Способ получения беленой целлюлозы

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 85 09 БРЕТЕН Е ЕЛЬСТВУ 8 ТОРСКОМ ф-лы, 9 табл. еллюлозы и послатую отбелку. П ри получении кой перераб одвергают предв кой п мичес ого проелигнифи овышение льфатмывку, еной ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССРОПИС НИ ИЗ(56) Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. - Производство сульфатнойцеллюлозы. Т. ЕЕ - М,: Гослесбумиздат, 1963, с. 150-152, 208-,210.Патент Канады У 1192704,кл. Р 21 С 9/14, 1985.Тарр, 197 1, 54, й 4, р. 525-529. Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при получении целлюлозы для химической переработки, а также и при производстве беленой целлюлозы для бумаг как из хвойной, так и иэ лиственной древесины.Цель изобретения - повьппение качества целевого продукта и снижение расхода химикатов.Предлагаемый способ получения беленой целлюлозы включает су ную варку древесной щепы, про сортирование, обработку небел целлюлозы перборатом натрия в количестве 1-37 от массы абсолютно сухой 4 Р 21 С 9/00, 3/00(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛЕНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ(57) Изобретение относится к производству беленой целлюлозы для химической переработки и целлюлозы для бумаги и картона и позволяет повысить качество целевого продукта и снизить расход химикатов. Способ осуществляют путем сульфатной варки древесной щепы, промыВки, сортирования, обработки небелейой целлюлозы перборатом натрия в количестве 1-ЗЖ от массы абсолютно сухой целлюлозы при концентрации массы 3-102, температуре 70-95 фС в течение 60-90 мин и последующей многоступенчатой отбелки. При получении целлюлозы для имической переработки древесную щеу перед сульфатной варкой подвергают предварительному гидролиэу. 1 э.п. едующую многоступенеред сульфатной варцеллюлозы для хиотки древесную щепу арительному гидролизу.Обработку небеленой целлюлозы перборатом натрия проводят при концентрации массы 3-107 и температуре 70-95 С в течение 60-90 мин.Повышение качества целев дукта - повышение степени д кации, снижение сорности, п вязкости, белизны и содержания альфа-целлюлозы и улучшение реакци о способности при использовании узанного реагента - достигается эа счет большей избирательности процесса делигнификации, снижения влияния реакции пиллинга, защитного воздействия на концевые группы целлюлозы и лучшего удаления низкомолекулярных фракций целлюлозы.П р и м е р 1. Для получения небеленой кордной целлюлозы водный гидролиз сосновой щепы проводят в течение 90 мин при 170 С (гидромодуль 1:4) и гидролизат после гидро- лиза направляют на дальнейшую биохимическую переработку. Сульфатную вар ку проводят при 170 фС,в течение 1,5 ч с расходом активной щелочи 18 . в ед, На О отмассы абсолютно сухой древесины при гидромодуле 1:4. После промывки и сортирования небе леную целлюлозу при 85 С обрабатывают в течение 90 мин раствором пербората натрия (КаВО 4 НО) при концентрации массы 10 . Расход пербората натрия составляет 0,5, 1 ф 2, 3; 425 от массы абсолютно сухой целлюлозы.Результаты приведенного опыта представлены в табл.1.Иэ данных табл. 1 следует, что 30 оптимальными расходами пербората натрия при воздействии на небеленую целлюлозу с целью улучшения степени делигнификации 1 сохранения вязкости, и повышения содержания альфа-целлюло 35 зы являются расходы в пределах 1-ЗХ от массы абсолютно сухой целлюпозы.П р и м е р 2. Небеленую кордную и вискозную целлюлозы из древесины сосны получают сульфатной варкой с 40 паровым предгидролизом. Паровой гидролиз ведут при 170 С и гидромодуле 1:1,5 в течение 75 мин, Конденсат после гидролиза удаляют. Сульфатную варку проводят по режиму, аналогич ному примеру 1, с расходом щелочи 18 и 19 . в ед. На 10. Обработку небеленой целлюлозы после варки и промывки ведут раствором пербората натрия при 80 С, концентрации массы 10% в течение 90 мин. Расход пербората50 натрия составляет 1,0 и З,ОХ от массы абсолютно сухой целлюлозы.Результаты проведенного опыта, 55представлены в табл.2,Из данных табл. 2 следует, чтообработка небеленой целлюлозы пер"боратом натрия способствует повышению степени делигнификации и содержания в ней альфа-целлюлозы при сохранении ее вязкости,Небеленую целлюлозу, предварительно обработанную перборатом натрия (образец 4), подвергают многоступенчатой отбелке по схеме: хлорирование с добавкой двуокиси хлора " щелочение. - гипохлорит натрия - холодное облагораживание белым щелоком - горячее облагораживание - двуокись хлора - гипохлорит натрия - кисловка (Д/Х-Щ-Г-ХО-ГО-Д-Г-К).Для сравнения по этой же схеме отбелки отбеливают образец 2, полученный по известному способу.Результаты проведенного опыта приведены в табл. 3, причем расход пербората натрия составляет 1% от массы абсолютно сухой целлюлозы. Из данных табл. 3 следует, что предварительная обработка небеленой целлюлозы перборатом натрия поз- воляет получить целлюлозу после отбелки с более высокими показателями качества при меньшем на 34,0 кг/т расходе ИаОН при холодном облагораживании, что способствует сохранению надмолекулярной структуры целлюлозы в структурной модификации 1.П р и м е р 3. Небеленую вискозную целлюлозу иэ древесины березы и осины получают с водным предгидролизом при 165 С в течение 90 мин. Предгидрояизат после гидролиза удаляют для биохимической переработки. Сульфатную варку проводят при 170 С в течение 1,5 ч. Небеленую вискозную целлюлозу обрабатывают после промывки перборатом натрия при 80 С в течение 90 мин. Расход пербората натрия составляет ЗХ от массы абсолют- , но сухой целлюлозы.Результаты проведенного опыта представлены в табл.4.Небеленую целлкдозу из древесины осины образца 4, обработанну 1 о перборатом при расходе З ., отбеливают по сокращенной схеме Г-Д-Щ-Д-Г-КРезультаты представлены в табл, 5. В табл. 5 приведены также данные по качеству вискозной целлюлозы, полученной.по известному способу отбелкой образца 2 по схеме Х-Щ-Г-Д-Щ-" -Д-Г-К.В табл, 6 приведены результаты, отбелки по схеме Д/Х-Щ-ГД-Щ-Д-Г-К30 5 1498при использовании небеленой целлюлозы из березы, полученной по предлагаемому (образец 5) при расходе пербората натрия 3% от массы абсолютно5сухой целлюпозы и известному (образец 3) способам (табл. 5) .Сравнивая данные табл. 5 и 6,видно, что обработка небеленой целлюлозы перборатом натрия позволяетполучать более реакционноспособнуювискозную целлюлозу из лиственныхпород древесины с более высоким содержанием в ней альфа-целлюлозы прииспользовании в случае осиновой целлюлозы более короткой схемы отбелки.В результате применения сокращенной схемы потребление свежей водыпри отбелке вискозной целлюлозы сокращается на 20 м /т, каустика на 2015-35 кг/т, электроэнергии на160 кВт ч/т,П р и м е р 4. Получают небеленую целлюлозу для химической переработки из древесины сосны и березы 25по режимам, представленным в примерах 1 и 3 соответственно. После промывки при концентрации волокна 3 и107. целлюлозу обрабатывают перборатом натрия. Расход пербората натрияпостоянный и составляет 37, от массыабсолютно сухого волокна. Температура обработки 80 С, время обработки 90 мин,Данные проведения опыта представ 35лены в табл,7.Данные табл. 7 показывают, чтоснижение концентрации волокна приобработке перборатом натрия с 10до 37 приводит к большему повыше нию массовой доли альфа-целлюлозыпри юм же уровне жесткости и вязкости целлюлозы.П р и м е р 5. Получают небеленую целлюлозу из хвойной и лиственной древесины для производства бумаги путем сульфатной варки непрерывным способом, Промытую целлюлозуобрабатывают перборатом натрия прирасходе его 3,0% и температуре 70,80, 90 С в течение 90 мин.о 50Данные проведения опыта приведены в табл.8,Из данных табл. 8 следует, что добавка пербората натрия в небеленую859бмассу при сохранении прочности целлюлозы способствует увеличению степени ее делигпификации, снижению в ней общего сора, а в случае лиственной целлюлозы - уменьшению содержания смол и жиров.Образец 8 небеленой целлюлозы из лиственной древесины после обработки раствором пербората натрия (табл,8) подвергают отбелке по сокращенной схеме Г-Д-Щ-Д-К. Результаты отбелки при расходе пербората натрия 37 приведены в табл.9. Из данных табл. 9 следует, что обработка перборатом натрия позволяет получить высокие показатели качества целлюлозы для бумаг при отбелке по более короткой схеме.Для сравнения в табл.9 приведены показатели качества целлюлозы, полученной по известному способу (образец 3, табл.8) и отбеленной по схеме Х-Щ-Г-Д-Щ-Д-К.Из приведенных в табл, 1-9 данных следует, что обработка небеленой целлюлозы перборатом натрия дает возможность получать целлюлозу как для бумаги, так и для химической переработки с более высокими показателями качества при снижении расхода отбеливающих реагентов и количества экологически вредных стоков,Формула из обретения 1, Способ получения беленой целлюлозы, включающий сульфатную варку древесной щепы, промывку, сортирование, обработку небеленой целлюлозы борсодержащим реагентом и последующую многоступенчатую отбелку, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта и снижения расхода химикатов, в качестве борсодержащего реагента используют перборат натрия в количестве 1-37. от массы абсолютно сухой целлюлозы.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что обработку небеленой целлюлозы перборатом натрия проводят при концентрации массы 3- 107. и температуре 70-95 С в течение 60-90 мин.1498859 Таблица 1 Показатели исследования Известный (бездобавок) Известный Предлагаемый 0,00,0 " 0,0 0)0 0,5 1,0 2,0 12 0,0 6,0 0,0 0,0 0,0 3,0 0,0 0,0 4,0 85 80 85 85 85 94 79 72 90 104 68 36,0 34,0 96,0 95,8 Таблица 2 Показатели исследования Извест- ный Опыт 2 3 (корд) (вискоза) 2 3 0,0 .0,0 1,0 3,0 1260,0 80 80 80 80 93 78 80 103 88 66 90 33,0 31,9 95,7 95,9 ОпытОбразецАРасход, Х от мас сы абсолютно су.хой целлюлозы:ЫаОНБа)В 40 )ВаВО 4 НО Температура обработки, С, Содержание альфа- целлюлозы, 7 ОбразецРасход, 7 от массы абсолютно сухой целлюлозы:ИаОН11 аР 40БаВ 03 4 НО Температура обработки, СЖесткость целлю" лозы, п.е.Вязкость целлюло" зы, ИПафсСодержание альфа- целлюлозы, 7 Значение показателей исследования по способу 29,3 33,6 34,6 39,3 38,1 95,8 95,5 95,5 95,8 95,9 Значение показателей исследования по способу10Таблица 3 1498859 Показатели качества Зеленая Небеленая Беленая Вид целлюлозы Небеленая10343,4 Жесткость, п.е.Вязкость, мПа сСодержание альфацеллюлозы, %Белизна, % 0,018,5 9345,0е 0,019,8 95,4Не определяется 96,7 88,7 95,8Не определяется 96,9 90,0 Концентрация щелочи при холодном облагораживании,МаОН г/л 0,0 80 0,0 75 Т аблица 4 Известный Известный способ способ (без добавок) В Предлагаемый способПоказатели исследования 33Береза3 45 4 5 Осина Береза 4 5 22Осина2 11Сосна1 1260,0809029,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 41 55 60,7 70,6 0,0 0,0 3,0 81 27 49,9 0,0 0,0 3,0 80 18 55,5 95,3 93,7 0,32 0,43 94,5 .0,23 95,6 0,17 95,8 Таблица 5 Показатели качества Известный способ Предлагаемый способ:(без добавок) Небеленая41,060,7 Небеленая18,055,5 Вид целлюлозы Беленая Беленая Жесткость, п.е.Вязкость, мПа сСодержание альфацеллюпозы, %Белизна, % 13,0 13,0 95,3Не определяется 93,7 92,5 95,6Не оп 94,8 93,0 ределяется Реакционная способность, %СБ/ИаОН То же 80/11 То же 70/11 ОпытАИспользуемая древесина ОбразецРасход, % от массы абсолютно сухой целлюлозы:БаОННаВОКаВОЗ 4 НОТемпература обработки, С Жесткость целлюлозы, п.е. Вязкость целлюлозы мПа с Содержание альфа-целлюлозы %Содержание смолы, % Известный способ Предлагаемый способ1498859 Т аблица 6 Показатели качества Известный способ Предлагаемьп способ(без добавок) Небеле- Беленая НебелеБеленая Вид целлюлозы ная2749,9 ная5570,6 Жесткость, п.е,Вязкость, мПа сСодержание альфацеллюлозы, %Белизна, % 13,0 94,5Не оп 93,8 92,9 92,990 93,7Не определяется ределяется Реакционная способностьз %СБ 2/БаОН Таблица 7 Показатели исследования Предлагаемый Известный Опыт 2 Используемая древесина Хвойная Соснасосна КЭПБЗ Листвен- Сосна КЭЦБЗная береза4 Береза Сосна БЛПК Сосна 8 9 5 Ь 7 10 1 2 26 3,0 Э,О 3,0 80 80 80 80 74 78 27 68 72 25 90 100 10429,3 39,0 33,6 55 39 юв Эвв 2 34 эО 32 эв 4916 95 э 7 95 ф 9 959 961 94 ф 4 49,9 70,7 95 е 8 95 ф 4 96 эО 93 з 7 ОбразецРасход, Х от массы абсолютно сухого волокна:ПаОННа в 07 НаВОз 4 нтОТемпература обработки, С Жесткость целлюлозы, п,е.Вязкость целлюлозы, мПа.сСодерваиие альфа-целлюлозы, Х То же 80/11 То же 70/11 Значение показателей исследования по способу Известный (без добавок)ооо ллл оом о м л тооо ллл оом 3 3 Л мло о о оо о оом ф ло ооо лл оом о ф с1 ж Э о о о о л л л аоо Мюло ло о о ол й л л О во ф оом ф л л в ц 1 м д,о фЗо о ееов 1оФ ьЕ цФноюохилкто оц ф:т о оОрВЦОфовою юаехеоадР ОоаЗООРАЗОМ й ц 1 а ЙО Ц л аэнэ о куоиажщейо н дрор о и имф лф оо оо м л ф Фф л - ф оо л м оо сч оа н ф ил - ф 0 0 л лЧ ф О 1со л О О оо л о оо о в о О л - 01 оО лоо в л О О О Ф ф ф й оо вл о и ф1 л - ф оо оо сч О- - О лф - сл ю аОч РЙ 3 Ф ЙФфйвве 11юкооаоо-а,д црер15 16 1498859 Таблица 9 Известный способ Предлагаемый способ(без добавок) Показатели качества Беленая Небеле- Беленаяная НебелеВид целлюлозы ная Составитель А,МоносовРедактор И.Дербак Техред М,Ходания Корректор Э.Лончакова Заказ 4523/23 Тираж 330 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5