Способ получения волокнистого полуфабриката — SU 1130634 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 064 А 19) 11 1 сзог ИПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНО вого УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕГЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ленинградский ордена ТрудоКрасного Знамени технологическийинститут целлюлозно-бумажной промьппленности(56) 1, Патент США В 4012820,кл. 162-65, 1977,2, Авторское свидетельство СССРН 785402, кл. В 21 С 3/02, 1978(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЛ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА, включающий обработку исходного целлюлозосодержащегосырья белым щелоком в присутствииароматического кетосоединения и введение соли марганца или меди, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения выхода целевогопродукта и снижения загрязненностиокружающей среды, перед обработкойсырья белый щелок окисляют до степени превращения сульфида натрия в тиосульфат и полисульфид 30-1003, а введение соли марганца или меди осуществляют в процессе окисления щелока.1 11306Изобретение относится к целлюлоз но-бумажному производству, в частности к способам щелочной варки целлюлозосодержащего сырья с получением волокнистых полуфабрикатов, используемых для производства бумаги и картона различного назначения.Известен способ делигнификации лигноцеллюлозного материала щелочным раствором в присутствии циклического О кетосоединения 13.Однако применение натронных щелоков не дает возможность получать целлюлозу с удовлетворительным выходом при экономически целесообразном количестве добавки, а использование антрахинона и его аналогов при сульфатных и полисульфидных варках не решает проблемы снижения выбросов дурнопахнущих сернистых соединений.Наиболее близким по технической 45 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ по"лучения волокнистого полуфабриката путем обработки исходного целлюлозо содержащего сырья щелочным реагентом в присутствии ароматических кетосоединений при повьппенной температуре и давлении в .присутствии солей меди или марганца, взятых в соотношении О, 1: 1 - 5: 1 к массе ароматического кетосоединения Г 23.Добавка соединений, содержащих2+катионы Мп и Сц , повышает эффект действия кетосоединений на процесс щелочной делигнификации.Однако применение антрахинона и его аналогов в присутствии катионов марганца и меди, давая некоторое повышение выхода И качества волок 40 нистого полуфабриката, практически не снижает содержание летучей серы в парогазах.Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и снижение загрязненности окружающей среды,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияволокнистого полуфабриката, включающему об,работку исходного целлюлозосодержащего сырья белым щелоком вприсутствии ароматического кетосоединения и ввй 5 ение соли марганцаи меди, перед обработкой сырья белыйщелок окисляют до степени превраще-. ния сульфида натрия в тиосульфат иполисульфид 30 - 1003, а введениесоли марганца или меди осуществляют в процессе окисления щелока. 34 2В присутствии катионов марганцаи меди значительно интенсифицируетсяпроцесс окисления сульфида натрияв белом щелоке молекулярным кислодом или воздухом.Полисульфид и тиосульфид натрия,которые образуются при окислениисульфида натрия, оказывают положительное влияние на выход и качество целлюлозы, получаемой в результате варки с добавками антрахинона и его аналогов, а присутствие в окисленномбелом щелоке катионов Мп и Сцг г+усиливает эффект действия ароматического кетосоединения. Перевод частисульфида натрия в нелетучее серосодержащее соединение - тиосульфат позволяет уменьшить содержание дурнопахнущих сертистых соединений в парогазах и сульфида натрия в отработанном.черном щелоке. При этом существенноснижаются выбросы летучих сернистыхсоединений в процессах варки древесины и регенерации щелоков.Способ осуществляют следующим образом,Белый щелок путем барботирования,эжекции, смешиванием под давлениемобрабатывают воздухом или молекулярным кислородом. Температура обработки70-90 С. В необходимых количествах.в белый щелок добавляют соли, содержащие катионы Мп и Сц . Продолжи.г+ 2+тельность окисления и расход кислорода выбиравт в зависимости от заданной степени перевода сульфиданатрия в полисульфид и тиосульфат.Соотношение получаемой полисульфидной серы и серы, содержащейсяв образовавшемся тиосульфате, зависит от состава исходных щелоков истепени окисления сульфида натрия,Так, при степени окисления 307 исульфидности исходного щелока 307.отношение полисульфидной и тиосульфатной серы составляет 0,8-1, а пристепени перевода сульфида натрияв полисульфид и тиосульфат 100 Е со 08-1 2отношение равно -д в -д-. После окисленая белый щелок и содержащиеся в нем соединения марганца и меди направляют далее на варку, в процессе которой добавляются необходимые количества циклических кето- соединений.Нецелесообразно использовать для варки белый щелок со степенью окисле3 11306 ния менее 307, так как при этом в нем наблюдается низкое содержание полисульфидов и при этом незначительно снижаются выбросы дурнопахнущих сернистых соединений.Также нецелесообразным является дальнейшее окисление белого щелока после того, как весь сульфид натрия (1007) переведен в полисульфид и тиосульфат, натрия, так как при этомпроисходит окисление полисульфида натрия в тиосульфат и при использовании такого щелока для варки древесины не будет получен эффект повышения выхода целлюлозы, обусловленный действием полисульфида.П р и м е р 1. На лабораторной окислительной установке проводят обработку белого щелока воздухом прио85 С и соотношение объемов пропускае- го мого воздуха и щелока 200:1.Исходный белый щелок имеет следующий состав: содержание активной щелочи Иа 20 92,7 г/л; степень сульфидности 32, 1%.25Степень окисления сульфида натрия 1в полисульфид и тиосульфат после обработки составляет 307 Количество образовавшейся полисульфидной серы составляет 1,8 г/л, тиосульфата 4,4 г/л.Окисление проводят в присутствии добавки соли МпС 24 Н 20, взятой в таком количестве, .чтобы при последующей варке древесины соотношениег+ 35 катионов Мп к добавляемому количеству антрахинона и этилентрахинона составило соответственно 1:1 и 5:1. Лабораторную обработку осиновой щепы проводят на глицериновой бане в автоклавах с перемешиванием вращением по следующему режиму: подъемотемпературы до 170 С 65 мин; стоянка на конечной температуре 75 мин; гидромодуль 3,5:1,45Расход щелочи по отношению к массе абсолютно сухой древесины 1 ЗЕ ед. Иа 20.По известному способу варки проводят на исходном белом щелоке с до бавкой 0,257. антрахинона (АХ) и 0,05 Х этилантрахинона (ЭАХ) от массы абсо- Глютно сухой древесины и МпС 62 4 НОМпг+ Мпг+ в соотношении -- =1: 1 ф -- =5: 1АХЭАХ55По предлагаемому способу применя- . ют белый щелок со степенью окисления 307. Антрахинон и этилантрахинон 34 4вносят в процесс варки в таких же количествах, что и при варке по известному способу, а добавку катионов марганца производят в выше указанных соотношениях. В табл. 1 приведены результаты варки осиновой древесины по известному и предлагаемому способам.П р и м е р 2, По режимам, данным в примере 1, проводят варку осиновой древесины с окисленным белым щелоком.Степень окисления сульфида натрия в белом щелоке 1007, Количество обра. зовавшейся полисульфидной серы составляет 5,2 г/л, тиосульфата натрия 26, 1 г/л. Количество добавляемого антрахинона (АХ) и 3-метилантрахинона (р-МАХ) составляет соответственно 0,5 и 0,05% от массы абсолютно сухой древесины. Содержание катионов2+Мп в окисленном белом щелоке и при добавке МпС 2 в исходный щелок при варке по известному способу составляет О. 1 к 1 ч. антрахинона и 1: 1 по отношению к добавке Р-метилантрахинона.В табл. 2 приведены результаты варок по известному и предлагаемому способам.П р и м е р 3. По режимам, приведенным в примере 1, проводят варку осиновой щепы с окисленным белым щелоком. Степень окисления белого щелока 52, 17., Количество добавляемого антрахинона и этилантрахинона составляет 0,5 и 0,057. от массы абсолютно сухой древесины. Добавка СцЯО 51 О в процессе окисления щелоком для варки предлагаемым способом и в про цессе варки древесины известным способом производится из расчета соот 2+ношения катиона Сп к антрахинону 0,05: и к этилантрахинону 5:1.В табл. 3 приведены результаты варок с использованием белого щелока, окисленного в присутствии катио.нов меди, и на исходном щелоке с добавкой Си 801, 5 Н 20 в процессе варки.Иэ данных, представленных в табл. 1-3, видно, что по сравнению с известным предложенный способ обеспечивает повышение выхода целевого продукта более чем на 1 Е и существенное снижение количества метилмеркап,тана и сероводорода в парогазовых выбросах.Так, при степени окисления белого щелока 507 количество метилмеркаптана и сероводорода снижается более1130634 Годовой экономический эффект от использования изобретения при годовом выпуске целлюлозы 340 тыс. тонн составит около 500 тыс. руб,чем в 2 раза, а при степени окисления 1007 варка на окисленнбм беломщелоке по составу парогазов приближается к натронной,значительно превосходя ее по выходу и качеству целлюлозы,5 Т а б л и ц а 1 Способ Предлагаемый Известный Показатели 2 3 4 56,9 57,8 56,8 Выход целлозы, 7. 17,7 18,2 20,6 9,6 9,1 9,4 Разрывная длина, км 0,55 0,53 0,55 6,9 6,8 7,0 7 ф 1 2350 2600 2750 2400 258,4 176,4 168,2 260,5 338,4 321,6 492,6 490, 1 Жесткость.по перманганатному числу, п.ед. Сопротивление продавливанию, ИПа Сопротивление раздиранию, кН Сопротивление излому,.число двойных перегибов Содержание сероводородав парогазах на конечнойстадии варки, г/т абсолютно сухой древесины Содержание метилмеркаптана в парогазах присдувке, г/т абсолютносухой древесины ДобавкаО, 257.АХ Добавка0,053ЭАХ Добавка0,257АХ 1 ДобавкаО, 057.ЭАХ, 2300 Содержание сероводорода в .парогазахпри сдувках, г/т абсолютно сухой древесины 257,8 262,4 11,4 12, 1 Содержание метилмеркаптана в парогазах присдувках, г/т 402,4 388,6 27,6 28;7 Т а б л и ц а 3 Способ Известныйт Добавка0,057. ЭАХ Показатели Добавка 0,5 Ж АХ Добавка 0,57. АХ 58,5 56,7 57,2 57,7 16,7 17,7 17,2 16,8 9,45 9,75 0,56 0,61 0,59 0,58 Выход целлюлозы, 7. Жесткость по перманганатному числу, п.ед. Разрывная длина, км Сопротивление продавливанию, МПа Сопротивление раздиранию, кН Выход целлюлозы Х Жесткость по перманганатному числу, п.ед,Разрывная длина, км Сопротивление продавливанию, МПа ИзвестныйДобавка0,5 Х Добавка9, 057Р-МАХ Добавка0,5 ХАХ ПредлагаемыйДобавкаО, 057.3-МАХДобавка0,053 ЭАХ1130634 10 Продолжение табл. 3 3 .Предлагаемый Показ атели а вление раздиран 7,0 7 8 7 к е излому,и перегибов 2250 опротивлени исло двойнь 4 210 одержание сероводорода парогазах при сдувках, /т абсолютно сухой дре 132,2 261 есины Содержание метилмеркаптана при сдувках, г/табсолютно сухой древесины 93,8 91,6 9 4 Составитель А.Моносовктор А.Козориз Техред Л.Коцюбняк Коррек.Обручар 4 Тираж 371 Подписное Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий