с консистенцией 3 - 30% обрабатывается 0,1 - 1%-но 1 двуокисью хлора при 60 - 90"С в течение 1 - 4 час, 11 ослс этого пульпа промывается водой.:-.тапы типовой обработки крафт- или сульфатной древесной пульпы.1. Щелочно-кислородная обработка.Древесную пульпу с 6/0-ной консистенцией смешивают с 3/0-ной гидроокпсью натрия и 1% карбоната магния. Затем щелочную пульпу обрабатывают в реакторе при температуре 130 С воздухом под давлением 14 атм и течение 10 мин с одновременным перемешиванием пульпы. Затем пульпу промывают водой. Щелочную жидкость и продукт отхода после промывки подвергают повторной переработке в заводской системе регенерации черного щелока.2, Обработка смесью хлор/двуокись хлора.Обработанную кислородом пульпу с 3/0-ной консистенцией затем обрабатывают смесью 2,16/хлора и 0,15/, двуокиси хлора в течение 10 лин при комнатной температуре. Затем пульпу промывают водой.3. Щелочно-кислородная обработка.Древесную пульпу с 30/0-ной консистенцией смешивают с 1,75% гидроокиси натрия. Щелочную пульпу затем обрабатывают в реакторе при температуре 130 С воздухом под давлением 14 атм в течение 10 мин при одновременном перемешивании пульпы. После этого пульпу промывают водой.4. Обработка двуокиси хлора.Древесную пульпу с 12/0-пой консистенцией обрабатывают 0,4%-ной двуокисью хлора при 80 С в течение 3 час.Обычно на первом и втором этапах процесса в качестве щелочи применяют гидроокись натрия. Однако пригодны также гидроокись калия плп кальция, карбонат натрия илп калия и т. д. Применение на первом этапе про.цесса карбоната агния, окиси нлн гндроокисп магния способствует замедленному рас366622 Таблица 1 Прадо,чжеи ие блчо йЕсо о Условия реакции о. о оЗ о Йо Условия реакции Пульпа 1 Пульпа П Пульпа 1 Пульпа и процесса О - С/Д - Е - ДТемпература,СКонсистенция. %Гидроокись натрия, %Давление воздуха,атлВремя, мин 10 10 10 10 Температура,СКонсистенция, 00Двуокись хлора, %Время, час 80120,43 80120,43 80120,43 80120,43 Температура,СКонсистейция, %Двуокись хлора, %Время, час Таблица 2 60 12 0,3 1,5 60 12 0,3 1,5 Температура, СКонсистенция, %Гидроокись натрия, %Время, час Условия реакции Пульпа 1 Пульпа 1 процессаО - С/Д - Е - Д 80120,23 80120,23 Температура,СКонсистенция, %Двуокись хлора,Время, час 130 7 3 1Температура,СКонсистенция, %Гидроокись натрия, %Карбонат магния, % 100 в 1631 Оф щеплснию лигцоцеллюлозиой пульпы при обработке кислорочом.Согласно описываемому способу получают отбеленный пролукт, обладающий удовлетворительной белизной и вязкостью, в то же время - продукт отхода. который можно легко обработать так, чтобы уменьшить загрязнение. К тому же стоимость химикатов, используемых в процессе, ниже, чем при других способак кислородного отбеливания, обеспечивающих получение продукта сравнительно такой же белизны,Величины характеристик лревесцой пульпы по белизне, каппа-числу и вязкости определены по способу ТАРР 1: белизца - по стацдапт Т 217 лс и 218 .и; каппа-число - стандарту Т 236 и вязкость - стацларту Т 230 с,п.Уставов,чено, что пожелтение - это понижение величины белизны, измеренное после нагревания образца в течение 1 час при 105 СПрименяется реактор-мешалка. в печи с принудительной циркуляцией воз,чуха,В описании все числа в ппопентах берутсяот веса высушенного в печи лигноцеллюлозного материала, если цет специальных оговорок.П р и м е и 1. Ппоцесс отбеливания с огчасио изобретению (О - С/.ТТ - О - 1, гле О - обработка ислоролозт. С/Л - смесью хлора с 10 двуокисью хлора, Л - лвуокисью хлорасравнивают с двумя аналогичными процессами отбеливания: О - С/Л - Г - .гТ и С/Л - О - Т - Т" - ,Ч (Г - шелочцая обпаботка). Применяют,чга образна,чревесцой 15 крафт-пучьпы: образец Т - восточная каналская кпафт-древесина, авиа-число 27, вязкость 35 в неотбеленном состоянии; обпазец ТТ - швелская коафт-.чревесица, каппа-чисчо 35.5, вязкость 75 в цеотбелеццом состоянии.20 (См. табч.- 3).О - С/Д -- Е - Д С/Д - О -- Д - Е - Д С/Д - О - Д - Е - Д О - С/Д -- О - Д О - С/Д -- Е - Д Показатели 33,991,62,49,03 34,591,71,57,36 24,590,01,57,40 38,091,51,57,80 24,1 90,0 1,4 6,89 23,590,22,79,12 Вязкость после первой стадииОкончательная белизна Окончательное пожелтениеСтоимость неотбеленной обработки кислородом и двуокисью хлора (в долларах)фСтоимость за вычетом стадии кислородной обработки (в долларах) 5,41 6,08 4,94 7,17 Таблица 5 П р и м е р 2. Восточно-канадскую древесную крафт-пульпу с каппа-числом 26,2 отбеливают по двум процессам: О - С/Д - О - Д и С/Д - Е - Д - Е - Д, где О - обработка кислородом, С/Д - смесью хлора с двуокисью хлора, Д - двуокисью хлора, Е - щелочная обработка. (См, табл, 4, 5). ПоказаУсловия реакции процесса С/Д - Е - Д - Е - Дтели Температура, С Консистенция, % Хлор, %Двуокись хлора о Время, мин С/Д 203,54,750,145 Таблица 4 ПоказаВидобработки Условия реакциипроцесса О - С/Д - О - Д Температура, С Консистенция, 9 Гидроокись натрия, % Время, час 60 12 3,5 1,5 тели Температура, СКонсистенция, %Гидроокись натрия, %Давление воздуха, атлВремя, лшн О 1193 3 14 10 Температура, СКонсистенция %Двуокись хлора, %Время, час 75120,63 С/Д 263,253,60,110 Температура, СКонсистенция, %Хлор, %Двуокись хлора, %Время, лшн Температура, СКонсистенция, %Гидроокись натрия, %Время, час 60 12 0,5 1,5 20 Температура, СКонсистенция, % Двуокись хлора % Время, час 75120,33 О Температура, СКонсистенция, %Гидроокись натрия, %Давление воздуха, ахиВремя, мин 1303 1,75 14 10 Таблица 6 Температура, СКонсистенция, %Двуокись хлора, %Время, час 80120,53 Процесс 30 Показатели О - С/Д -О - ДС/Д - Е - Д - Е - Д По окончании обоих процессов отбеливания проводились измерения вязкости, белизны и пожелтения древесной пульпы. Кроме того, в первом процессе устанавливали каппа-число после первой стадии и белизну после третьей. Измерения белизны после заключительной стадии проводились по обработке пульпы двуокисью серы. Результаты показаны в табл, б,Следовательно, при осуществлении предложенного способа отбеливания обеспечивается тот же уровень белизны, что и при обычно применяемых способах отбеливания, но хлора и двуокиси хлора расходуется меньше,Каппа-число после первойстадииБелизна после третьей стадииОкончательные: 19,3 60,6 белизнапожелтеииевязкостьОбщий расход, %:1 х аОНС 1,С 10 89,4 1,9 18,489,7 2,6 24 4,75 3,6 0,6 4,751 ф Стоимость химикатов из расчета, цент/фунт; хлор в ,25; гидроокись натрия в ,25; двуокись хлора в ,0,окись кальция - 0,5,366622 10 Предмет изобретения Составитель С. Котова Редактор Т. Загребельная Техред Е. Борисова Корректоры: Л. Царькова и С. СатагуловаЗаказ 745/1 Изд,162 Тираж 467 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 1. Способ отбеливания волокнистого целлюлозного полуфабриката, например древесной пульпы, с применением последовательной обработки древесной пульпы кислородом или кислородсодержащим газом в щелочной среде в присутствии соединений магния при повышенной температуре и давлении и хлорсодержащим реагентом, например хлором, двуокисью хлора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, обработку ведут в четыре ступени с использованием обработки кислородом или кислород- содержащим газом в щелочной среде в присутствии соединений магния при повышенной температуре и давлении на первой и третьей ступенях, хлора и/или двуокиси хлора на второй ступени и двуокиси хлора на четвертой.2, Способ по и. 1, отлггчаюгцийся тем, что накаждой ступени древесную пульпу используют в виде водной суспензии с консистенцией 3 - 30 вес. о/о.3. Способ по п. 1, от,гггчаюгцийстг тем, чтопроцесс на первой и третьей ступенях ведутпри 100 в 2 С н давлении 0,6 - 14 атм.4.Способ по и. 1, отггичагогггийся тем, чтообработку хлором и/или двуокисью хлора ведут при весовом отношении хлора к двуокисилора от 95: 3 до 80: 20 прн 10 - 40 С.5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что 15 обработку на четвертой ступени ведут при60 - 90 С.