Способ получения сульфатной целлюлозы — SU 1491920 (original) (raw)
(19) (11) 2 21 СЗ/ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕ07 НРЫТИЯ ОПИСАН И К АВТОРСКОМУ Е ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ хнологическ умажной про Катся к произюпозы и позво люпозы и при яэнен днов ости(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТНОЦЕЛЛЮЛОЗЫ(57) Изобретение относиводству сульфатной целлляет снизить жесткость целулучшить споСобность ее к отбелодновременном уменьшении эагр Изобретение относится к целлюлозо-бумажной промышпенности и может быть использовано при производст сульфатной целлюлозы для различи видов бумаг.Целью изобретения является снижение жесткости целлюлозы и улучшен способности ее к отбелке при о ременном уменьшении загрязненн окружающей среды и сохранении выхода целлюлозы.Предлагаемый способ осуществляют путем подачи в варочный аппарат целлюлозосодержащего сырья и белого сульфатного щелока, подъема темпера туры до конечной, эаменой в стадии ности окружающей среды и сохранениивыхода целлюлозы. Барочный сульфатный щелок и целлкдозосодержащее сырьедревесную щепу подают в варочный аппарат, поднимают температуру до ко",нечной. При 100-140 С часть щелокав количестве 20-603 от объема, поданного в варочный аппарат щелока, отбирают и заменяют аликвотным объемомчерного сульфатного щелока. Отобранную часть щелока окисляют до степениконверсии сульфида натрия в тиосульфат 30-1007. На стадии варки приконечной температуре 165-170 фС в момент, соответствующий 1/3 продолжительности стадии варки, часть щелоказаменяют окисленной частью щелока,отобранной на стадии подъема температуры. После завершения варки целлюлозу промывают и сортируют. 1 з.п. (ф-лы, 3 табл. подъема температуры части варочногощелока аликвотным объемом щелока от .(предыдущей варки и варки при конечной Ь 1,температуре, причем варочный щелок,отобранный в стадии подъема температуры, окисляют до степени конверсиисульфида натрия в тиосульфат натрия30-ООЖ, при этом аликвотный объемщелока, для замены щелока, отобранного в стадии подъема температуры,берут после завершения предыдущейвамварки и в момент, соответствующий1/3 продолжительности стадии варкипри конечной температуре, производят замену отработанного черного щелока окисленным щелоком, отобранным1491920ц с та ц 1 подъема теьп ературыКроме 1 ля сохрацция постоянным гпроцый щелок направляют на регенерацию.Барочный щелок отбирают при 100140 С, исходя из того, что оц содержит максимальное количество перешедших в раствор недеструктированцых ге мицеллюпоэ. При этом лигниц переходит в раствор в очень малоФстепеци и имеет сравнительно небольшую молекулярцую массу.В присутствии гемицеллюлоэ и ниэ комолекулярных фенольных фракцийлигнина сульфид натрия легко окисляется воздухом или другим киспродосодержащим газом. Перевод сульфида натрия в тиосульфат натрия препятст вует образованию летучих вредных сернистых соединений в процессе варки, при этом одцоврмеццо повышается содержание свободного едкого натра, что положительно влияет ца скорость де лиг цфикацик. Способ осуществляют следующим образом,Варочный сульфатный щелок и целлюлоэосодержащее сырье подают в варочный аппарат, поднимают температуру в интервале температур от 100до 140 ОС, отбирают часть щелока вколичестве 20-60 Е от объема поданнойв аппарат варочной жидкости,акисляют кислородосодержащим газом дсстепени конверсии сульфида натрия втиосульфат натрия 30-1007., подогревают до температуры, соответствующейтемпературе в варочцом аппарате, иподают в момент, соответствующий 1/3продолжительности стадии варки прикоцечной температуре, отобрав препварительцо соответствующий объем варочцого щелока с высоким содержаниемлигина, который направляют на регецерацию. того в период попъема температуры отбрают варочцы щелок в количест - ве 20-607 от пер иоцача. т ьцого эапц нного объема.Приспользовани предлагаемого способа повьппаются выход и прочностные г войства целлкг 1 озы эа счет того, что гемицецлюлозы, перешедппюе в раствор в стадии пронтки, при подаче затем этого 1 пелока в эаключтельной стадии варл апсорбируются волокном, улучшается активность процесса за счет повышения концентрации гидроксильцых ионов ца заключительной стадии варки и протектирующего воздействия на целлюлозу гемицеллюлоэ, содержащихся в подаваемом щелоке. Сульфид натрия в белом щелоке в процессе заварки, когда интенсивно растворяются гемицеллюпозы, оказывает стабилизирующее действие на углеводную часть древесины, На стадии подъема температуры щелок отбирают и окисляют до перевода сульфипа натрия в тиосульфат натрия 30-1003 и подают в момент, соответствующий 1/3 продолжительности стадии варки при конечной температуре, отобрав предварительно аликвотное количество черного щелока с высоким содержаниемлигцина, Это способствует снижениюсодержания сернистых соединений в парогазовых выбросах, снижает жесткостьконечного продукта и существенноулучшает его белимость,моду.1 я парк и сцжс ция цагрузки цавыларку нарочный щелок с высоким содержалим гемицеллюлоз, отобранныйца стад подъема температуры при100-140 С, заменяют таким же образомч .рцого щелока, отделенного от выдуваемой з котла массы. Остальной черЗамена в момент, соотвепствующии1/3 продолжительности стадии варкипри конечной температуре, варочногораствора с высоким содержанием лиг нина ца щелок с низким содержаниемлигцица приводит к тому, что целлюлоза после заверпения варки имеетболее низкое содержание адсорбированного лигцица и потому легче отбе лицается,Пр и м е р 1. На лабораторнойваро .ной ус",ацовке с рециркуляциейщелок в и с устройством для отбора иподач щелоков в процессе делигнифи кации проводят варки соснов кой щепы дополучения обычной белимой целлюлозы(жесткость 30-35 пермацганатных единиц) и целлюлозы с низким содержанием лигцина (жесткость около 20 перманганатных единиц). Общий расходэффективной щелочи ца варку (с учетом добавки черного щелока) составляег в зависимости от жесткости целлюлоэы соответственно 17-197 в ед.ХаО. Гидромодуль варки составляет6: 1, Температурный режим: подъем температуры до 170 С 120 мин.Ро предлагаемому способу на стадии подъема температуры при достиже91920 40 45 50 55 5 14 нии температуры 130 С отбирают 357 всей варочной жидкости, возмещая ее таким зе объемом черного щелока, который бып отобран в конце процесса предыдущей варки.Отобранный щелок с содержанием гемицеллюлоз 8,1 г/л окисляют воздухом на лабораторной окислительной установке при 90 С и расходе воздуха 50-100 объемов на один объем щелока до степени конверсии сульфида натрия в тиосульфат 30-1002. По истечении 30 мин стадии варки при конечной температуре производят замену 353 отработанного черного щелока на окисленный щелок, отобранный на стадии подъема температуры, ПосЛе завершения варки целлюлозу промывают, сортируют, определяют выход, жесткость и показатели механической прочности.Варку щепы в соответствии с известным способом проводят по аналогичному температурно-временному резиму. Варочный щелок от предыдущей варки, отобранный на стадии подъема температуры при 130 С, добавляют в количестве 353 от общего объема варочной жидкости к белому щелоку. При достижении температуры в автоклаве 130 С отбирают 353 щелока от объема варочной жидкости, заданной на варку, и восполняют таким же объемом воды или белым щелоком из расчета расхода эффективной щелочи на варку 17 и 19 Х в единицах НаО.В табл1 приведены результаты варок сосновой щепы по известному и предлагаемому способам, при степени конверсии сульфида натрия в тиосульфат натрия 30, 100 и 70 Ж и расходе эффективной щелочи на варку 17 и 193 в единицах НаО.Из представленных данных видно, что при варках сосновой щепы по предлагаемому способу жесткость целлюлозы снизается на 3,7-4,3 перманганатных единиц при небольшом увеличении выхода полуфабриката, при этом повышается показатель механической прочности за исключением показателя сопротивления раздиранию..Существенно снижается содержание вредных сернистых соединений в парогазах. При степени конверсии сульфида натрия в тиосульфат натрия 303 их общее количество снижается на .1/3, а при степени конверсии сульфида натрия в тиосульфат натрия 1007. почтив 3 раза.В табл. 2 представлены составы 5щелоков отобранных на стадии подьема температуры при варке сосновойщепы в интервале температур 80-150 С.оС увеличением температуры возрастает количество растворенных гемицел 110 люлоз, но одновременно возрастаетсодержание перешедшего в растворлигнина. Поэтому целесообразно отбирать щелока при температуре, непревышающей 140 С.П р и м е р 2, На варочной установке, описанной в примере 1, проводят варку березовой щепы. Гидромодульсоставляет 6: 1. Расход эффективнойщелочи на варку 173 в ед. НаО. Подьем температуры до 168 С 120 мин, варка на конечной температуре 90 мин.По предлагаемому способу при достижении температуры в автоклаве 120 фСотбирают 20 и 602 всей варочной зид кости, возмещая ее таким зе объемомчерного щелока, который отбирают вконце предыдущих вар 1 к. Отобранныйщелок окисляют аналогично описанномув примере 1 до степени конверсии З 0 сульфида натрия в тиосульфат натрия707. По истечении 30 мин, стадииварки при конечной температуре производят замену отработанного черногощелока на окисленньв, отобранный настадии подъема температуры.35Варку березовой щепы в соответствии с известным способом проводят по аналогичному температурному графику. Отбор и добавку щелоков осуществляют так зе, как и в примере 1, отбирая соответственно 20 и 607 объема вароч ного щелока.Результаты варок представлены в табл. 3.Полученные данные свидетельствуют о том, что при варках по предлагаемому способу по сравнению с известным, при равном выходе полуфабриката и близких показателях механической прочности, жесткость целлюлозы снижается на 2,9-3,8 перманганатных единиц и существенно снижается содержание вредных сернистых соединений в парогазах.Эффект повышается при увеличении объема окнсляемого щелока, однако отбор его вьппе 607 от общего объема варочной жидкости на практике вызывает трудности,1491920 1блица 1 едлагаеиоиу способу со сте хонверсни Иаа в ЯатВтОЗ 702 длагаеио у со сте конверсии Яа 4 еоа 002 19 9 45,35 аа,6 46,44,5 46,1 а,э Зестхоств3 еанганатнмеанцнУавривнаа 9,9 19,5 29ОО 1135 20,1 30,дли9100ениечислодереги 3250 600 1135 55 О 111 ОО на, иСодротивлавлоиудвойнВФбовСодрраСодродрода 2950 3200 2950 00 2950 95 1 эао отявлениеадираюв, Ю 1тивлениЬвава ннв,2 ОО 1 ЗОО 320 1230 130 706 7 ОЬ,36 Содераание дурновахнуеих серт анствюс соединенийийдарогаво оа снеся сдувох, г/л:сероводород иетилиерхад- тан 30 27 О 2 З 290 260 590 509 202 1 Ь 216 20 436 40 Ь 54 з 1 оЗЬ 9 372 Ь 5 7 Э 47 Ь 596 115 О суме дунт 9 Ь 7 Отбелка полученной целлюлозы по схеме: хлорирование - щелочение обработка двуокисью хлора - щелочение - обработка двуокисью хлора - кисловка показала, что при равном расходе химикатов на отбелку белизна целлюпоэы, полученной по предлагаемому способу, йа 5-7% вььпе, чем целлюлозы, отбеленной по известному способу при равном выходе после отбелки.Для достижения равной белизны в предлагаемом способе расход химикатов на 20-25% ниже и, следовательно, снижается соответственно нагрузка на окружающую среду.Способ легко осуществить в промышленных условиях, не требует замены имеющегося оборудования для проведения варок целлюлозы и регенерации щелоков. Способ может быть успешно использован в процессе непрерывной варки,Формула изобретения 1. Способ получения сульфатной целлюлозы, включающий подачу в варочный аппарат целлюлоэосодержащего сырья и белого сульфатного щелока,стадию подъема температуры до конечной с отбором на ней части нарочного 5щелока лри 100-140 С и заменой ееаликвотным объемом щелока и стадиюварки на, конечной температуре, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью снижения жесткости целлюлозыи улучшения способности ее к отбелкьпри одновременном уменьшении загрязненности окружающей среды и сохранении выхода целлюлозы, отобраннуюна стадии подъема температуры частьварочного щелока окисляют до степениконверсии сульфида натрия в тиосульфат натрия 30-100%, замену отобранной части осуществляют черным сульфатным щелоком, а в момент, соответствующий 1/3 продолжительности стадии варки на конечной температуре,часть щелока отбирают и заменяюталиквотным объемом окисленной частищелока, отобранного на стадии подьема температуры.2. Способ по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что часть щелокаотбирают в количестве 20-60% от объема поданного в аппарат щелока,еативнод аелочи, 2 ел. Наео14919 20 Таблица 2 Показатели при температуре варки, Со Состав кампоиентов 150 140 120 90 80 окисленныйщелоксо степенью окисленнный щелок состепенью не окисл енныйщелок конверсии 307. конверсии1007 ИаОН, г/л КаОИаБ, г/л НаОИаБО, г/лМаОГемицеллюпозав растворе, г/лЛигнии в растворе, г/л 14,0 3,2 11,9 3,04 12,6 2,16 13,8 8,62,94 6,22,81 13,3 3,12 0,67 2,73 0,59 0,62 0,53 1,51 0,57 7,8 11,0 13,5 8,7 8,1 1,2 3,9 6,9 1,28 1,34 2,7 0,25 0,6 1,17 Таблица 3 Параметры спо- соба Известный способ Предлагаемые способ При замене203 объемаварочногощелока При замене 203объемаварочногощелока При замене 603объемаварочногщелока При замене 603 объема варочногощелока Расход, й 51 Жесткость, перманганатныеединицы 1 Разрывная длина, мСопротивлениеизлому, числодвойных пере-гибовв 2750 Сопротивлениераздиранию, Ю 740 Сопротивлениепродавливанию, кПа 592 Содержаниевредных сернистых соединений в парогазовойсмеси сдувокцеллюлозы, г/л:сероводород 107ме тилмеркаптан 894сумма продуктов 1813 52,8 52,4 8,15,8550 14,5 8550 3100 72 57 587,97 1888 75