Способ получения целлюлозы

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ЕТЕЛЬСТ ОМУ ВТ 61) Дополнительное к авт, свид-в 2)Заявлено 30,07.80 (21) 29683(5 С 3/О соединением заявки М ротмнный коми 3) Приоритет о делам изобретени Опубликовано 07. 02. 82. Бюллетеньк ьпии Дата сания 07 нковани.Г. Бутко, А.Б, Маршак, С.С, Мах А.И, Новикова и И.И, Чудаков нинградский технологический инстит бумажной промышленности 71 ите Й) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Изобретелучения ц я к способамжет бытьно-бумажнойтовлении воотнос пред рафт атеисполь промышленнос хода сепари книстых п ченных дл чного наз выше чного лигнина;ка для полу белимых целзвестны иду сниженийуьеличения предлагаемому ния целлюлозы ьфидыазанные обав целлюлозосочным варочным ения всле о примемости и антрахинон токсичности реаа сложности ретуре и давлении антрахинон ис 0,001 в 1 от сырья 1.31 качестве ва темпера способу ичестве о сухого енение в же из способ, при которо лочной варочной жид кисленный белый щел нверсии сульфида н т 75-100/ для полу ссы абсолютОднако причной жидкосзволяя избе качест примен степен к т ных щелоков,чого воздеи трия ения т в тиосуль лозы путем щ зосодержащег различных во телей, таких гидразин, ги род, полисулОднако ук промышленног высокой стои гентов, а та генерации,Известен люлозы и мов целлюлози при изгоуфабрикатов, предназбумаг и картонов разчения.пособы получения целлюлочной варки целлюлосырья ь присутствии становителей и окисликак боргидрид натрия, роксиламин, сероводоцеллюлозы повышенного выходаназначенной для производствалайнера и других упакоьочныхриалов 21. Однако увеличение вруемой целлюлозы сьязанием содержания остатоприменение такого щелочения среднежестких илюлоз нерационально,вяовыхода полуфабрикатарасхода щелочи.Наиболее близким кявляется способ получепутем варки исходного5держащего сырья с щелораствором в присутствипри повышенныхСогласно этомупользуют в колствия на окружающую среду, не дает возможности получать целлюлозу судовлетворительными выходом и содержанием остаточного лигнина, только при добавке значительных количеств антрахинона можно получать целлюлозу с выходом и качественными показателя. ми, близкими обычной сульфатной варке, при этом конкурентноспособность способа существенно уступает суль фатному процессу, Кроме того, вязкость при сгущении черных щелоков нат 5 онных варок возрастает быстрее, чем при сульфатном процессе, а выделение тепла, связанное со сжиганием черного 1 ф щелока, составляет 1/2 от соответствующей величины в сульфатном способе, точка плавления плава на 60- 70 С выше. Все это требует больших дополнительных энергетических затрат 6 и капитальных вложений на создание новой системы регенерации. Кроме того, по сравнению с сульфатнойваркой значительно возрастает расход и стоимость химикатов, Примене- фф ние антрахинона при сульфатных и полисульфидных варках не решаетпроблемы снижения выбросов дурнопахнущих сернистых соединений,Цель изобретения - повышежие выхода целлюлозы при одновременном снижении содержания остаточного лигнина .и выделения дурнопахнущих сернистых соединений,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения целлюлозы путем варки исходногоцеллюлозосодержащего сырья с щелоч- о ным варочным раствором в присутствии антрахинона при повышенных температуре и давлении, в качестве щелочного варочного раствора используют окисленный белый щелок со степенью конверсии сульфида натрия в тиосульфат натрия 50-1001.1температуре, минГидромодульРасход щелочи по отношению к массеабсолютно сухой древесины, 3 ед, ХаОдля натронной варки 21для сульфатной 1 бдля окисленногобелого щелока 17Продолжительность стоянки для натронной варки увеличена на 20 мин.Сравнительные результаты варок с различными видами щелочи и добавками антрахинона в интервале 0,02- 3 представлены в табл.1. 753,5;1 Процесс варки на окисленном белом щелоке с добавками антрахинона позволяет получить целлюлозу с повышенным выходом и минимальным содержанием в конденсате и в газовой фазе дурно- пахнущих сернистых соединений. Черные щелока отличаются от щелоков сульфатных варок только пониженным содержанием МаЯ и повышенным - тиосульфата, что резко снижает выбросы дурнопахнущих соединений при выпарке.По сравнению с окисленным белым щелоком применение добавок антрахинона позволяет повысить выход целлюлозы при одновременном повышении степени делигнификации, повысить скорость процесса варки, значительно снизить расход щелочи на варку, сократить время размола и повысить прочностные показатели, получать целлюлозу широкого ассортимента, в том числе белимую и среднежесткую.П р и м е р 1. Проводят сравни-. тельные лабораторные варки хвойной щепы в глицериновой бане в автоклавах с перемешиванием вращением по следующему режиму:Подъем температурыдо 172 С, мин 65Стоянка на конечной903428 СТаблица 1 Показатели механической прочности Количество добавляемогоантрахинона, 3 отмассы абсолютносухойдревесины Выход) оЖест- кость разрывная по пер- мандлина,км,На окисленномбелом щелоке 0 сопро- тивлениераздиранию,сН По известным способам 42,3 33,5 8,9 78,4 42, 27,3 9,1 77,6 46,4 36,7 11 3 77,4 По предлагаемому способу46,2 26,2 11,4 77,4 сопротивлениепродавливаниюИПа сопротивление излому, число двойных переги- бовТабли ца 2 Состав щелока Степень конверсии сульфида натрия в Содержание ИяЮг/л Иа 50 Содержание Иа Я, г/и Иа ,1;с тиосульфатнатрия,Г 30,8 102,695,4 20,3 1,2 18,5 2,6 35,2 2,8 38,1 15,4 93,9 42;7 60 92,6 2,3 12,3 9,2 46,1 91,8 2,9 70 89,.8 6,2 80 31 87,3 2,7 90 2,8 57,6 8 с 8 100 Результаты еарок на окисленных ще- сульфида натрия с добавлением 0,23 ант 50 локах с различной степенью окисления рахинона и без добавок приведены в табл,37 90Используемый в предлагаемом способе окисленный белый щелок получен путем обработки исходного белого щелока кислородом до.полного (1003) перевода сульфида натрия в тиосульфат. Режим окисления и составы исходного и окисленных щелоков представлены в примере 2 (табл,2) .Анализ данных показывает, что при небольших добавках антрахинона результаты варок на окисленном белом щелоке с добавками намного превышают соответствующие показатели натронных варок с добавками антрахинона и близки к показателям сульфатных варок с добавками, а при расходе антрахинона свыше 0,2/ лучше показателей сульфатных варок с соответствующими добавками.В то же время, в случае применения окисленного щелока наблюдается резкое снижение выбросов дурнопахнущих сернистых соединений, в газо 3428 8вой фазе и в конденсате не содержится сероводород, а содержание метилмеркаптана снижается почти в 20 раз.Черные щелока имеют рН равный рН 5 сульфатных варок, а возможность выбросов дурнопахнущих соединений ипотерь серы резко снижается вследствие незначительного содержанияИа Я, Расход щелочи по сравнению ф с йатронными варками с добавкамиснижается на 303 продолжительность размола сокращается на 203.П р и м е р 2. По режиму, представленному в примере 1, проводятварки хвойной щепы на окисленномбелом щелоке с различной степеньюперевода сульфида натрия в тиосульфат, с добавками 0,23 антрахинонаи без добавок. Окисление проводят в 20 качающемся автоклаве при давлениикислорода 1,5 МПа, температуре 80 С,Составы исходного и обработанногощелоков представлены в табл.2,Ю Ю а а сЧ сЧ сЧ . сЧ 0 О л л Ю Ю 33 Ъ МЪл а м м11 903428Из данных табл.3 видно, что пристепени окисления белого щелока50-100 наблюдается заметный эффектдействия добавки антрахинона, причемэффект повышается при увеличении степени окисления, При степени окисления 60-70 результаты варки с добавкой 02 антрахинона могут быть приравнены к обычным сульфатным варкам,а при степени окисления 90-1004 близ фки к результатам сульфатных вара ссоответствующими добавками антрахинона, поэтому целесообразно применятьщелок со степенью окисления близкойк 100, хотя при этом потребуютсянекоторые дополнительные затраты наокисление и дополнительный расходщелочи на варку,С увеличением степени окисленияснижаются выбросы дурнопахнущих сернистых соединений, так при степениокисления 50 содержание метилмеркаптана снижается в 8-10 раз, а при100 окислении более чем в 20 раз,Соответственно снижаются выбросыдурнопахнущих соединений при выпаркечерных щелоков, так как с увеличением степени окисления снижается содержание остаточного сульфида натрияв черных щелоках, Осуществление способа не потребует изменение существующего оборудования.Преимущества предлагаемого способа обнаруживаются во всем интервале 12. предусмотренных известным способомколичеств добавок антрахинона, однако целесообразной как для известного, так и для предлагаемого способа, % следует считать добавку антрахинонав количестве 0,1-0,23 для хвойных пород и 0,05-0,13 для лиственных. Формула изобретения Способ получения целлюлозы путемварки исходного целлюлозосодержащегосырья с щелочным варочным растворомв присутствии антрахинона при повышенных температуре и давлении, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения выхода целлюлозы приодновременном снижении содержания20 остаточного лигнина.и выделений дурнопахнущих сернистых соединений, вкачестве щелочного варочного раствора используют окисленный белый щелоксо степенью конверсии сульфида нат-рия в тиосульфат натрия 50-100,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, "Ра 1 р апс 1 Рарег Мадакпе оКСапата", 1977, Ч. 78, И 10, Р 19-24.Ю 2, Авторское свидетельство ССР1 ч 622908, кл. Г) 21 С 3/02,1976.3. Патент СНА 1 г 4012280,кл, 162-65, кл. Б 21 С 3/02,опублик.1977 (прототип). Заказ 43/8 Тираж 400 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5