318235

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СаветакиаСоциалистических Республик ависимыи от патент ПК Р 21 с 3/О явлено 06 ЛХ.1968 ( 1269166/23-4 иорит Комитет па беланобретений и открыт публиковано 19,Х.1971. Бюллетень3 661.728.2.0(088.8) ри Совете Министров СССРата опубликования описания 17.1.1972 вторызобрете Иностранцы агнус Г.,Винье и Ганс Ворстер(Канада) Иностранная фирма Макмиллан Блоедел Лимитедвитель ПОСОБ ПОЛУЧ Я ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ВОЛОКНИСТОГООЛУФАБР И КАТА выхода лучении способ, ьный ц батываю 93 - 165 целевого пр его в щел чзаключающий еллюлозусод р т сероводо о т. и давлен 1 Изобретение касается получения целлюлозного волокнистого материала и включает процессы варки целлюлозы в щелочной среде,По известному способу получения волокнистой массы путем сульфатной варки (получение крафт-целлюлозы) лигноцеллюлозные материалы, такие, как древесная щепа, однолетние растения, опилки и прочие аналогичные материалы, обрабатывают в автоклаве (при регулируемых температуре, давлении и времени) вар очной жидкостью, состоящей из водного раствора гидроокиси натрия и сульфида натрия. После завершения процесса варки волокнистую массу отделяют от жидкости, промывают и направляют на последующие стадии технологического процесса.Большая часть древесины из хвойных пород состоит в среднем приблизительно из 30% лигнина, 65% целлюлозы плюс гемицеллюлозы и 5% золы, смолы и экстрактивных веществ, а большинство древесины из твердых пород содержит примерно 20% лигнина, 75% целлюлозы и гемицеллюлозы, 5% золы, смолы и экстр активных веществ.Цель процесса приготовления пульпы с введением химических веществ - удалить лигнин и экстрактивные вещества из лигноцеллюлозных материалов, поскольку эти соединения нежелательны при получении многи.видов бумаги и прочих целлюлозных продутов, С другой стороны, целлюлоза и гемице.- люлоза являются желательными компонент ми. В то время как лигнин растворяется вр очной жидкостью, приблизительно одна треть целлюлозы и гемицеллюлозы лигноцелюлозных материалов разлагаются. В рзультате этого при обычных процессах ва- О ки целлюлозы получают волокнистый матертал в виде пульпы с относительно небольши т выходом, Так, например, из западного гемлка, содержащего 68% целлюлозы и гемице люлозы, выход сульфатной пульпы (волоки 5 стой массы крафт-целлюлозы) составляет 44,от общей массы древесины, из осины, соде жащей 79% целлюлозы и гемицеллюлозы, в ход пульпы 50% при условии, что в кажд случае процесс варки целлюлозы проводят о 20 тех пор, пока не будет достигнуто полно оразделения на волокна отбеленной пульпы,С целью увеличениядукга (пульпы) при п 25 ной среде предложенся н том, что растите.жащий материал обра дом при температуре65 35,6 - 35 кгс/сл в присутствии буферного раствора,В соответствии с изобретением получаютцеллюлозную массу в виде пульпы со значительно увеличенным выходом в случае, еслилигноцеллюлозный материал, такой, как древесная щепа, древесные опилки и прочиеаналогичные материалы, предварительно обрабатывают сероводородом при повышенныхтемпературе и давлении в присутствии щелочного буферного раствора, преимущественнослабощелочного, и из предварительно обработанного лигноцеллюлозного материала затем получают волокнистую массу путем обычных процессов варки в среде сульфата, содыили сульфита щелочных металлов.В качестве щелочного буферного раствораможно использовать любой щелочной материал, который совместим с варочным раствороми рН которого поддерживается выше 6,5%,преимущественно в слабощелочной среде, какбыло измерено после понижения давления до1 атл. В качестве разбавленных щелочныхбуферных растворов можно применять разбавленный зеленый раствор сульфата, соды, сульфатную или содовую варочную жидкость, карбонат натрия, гидросульфид натрия,известняк и известь. Разбавленный зеленыйраствор сульфата, соды, а также сульфатная или содовая варочная жидкость обусловливают рН раствора примерно от 12 до 9,в то время как небольшие количества известиобеспечивают рН раствора в пределах от 12до 7,Лигноцеллюлозный материал можно сначала пропитать буферным раствором, а затемвводить в сосуд, работающий под давлением, или реактор, где он контактирует с сероводородом, либо эти компоненты могут бытьвведены каждый в отдельности.Обработка сероводородом должна проводиться при таких температуре и давлении,которые обеспечили бы полное и однородноераспределение сероводорода по всей масселигноцеллюлозного материала, Хорошие результаты получают при обычных процессахвзаимодействия щепы мягкой и твердой древесины или опилок с сероводородом при температуре 93 в 1 С и давлении 5,6 -35 кгс/сл 2. Особенно хорошие результаты достигаются в интервале температур 127 -129 С и давлении 9,8 - 10,5 кгс/сл 2.При предварительной обработке в процессах сульфатной варки целлюлозы буферныйраствор представляет собой карбонат натрияили окись кальция или карбонат кальция вколичестве от 0,3 до 4% от суммарного количества щелочи, содержащейся в зеленомрастворе, (в пересчете на вес сухого лигноцеллюлозного материала). Буферный раствор,используемый в процессах варки целлюлозы всреде соды, это 0,5 - 3% гидроокиси натрия отсуммарного количества щелочи, содержащейся в зеленом растворе, окисла кальция,либо карбоната кальция (в пересчете на су 4хой вес лигноцеллюлозных материалов).При сульфатном методе варки целлюлозыдля предварительной обработки применяют примерно от 5 до 20% сероводорода (в пересчете на сухой вес сырого материала), причем на реакцию расходуется 1 %. Непрореагировавший сероводород сжимают в компрессоре, а затем снова используют в процессе для предварительной обработки лигноцеллюлозных материалов. Неизрасходованный буферный раствор можно также снова применять при предварительной обработке, либо его можно использовать для регенерации системы в процессах сульфатной варки в том случае, когда его запасы истощены. В качестве источника свежего буферного раствора подходящей является сульфатная варочная жидкость либо известь из системы повторной каустифи.кации.При варке целлюлозы в среде соды дляпредварительной обработки применяют примерно от 4 до 15% сероводорода (в пересчете на сухой вес исходного сырого материала), причем расходуется около 1% сероводорода.Непрореагировавший сероводород отделякгг путем понижения давления системы, пары его конденсируют, а сероводород сжимают и за.ем снова используют для предварительной обработки. Неизрасходованный буферный раствор можно также повторно применять, кроме того, его можно использовать в химических системах регенерации при производстве волокнистой массы в случае, когда его запасы истощены. В качестве источника свежего буферного раствора подходящей является содовая варочная жидкость либо известь из системы повторной каустификации.Установлено, что для процессов сульфатной и содовой варки целлюлозы с предварительной обработкой целлюлозусодержащего материала согласно предлагаемому способу щелочи требуется соответственно на 2 и 1% меньше, чем для процессов сульфатной и содовой варки без предварительной обработки (при условии, что в обоих случаях степень удаления лигнинов одинаковая). Кроме того, затрата времени на процесс варки целлюлозы по предлагаемому методу значительно меньше, чем продолжительность варки по известному.В соответствии с изобретением при сульфатной варке древесную щепу или аналогичные материалы подают в реактор, работающий под давлением, и их обрабатывают 6,5 - 10% сероводорода (в пересчете на вес сухой древесной щепы) в присутствии 0,1 - 0,2 фуяг зеленой сульфатной жидкости или 0,01 фунт окиси кальция на 1 фунт сухой щепы. Температура реактора повышается да 127 С, в результате этого давление увеличивается примерно до 9,8 кгс/сл 2, В конце реак 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ции давление понижается, Непрореагировавший сероводород собирают в газосборнике, сжимают и вместе с дополнительно вводимым сероводородом снова используют для пред5варительной обработки щепы в реакторе, работающем под давлением. После спиженпя давления часть буферного раствора, не абсорбированного щепой, отделяют от нее, дополнительно вводят сульфатную жидкость или известь и снова направляют в реактор, При. мерно 0,9 фунт разбавленной сульфатной жид. кости абсорбируется 1 фунт сухой древесной щепы.Предварительно обработанную древесную щепу затем подают в реактор и варят в условиях обычных процессов сульфатной варки. Результаты показывают, что экономия сульфатной жидкости составляет примерно 2% по сравнению с количеством ее, используемым в обычных процессах без предварительной обработки.Как вариант метода сульфатной предварительной обработки, описанного выше, - пропитка древесной щепы разбавленным зеленым раствором либо известью. После пропитки свободный зеленый раствор отделяют от щепы и направляют на повторную пропитку, при этом к раствору добавляют определенное количество свежей варочной жидкости или извести. Пропитанную щепу затем подают в реакционный сосуд, работающий под давлением, где ее обрабатывают сероводородом в условиях, аналогичных тем, которые применяют при одновременной обработке разбавленным зеленым раствором и сероводородом. В конце реакции, протекающей под давлением, непрореагировавший сероводород отделяют от древесной щепы путем понижения давления, собирают в газо- сборнике, сжимают и снова используют. Обработанную щепу подают в реактор и подвергают сульфатной варке в обычных условиях.Как предварительную обработку, так иварку целлюлозы можно вести периодически или непрерывно. Процессы варки целлюлозы в среде соды, сульфитов щелочных металлов и сульфатов, а также процессы регенерации обычных химических реагентов, вызывающих образование пульпы, не зависят от предварительной обработки лигноцеллюлозных материалов сероводородом и буферным раствором.Как было отмечено выше, для процессовсульфатной варки предварительно обработанной щепы требуется примерно на 2% щелочи меньше (в пересчете на вес сухой древесины), чем количество ее, необходимое для обычных процессов сульфатной варки при условии одинаковой степени удаления лигнинов. Весьма существенным является то, что непрореагировавший сероводород собирают после предва рительной обработки древесной щепы, чтобы получить экономию, обусловленную увеличением выхода волокнистого материала в виде пульпы, и свести к минимуму загрязнение воздуха.В случае содовой варки древесную щепуподают в реакционный сосуд, работающий под давлением, и обрабатывают 6 - 9% серо водорода (в пересчете на сухой вес лигноце люлозпых материалов) в присутствии пр мерно 1 - 2 фунт карбоната натрия и 0,01 фунт окиси кальция на 1 фунт сухого л ноцеллюлозного материала. Температура акции повышается примерно до 127 С, в зультате этого давление увеличивается 9,8 - 11,2 кгс/см 2. В конце реакции давлен понижают и непрореагировавший серово род собирают в газосборнике. Пары серо дорода конденсируют, затем сжимают и вь е 5 10 ео. осте с добавленной порцией сероводорода с ва используют. для предварительной обраб ки лигноцеллюлозных материалов. Пос тснятия давления часть буферного раство а, чи неаб сор бированного древесной щепой и опилками, отделяют, дополнительно вно буферный раствор или известь и снова правляют в реактор,Предварительно обработанный лигноцелл лозный материал затем подают в автоклав подвергают варке в условиях, обычно при няемых для варки в среде соды. При ус вии предварительной обработки лигноцелл лозного материала на стадии варки расхо ят го 25 оеоюу- оаиаУла ем оая ы,неед- тосы ереткаерак, и ре- те- ар- ре- тется ле- он- ро- ни- тем 60 сжи ают и вместе с дополнительно вве ньи сероводородом их снова используют обу ботки лигноцеллолозныт матерна П 1 се снятия давления часть буферного р во%, неабсорбированного древесной щ ендля чов. астпой ему или опилками, отделяют, добадяют к 65 ют щелочи примерно на 1 оо меньше, чем личество ее в процессах варки без пред рительной обработки материала. Продол тельность варки также значительно сок 30 щается, как показано ниже в примерах 6 Можно также древесную щепу либо д гие лигноцеллюлозные материалы снач пропитывать буферным раствором, а за вводить сероводород в любой момент в п 35 цессе термообработки. Как предваритель обработка, так и стадия варки целлюло могут осуществляться периодически или прерывно, Стадия варки не зависит от пр варительной обработки, за исключением 40 го, что для приготовления волокнистой ма в виде пульпы с заданным остаточным со жанием лигнина, как указано выше, треб ся несколько меньшее количество щелочи. При получении целлюлозного полуфабр 45 та с использованием варки целлюлозусо жащего материала в среде сульфатов ще. ных металлов древесную щепу подают в р ционный сосуд, работающий под давление. обрабатывают 5 - 150/О сероводорода (в п 50 счете на вес сухого лигноцеллюлозного м риала) в присутствии примерно 1 - 2% боната натрия в пересчете на МаО (в п счете на вес сухого лигноцеллюлозного м риала). Температура реактора повыша 55 примерно до 132 С, в результате чего да ние увеличивается до 9,1 - 10,5 кг%я-. В це реакции давление снимают, непрореаг вавший сероводород собирают в газосбо ке, Пары сероводорода конденсируют, зТаблица 1 Крафт-целлюлоза, полученная по способу Свойства предлагаемому194 10,6 197 11,5 0,64 0,66 раствор сульфита щелочных металлов извести, снова направляют в реактор.Предварительно обработанный лигноцеллюлозный материал затем подают в автоклав и подвергают варке в условиях, применяемых в обычных процессах варки целлюлозы в среде сульфитов щелочных металлов. При использовании метода предварительной обработки лигноцеллюлозных материалов на стадии варки требуется примерно на 2% меньше химических реагентов, вызывающих образование пульпы, чем количество, применяемое в обычных процессах без предварительной обработки. Можно также сначала пропитывать древесные опилки и прочие лигноцеллюлозные материалы буферным раствором, а затем вводить сероводород в любой момент термообработки.Как предварительная обработка лигноцеллюлозных материалов, так и последующая стадия варки с целью получения целлюлозной пульпы могут осуществляться периодически, либо непрерывно. Протекание процесса на стадии варки не зависит от предварительной обработки материала, за исключением того, что для приготовления пульпы с данным остаточным содержанием лигнина, как указано выше, требуется несколько меньшее количество химических реагентов, вызывающих образование волокнистой массы.Для иллюстрации изобретения, включающего процесс сульфатной варки (получение крафт-целлюлозы) ниже приведены примеры, в которых процессы осуществляются в автоматически регулируемых установках,П р и м е р 1. Смесь щепы западного гемлока и дугласской пихты в соотношении 50: 50 с влажностью 48,7% помещают во вращающийся реактор, работающий под давлением, вместе с 0,20 фунт сульфатного зеленого раствора и 4,3 фунт воды на 1 фунт высушенной древесной щепы. Общее содержание в зеленом растворе солей натрия, таких как карбонат, гидроокись и сульфид, составляет до 2% от общего количества древесной щепы, Далее в реактор вводят 0,083 фунт сжатого сероводорода на 1 фунт высушенной древесной щепы и температуру реактора повышают до 124 С в течение 83 мин непосредственным нагреванием. Реакционную смесь выдерживают при этой температуре 79 мин, затем температуру постепенно в течение 41 мин снижают до 110 С. В процессе ряда последовательных реакций реактор непрерывно вращается, В результате изменений температуры давление сероводорода увеличивается с 8,82 при комнатной температуре до 10,08 кгс/сла при 127 С после общей продолжительности реакции 205 мин. В этот момент газ удаляют, затем свободный буферный раствор отделяют от древесной щепы и добавляют к нему сульфатную варочную жидкость, содержащую 16,5% активной щелочи. Процесс сульфатной варки проводят при следующих условиях: соотношение варочного раство 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ра и щепы 4,5:1; нагрев до 169 С в течение 104 мин, продолжительность реакции при этой температуре 120 мияПолученную в виде пульпы волокнистую массу промывают и затем измеряют перманганатное число с целью определения содержания лигпина в пульпе и общего выхода ее.Получают следующие результаты:Г 1 ерманганатное число по Таппи(40 мл) 22,9Выход пульпы (в пересчете на вессухой древесины) 49,4%Остаток на сите (в пересчете иа вессухой древесины) 0,5%,При обычном методе сульфатной варки целлюлозы из тех же партий древесины и в аналогичных условиях, но при использовании 18,2% активной щелочи (в пересчете на вес сухой древесины) выход пульпы составляет 43,4% и отходы 0,80/е (в пересчете на вес су. хой древесины) при перманганатном числе 22,9.В результате перемешивания в течение 35 мин с помощью желобкового смесителя целлюлозной пульпы из предварительно об. работанной и необработанной щепы получа ют полуфабрикат, свойства которого прива. дены в табл, 1. Выход целлюлозной пульпы 49,40/, (в пересчете на вес сухой древесины), перманганатное число 22,9. Мулле нРазрывная длина, км Кажущийся удельный вес сло- ев Из табл. 1 следует, что оба типа целлюлозного волокнистого материала незначительно отличаются один от другого по качеству при использовании одинакового количества щепы, подвергающейся перемешиванию. Отбеливание целлюлозного волокнистого материала, полученного по предлагаемому способу, а также сульфатной целлюлозной пульпы, описанной выше, методом шестистадийного процесса (СЕНДЕД) показало, что преимущества предлагаемого способа варки сохраняются. Выход отбеленной целлюлозной пульпы, полученной по предлагаемому способу, на 6% выше выхода пульпы при сульфатной варке (46 против 40% в пересчете на вес сухой древесины),П р и м е р 2. Смесь щепы гемлока и пихты, описанной в примере 1, обрабатывают в реакторе, работающем под давлением, смесью из 0,071 фунт сероводорода, 0,20 фунт сульфатного зеленого раствора и 4,1 фунт воды из расчета на 1 фунт сухой древесины. Н агреван нем тем пер атуру повыш а ют до 124 С в течение 93 мин, выдерживают при этой темТа блица 2 Крафт-целлюлоза,полученная по способу Свойства известномуМулле нРазрывная длина, клсКажундийся удельныйслоев 192 11,5 197 11,5 вес 0,66 0,67 Из табл, 2 следует, что оба типа целлюлозного волокнистого материала незначительно отличаются один от другого по качеству при использовании одинакового количества щепы, подвергающейся перемешиванию.Отбеливание волокнистой массы, полученной в процессе двухстадийной варки, а также обычной сульфатной целлюлозной пульпы, описанной в данном примере, методом шестистадийных операций отбеливания, показало, что по предлагаемому способу выход отбеленной пульпы на 5,3% выше, чем выход полуфабриката, полученного в обычном сульфатном процессе,П р и м е р 3, Щепу дугласской пихты с влажностью 45,2/, загружадот в реактор, работающий под давлением, вместе с 0,02 фунт пературе 95 лдин, затем постепенно в течение25 лдин снижают температуру до 118 С, Давление изменяют от 9,8 кгс/с,ц 2 при комнатнойтемпературе до 9,38 кгс/сл 2 при 127 С (максимальный температурный предел) и до7,56 кгс/си 2 при конечной температуре процесса 118 С, В конце 213 лин реакции давлениев реакторе сбрасывают.Свободный буферный раствор отделяют отщепы и для предварительной обработки щепыподают сульфатную варочную жидкость, содержащую 16,5,активной щелочи (в пересчете на вес суой древесины). Сульфатнуюварку целлюлозы проводят в условиях примера 1, После промывания целлюлозная пульпа. имеет перманганатное число по Таппи(40 лл) 23.5, Выход (в пересчете на вес сухой древесины) 49,8%, остаток на сите (в пересчете на вес сухой древесины) 0,6%,При обычном методе сульфатной варки целлюлозы из тех же партий древесины в аналогичных условиях, но при использовании 17,5%активной щелочи (в пересчете на вес сухойдревесины) выход пульпы составляет 43,3%,отходы (остаток на сите) 0,8 о(в пересчетена вес сухой древесины), перманганатное число 23,5.В результате перемешивания в течение35 лдик с помощью желобкового смесителяцеллюлозной пульпы из предварительно обработанной и необработанной щепы получаютполуфабрикат, свойства которого приведеныв табл. 2. Выход целлюлозной пульпы 49,8%(в пересчете на вес сухой древесины), перманганатное число 23,5.10 80 лдин реактор непрерывно вращается, в тчение остальных 120 яин его останавлива тчерез каждые 10 мик,В результате изменения температуры даление в реакторе снижается с начально о9,94 кгс/сна при комнатной температуре о10,4 кгс/см 2 при максимальной температу е128 С и до 6,72 кгс/ся 2 при конечной темпертуре реакции 93 С, В конце 200 лпин реакциидавление в реакторе сбрасывают, свободныйбуферный раствор отделяют от древесн йщепы. Затем к древесной щепе добавля тсульфатную варочную жидкость, содержацду о15,5% активной щелочи (в пересчете на в ссухой древесины). Сульфатную варку целлюлозы ведут в условиях примера 1, но раств ри древесную щепу берут в соотношении 4,2;Промытая целлюлозная пульпа имеет пе -манганатное число по Таппи (40 лл) 24Выход (в пересчете на вес сухой древесинь )52,7%, остаток на сите (в пересчете на в ссухой древесины) 0,4%,При обычном методе сульфатной варки це,люлозы из тех же партий древесины и в анлогичных условиях, но при отношении ваво ного раствора к древесине равном 4,5 - 1 ипри использовании 17,8% активной пдело и(в пересчете на вес сухой древесины) вых дцеллюлозной пульпы составляет 43,9% и о -ходы (остаток на сите) 1,7% (в пересчете авес сухой древесины) при перманганатном ч дсле 23,8.В результате перемешивания в течен е35 лик с помощью желобкового смесите. яцеллюлозной пульпы из предварительно обрботанной и необработанной щепы получа тполуфабрикат, свойства которого приведе ыв табл. 3. Выход целлюлозной пульпы 52,7/в(в пересчете на вес сухой древесины), пеманганатное число целлюлозной пульпы, плученной предлагаемым способом 24,3, пул.пы, полученной методом обычной сульфатн йварки, 23,8,ТаблицаЗ за,по 1 92 12 Мулле назрывная длина, кмажущийся уде.льный весслоев 0,6 15 20 25 30 35 40 45 50 55 карбоната натрия и 4,2 фунт воды, приходщимися на 1 фунт высушенноп древесинЗатем в реактор подают сжатый сероводороав количестве 0,070 фунт на 1 фунт высушенной щепы и температуру реактора повьппа. т до 125 С в течение 80 иик путем непосре. ственного обогрева. Реакционную смесь в держивают при этой температуре 90,чик, п сле чего температуру постепенно, в теченд 30 яин, снижают до 93 С. В течение первь318235 12 Таблица 5 Крафт-целлюлоза,полученная по способу Свойства предлагаемомуТаблица 4 Крафт-целлюлоза, полученная по способу 190 11,7 197 11,6 Свойства предлагае- известмому ному60 0,66 0,67 192 10,8 184 9,65 0,650 , 0,645 Из табл, 3 видно, что оба типа целлюлозного волокнистого материала в виде пульпы незначительно отличаются один от другого по качеству при использовании одинакового количества щепы, подвергающейся перемешиванию.Пример 4. Щепу дугласской пихты, описанной в примере 3, обрабатывают в реакторе, работающем под давлением, 0,070 фунт сероводорода, 0,005 фунт окиси кальция и 4,2 фунт воды, приходящимися на 1 фунт высушенной древесины. Температуру реактора повышают в течение 40 мин до 125 С путем непосредственного нагрева и поддерживают на этом уровне в течение 80 лин, затем температуру постепенно, в течение 40 мин, снижают до 93 С.В течение первых 82 мин реактор, работающий под давлением, непрерывно вращается, в остальные 202 мин реакции его останавливают через каждые 10 мин, Начальное давление в реакторе 10,15 кгс/см 2 при комнатной температуре возрастает до 10,36 кгс/см 2 при максимальной температуре 129 С и уменьшается до 7,35 кгс/см- при конечной температуре реакции 104 С. Далее давление в реакторе сбрасывают, свободный буферный раствор отделяют от древесной щепы и вводят 15,5% активной щелочи (в пересчете на вес сухой древесины) и предварительно обработанной древесной щепе.Сульфатную варку целлюлозы ведут в условиях примера 3.Промытая целлюлозная пульпа имеет перманганатное число по Таппи (40 мл) 24,8. Выход (в пересчете на вес сухой древесины) 50,0%, отходы (остаток на сите) (в пересчете на вес сухой древесины) 0,9%.Как указано в примере 3, при обычном методе сульфатной варки из той же древесной щепы выход целлюлозной пульпы составляет 43,9 з/О и отходы( остаток на сите) 1,7% (в пересчете на вес сухой древесины) при перманганатном числе 23,8.В результате перемешивания в течение 35 мин с помощью желобкового, смесителя целлюлозной пульпы из предварительно обработанной и необработанной щепы получают полуфабрикат, свойства которого приведены в табл, 4. Выход целлюлозной пульпы 50% (в пересчете на вес сухой древесины), перманганатное число пульпы, полученной по предлагаемому способу, 24,8, пульпы, полученной методом обычной сульфатной варки, 23,8. Мулле нРазрывная длина, кмКажущийся удельчгяй весслоев 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Из табл. 4 видно, что оба типа целлюлозного волокнистого материала в виде пульпы незначительно отличаются один от другого по качеству при использовании одинакового количества щепы, подвергающейся перемеши ванию.П р и м е р 5. Смесь древесной щепы гемло ка и пихты, описанную в примере 1, обраба тывают в реакторе, работающем под давлени ем, 0,067 фунт сероводорода, 0,089 фунт кар. боната кальция и 4,5 фунт воды, приходя. щимися на 1 фунт высушенной древесины. Температуру реактора повышают до 125"С путем непосредственного нагрева в течение 87 мин и поддерживают на этом уровне в течение 80 лшн, после чего температуру постепенно снижают до 111 С в течение 40 мин, Начальное давление изменяется с 10,15 кгс/смя при комнатной температуре до 8,4 кгс/сл при максимальной температуре 125 С и до 6,86 кгс/слез при конечной температуре 118 С. В конце 207 мин реакции давление сбрасывают, свободный буферный раствор отделяют от щепы. Затем в реактор к предварительно обработанной щепе добавляют сульфатную варочную жидкость, содержащую 16,5% ак. тивной щелочи (в пересчете на вес сухой древесины). Сульфатную варку ведут в условиях примера 1.Промытая пульпа имеет перманганатное. число по Таппи (40 мл) 23,7. Выход (в пере. счете на вес сухой древесины) 48,8%, отходы (остаток на сите) (в пересчете на вес сухой древесины) 0,3%,Как указано в примере 2, при обычном методе сульфатной варки выход целлюлозной пульпы составляет 43,3% и отходы 0,8% (в пересчете на вес сухой древесины) при перманганатном числе 23,5.В результате перемешивания в течение 35 мин с помощью желобкового смесителя цеплюлозной пульпы из предварительно обработанной и необработанной пульпы получают полуфабрикат, свойства которого приведены в табл. 5. Выход пульпы 48,8% (в пересчете на вес сухой древесины), перманганатное число пчльпы, полученной предлагаемым способом, 23,7, пульпы, полученной обычным методом сульфатной варки, 23,5,Мулле нРазрывная длина, клКажущийся удельный весслоев Из табл. 5 видно, что оба типа целлюлозного волокнистого материала незначительно отличаются один от другого по качеству прииспользовании одинакового количества щепы, подвергающейся перемешиванию,Пример 6. 1 Цепу осины из области Уайткор 1 северо-западного Ллберто, содержащую 55% влаги, помещают в стационарный реактор, работающий под давлением, с пиркулирующей в нем жидкостью, вместе с водным раствором, включающим 16,8% гидроокиси назрия, рассчитанным по окиси натоия и в пересчете на вес абсолютно сухой древесины. Темпер атуру жидкости повыш аю г до 170 С в течение 105 мин путем пропускания ее через теплообменник. Эту темпера гуру поддеркивают в течение 150 иин, Затем содержимое реактора выдувают под давлением в продувочный бак.При обычном методе варки целлюлозы в среде соды получают следующие результаты:Перманганатное число по Таппи (40 мл) 9,6,Выход материала, прошедшего через сито с отверстиями 0,305 мм (в пересчете на вес абсолютно сухой древесины), 50,2%.Отходы (остаток на сите) (в пересчете на вес аосолютно сухой древесины) 0,5%.При отбеливании делигнированной сосновой пульпы, полученной при содовой вапке, избыточным количеством хлорита нагрия и уксусной кислоты получают следующие результаты: выход (в пересчете на вес сухой древесины) 49,3%, яркость по Элрефо 75,1.Прп перемешивании этой пульпы го тандартному методу в келобковых смеспгелях получают следующие результаты:Продолжительность перемешивания, лм 9 28Степень помола по канадскому стандарту, мл 500 300 Муллен 96 117 Разрывная длина, км 6,8 9,6 Раздир 109 97 Плотность слоя 0,66 0,76 Яркость 36,5 32,7 П р и м е р 7. Щепу сосны, описанную в примере 6, обрабатывают в реакторе, работающем под давлением, описанном в примере б, б,о% сероводорода и водным раствором, содержащим 1,4% карбоната натрия, рассчитанного по окиси натрия, в пересчете на вес сухой древесины, Температуру раствора ;ювышают до 130 С в течение 33 мин и реакционную массу выдерживают при этой температуре 39 мин. Максимальное давление 9,98 кгс/см 2 было достигнуто при максимальной температуре. В начале предварительной обработки рН раствора карбоната натрия составляет 11, в конце процесса снижается до 8,3.Неизрасходованный в реакции сероводород удаляют из реактора путем снижения давления, и израсходованный раствор отделяют от предварительно обработанной древесной щепы путем отсоса. К обработанной щепе добавляют содовую варочную жидкость, содержащую 15,7% гидроокиси натрия в расчете на окись натрия и в пересчете на вес абсолютно5 10 15 ЗО 35 40 45 55 60 65 20 50 сухой древесины, Температуру раствора повышают до 170 С в течение 67 мин и поддер.кивают эту температуру 120 лтн. Это время намного более короткое, чем приведенное в примере 6 для содовой варки целлюлозы без предварительной обработки целлюлозы. Таким образом, продолжительность двухфазовой, обработки - время предварительной обработки плюс время варки - практически то же, самое, что и время содовой варки целлюлозы без предварительной обработки (259 против 255 лик).В процессе содовой варки целлюлозы с предварительной обработкой древесной щепы получают следующие результаты:Перманганатное число по Таппи(40 мл) 9,0Выход измельченной целлюлознойпульпы (в пересчете на вес абсолютно сухой древесины), % 55,1Отходы (остаток на сите) (в пересчете на вес абсолютно сухойдревесины), оо 0,2Сероводород, абсорбированныйпредварительно обработаннойдревесной щепой (в пересчетена абсолютно сухую древесисину), % 0,97Сравнение этих данных с данными, приве денными в примере 6, показывает, что уве личение выхода целлюлозной пульпы в слу чае применения предварительной обработк древесины, наблюдается и после полного да ления лигнинов, что обусловлено стабилиза цией углеводородов древесины. Кроме того отбеленная пульпа содовой варки, полччент ная с применением предварительной обработ ки древесины, имеет яркость на порядок выше чем яркость содовой пульпы, полученно 1 обычным методом без предварительной об, работки древесины.При перемешивании этой пульпы в стан дартном желобковом смесителе получают сле дующие результаты:Степень помола по канадскому, мл 500 300Продолжительность перемешивания, лин 1 23Мулл ен 75 138 Раздир 115 98 Разрывная длина, кл 7,4 9,9 Плотность слоев 0,67 0,79Яркость 37 32,2 Из приведенных данных видно, что качство пульпы содовой варки, полученной с и- пользованием предварительной обработкдревесной щепы, несколько выше качеств пульпы содовой варки, описанной в примре б. Предварительно обработанная пульп содовой варки отбеливается намного легч, что удешевляет бумажное производство и пвышает муллен при степени помола по кнадскому стандарту 300 мл.П р и м е р 8. Опилки западного гемлока )с лесопильного завода юго-восточной Бритаф318235 15 16 10 15 Сито Уильямса дляклассификациидревесной щепы5/83/83/161/81/32 Остаток на сите, %30 35 40,0 ской Колумбии помещают во вращающийся реактор, работающий под давлением, снабженный паровой рубашкой. Содержание влаги в опилках примерно 45%, и распределение частиц по размерам следу(ощее: Проход через сито 3/32 составляет 34,2%.Раствор гидроокиси натрия, содержащий 20,9% КаОН (в расчете на КаО и пересчитанный на вес сухой древесины), добавляют к древесным опилкам и температуру внутри реактора повышают с 21 до 170 С в течение 38 мин. Эту темпер атуру поддерхкивают 80 мгэик. Затем содержимое автоклава выдувают при давлении примерно 6,3 кгс/см 2 в продувочный бак,Получают следующие результаты: Пер манганатное число по Таппи(40 мл) 26,5 17,9Выход целлюлознойпульпы (в пересчете на вес сухойдревесины), % 41,7Отходы (остаток насите) (в пересчетена вес сухой древесины, % 0 0Данные экстраполирования получены изкривых, показывающих взаимосвязь выходацеллюлозной пульпы с перманганатным числом для данного исходного сырья. При удалении лигнинов из пульпы содовой варки сперманганатным числом 26,5) избытком хлорита натрия и уксусной кислоты (для регулирования рН раствора) получают следу(ощие результаты: выход целлюлозной пулыь(после удаления лигнинов хлоритом в пересчете на абсолютно сухой вес пульпы 94,7%,в пересчет на абсолютно сухую древесину39 5%,П р и м е р 9. Опилки гемлока, указанные впримере 8, обрабатывают во вращающемсяреакторе, работающем под давлением, описанном в примере 8, 9,4% сероводорода и1,4% водного раствора карбоната натрия (впересчете на вес сухих древесных опилок),Температуру реактора повышают до 126 С втечение 19 мин и поддерживают эту температуру 43 дьин. Давление возрастает до9,8 кгс/см 2. После 43 мин выдержки газ удаляют из реактора путем сброса давления исобирают в газосоорнике для повторного использования. Свободный водный раствор удаляют отсосом.К предварительно обработанным древесным опилкам добавляют раствор гидроокиси натрия, содержащий 20,9% КаОН, выраженный через КаО (в пересчете на сухую древесину), и температуру повышают с 21 до 170 С в течение 25 мин и выдерживают при этой температуре 80 лин. После этого содержимое реактора выдувают под давлением примерно 6,3 кгс/сл 2 в продувочный бак.При получении пульпы с предварительной обработкой древесины были получены следующие результаты: Перманганатное число по Таппи(40 лл) 17,9 Выход целлюлозной пульпы (впересчете на вес абсолютно сухой древесины), % 46,0 Отходы (в пересчете на вес абсолютно сухой древесины), % 0,1 При сравнении этих данных с данными,приведенными в примере 8, видно, что выход целлюлозной пульпы из предварительно обработанных древесных опилок значительно выше, чем выход целлюлозной пульпы из необработанных опилок.В результате удаления с помощью хлорита натрия и уксусной кислоты лигнинов из предварительно обработанной пульпы содовой варки при тех же условиях, что и в примере 8, выход целлюлозной пульпы в пересчете па вес абсолютно сухой пульпы 97,7%, на вес абсолютно сухой древесины - 45,0%.Приведенные данные показывают, что повышенный выход пульпы, получаемый в случае предварительной обработки древесины,40 сохраняется после удаления лигнинов и, следовательно, указывает на стабилизацию углеводов древесины, при содовой варке целлюлозы. Углеводы древесины подвергаютсяразложению.45 Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение, включающее метод варкацеллюлозы в среде сульфатов щелочных металлов,П р и м е р 10, Целлюлозный волокнистый50 материал получают без предварительной обработки древесины.Смесь щепы западного гемлока и дугласской пихты в соотношении 60:40 с содержа.нием влаги примерно 50% загружают в ста 55 ционарный реактор, работающий под давлением, вместе с водным раствоном, включаю.щим 30% сульфита натрия и 18% гидроокисинатрия (в пересчете на вес сухой древесины).Температуру повышают примерно с 21 до60 180 С в течение 105 дин путем пропусканияраствора через теплообменник. Эту температуру поддерживают 105 мин, затем реакци.онную смесь выдувают в продувочный бак.Пульпу промывают, пропускают через сито и65 определяют ее выход и перманганатное число.Составитель С. Котова Текред Л. Куклина Корректор Л. Орлова 1 зедактор Л, У 1 иакова Заказ 353416 Изд. М 1461 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Козн 1 тетн по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж.35, Раушская наб., д. 4(5 Типография, пр. Сапунова, 2 Результаты следующие:Перманганатное число по Таппи(40 лтл) 23,4Выход пульпы (в пересчете на вессухой древесины), оо 41,1 5Отходы (в пересчете на вес сухойдревесины), % 1,5После перемешивания целлюлозной пульпы в стандартном желобковом смесителе в течение 35 яин получают следующие результаты: 10пуллен 193 Разрывная длина, клг 12,2 Кажущийся удельный вес слоев 0,68 П р и м е р 11. Целлюлозный волокнистый материал получают с предварительной обра боткой древесины.Смесь древесной щепы того же состава, что и в примере 10, обрабатывают в таком же реакторе, работающем под давлением, 7,2% сеРоводоРода и 1,4 в 7 о каРбоната натРиЯ, Рас считанных на вес сухой древесины. Реакционную смесь нагревают до температуры 132 С в течение 30 лин и давление повышают до 9,52 кгс/сла. Эту температуру поддерживают 36 л 1 ин, затем неизрасходованный сероводо. род удаляют путем сброса давления, свободную жидкость отделяют отсосом. Далее водный раствор, содержащий 29,0 ого сульфита натрия и 17,2% гидроокиси натрия, добавляют к предварительно обработанной древесной 30 щепе, и процесс ведут по тому же температурному режиму, что и в примере 10. Полученную целлюлозную пульпу промывают, пропускают через сито и определяют перманганатное число и выход. 35Результаты следующие:Перманганатное число по Таппи(40 лл) 22,3Выход пульпы (в пересчете на вессухой древесины), % 469 40 Отходы (в пересчете на вес сухойдревесины) - остаток на ситес отверстиями размером0,305 лчлт, % 0,8Сравнение этих данных с результатами, 45 приведенными в примере 10, показывает, что предварительная обработка древесины сероводородом в присутствии небольшого количества карбоната натрия увеличивает выход 18пульпы, пропущенной через сито, примерно на 6% (в пересчете на вес сухой древесины), и уменьшает отходы, остающиеся на сите, с 1,5 до 0,8 а 7 о (в пеРесчете на вес сУхой дРеВесипы) .Для получения целлюлозной пульпы с пер- манганатпым числом по Таппи от 22 до 23 требуется несколько меньшее количество сульфита натрия и гидроокисп натрия прп, варке предварительно обработанной древесины,Б результате перемешивания пульпы в стан-, дартном желобковом смесителе в течение 35 яин, полученной методом варки целлюлозы в среде сульфита щелочного металла с предн варительной обработкой древесины, получа ют следующие результаты:Мулле н 18,4 Разрывная длина, кл 1 1,6 Кажущийся удельный вес слоя 0,67 Из этих данных видно, что качество пульпы полученной при варке целлюлозы в среде сульфита щелочного металла с предваритель- ной обработкой древесины, аналогично каче- ству пульпы, полученной в примере 10. Предмет изобретения1. Способ получения целлюлозного волок, нистого полуфабриката путем обработки целлюлозусодержащего растительного материалц щелочным варочным раствором при повышен ных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, целлюлозусодержащий раститель ный материал предварительно обрабатывают сероводородом при температуре 93 - 165 С Й давлении 5,6 - 35 кгсуслв в присутствии буферного р аствора.2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, чтс процесс обработки сероводородом ведут при температуре предпочтительно 127 - 129 С давлении предпочтительно 9,8 - 10,5 кгсс,и 2,;3, Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем что в качестве буферного раствора применяют окись натрия, гидрат окиси натрия, карбонат натрия, сульфид натрия, окись кальция, кар- бонат кальция,