Способ приготовления щелочного варочного раствора для изготовления полисульфидной целлюлозы

Способ приготовления щелочного варочного раствора для изготовления полисульфидной целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЩЕЛОЧНОГО ВАРОЧНОГО РАСТВОРА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, включающей обработку белого или зеленого щелока, окислителем на основе окислов марганца и отделение осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации полисульфидной серы в варочном растворе, обработку щелока окислителем проводят в две ступени с отделением осадка между ними, при этом на первой ступени обработке подвергают щелок в количестве 50-75% от общего его расхдда и процесс ведут при температуре 15-35°С и молярном соотношении двуокиси марганца и сульфида натрия 1:1 - 2,5:1, а на второй ступени обi работке подвергают остальное количество щелока и щелок обрабатывают (Л отделенным между ступенями осадком при 60-100°С. 2. Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что в качестве окислителя используют пероксидные марганцево-рудные концентраты.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU»1112081 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬП"ИЙ (21) 3598104/29-1 2 (22) 30.05.83 (46) 07.09.84. Бюл. N - 33 (72) Н.С.Зонов, И.А.Христюк, Л.И.Качура, И.С.Иванова, В.В.Долинко, А.Н,Александрович, Л.И.Гвасалия, P.Â.ØåêëàøâHëè и М.А.Кусрашвили (71) Всесоюзное ордена Трудового

Красного Знамени научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (53) 676.11.082.1(088.8) (56) 1. Потапенко А.П. и др. Способы приготовления полисульфидного щелока. — Реферативная информация "Целлюлоза, бумага, картон", N., ВНИПИЭИлеспром, 1977, У 85, с. 12-13.

2. Патент США И- 3470061, кл. 162-32, 1969 (прототип). (54)(57) f СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЩЕЛОЧНОГО ВАРОЧНОГО РАСТВОРА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, зи D 21 C 11/04 D 21 С 3 02 включающей обработку белого или зеленого щелока. окислителем на основе окислов марганца и отделение осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации полисульфидной серы в варочном растворе, обработку щелока окислителем проводят в две ступени с отделением осадка между ними, при этом на первой ступени обработке подвергают щелок в количестве 50-757. от общего его расхдда и процесс ведут при температуре

15-35 С и молярном соотношении двуокиси марганца и сульфида натрия

1:1 — 2,5:1, а на второй ступени обработке подвергают остальное количество щелока и щелок обрабатывают отделенным между ступенями осадком при 60 †1 С.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве окислителя используют пероксидные марганцево-рудные концентраты.

1112

ОтносHтся к цe!lлюлоз

Изобретение но-бумажной пр ся приготовлен омышленности и кясаетия и регенерации шелоч-содержащих едкий ía-р, и полисульфиды натрия„ производстве целлюло-6Ix ВидОВ бумЯГН H Kap " ных растворов, сульфид натрия используемых в зы для различн тона, Известен способ приготовления щелочного варочного раствора для изго19 товления полисульфидной целлюлозь< растворением элементарной сeðû в белом щелоке 1} .

Наиболее близким к изобретеник} по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления щелочного варочного раствора для изготовления полисульфидной целлюлозы, включающий обработку белого или зеленого щелока окислителем -- из2О мельченными 0KHcJ:Bm! марганца (на пример, Кп01, Мп}О, ИН.-,Ов и др.) при

40-120 С в течение 2 — 120 мин и концентрации сульфида натрия в исходном щелоке от 13 цо 225 г/л. Под действи2$ ем окислов марганца сульфиц щелока окисляется,цо IIoJIHcóëüôèäà,: Расход окислителя составляет примерно ; магь на моль NB S. От получе}1}<ого нарочно-"

"0 щелока, состоящего в основном из

Na0H, Na S и 1<1Я Бх, отделяют Осадок щелок напрявля}от на Варку,, а ссядак отработанный Окислитель „регенернр .ют и затем повторно используют для обработки щелока }.2).

Недостатком известного способа яв-- -" ляетсу{ низкая кОнцентрация ПОли< уль" фидной серы г Варочном раствор=-,:

Цель изобретения — повыше IHe концентрации полисульфидной .еры в варочном растворе.

ПоставленнЯЯ цель достиГЯется т<=1.},„ чтО cоГласно cIIOcoov приГОтовлен}}я щелочного нарочного раствора для из готовления полисульфидной целлюлоз}.1,. включающему обработку белого или зе-- "".. леного щелока окислителем HB основе окислов марганца и отделение с ядк «

Обработку щелока oKHcr

081 ка между ними„при этом на первой ступени обработке подвергают щелок в количес" âå 50-75Х от. общего его расхода и процесс ведут при температуре 15-35 С и молярном соотношении ,цвуокиси марганца и сульфида натрия

1."1 — 2,5:1, а на второй ступени обработке подвергают остальное количество щелока и щелок обрабатывают отцеленным между ступенями осадком при 60-100 С.

8 качестве окислителя используют пероксидные марганцево-рудные концентраты.

П p H !q е р 1 ° ПО пред} ЯгaeìOM«J способу исходный белый щелок сульфидностью 37,6, концентрацией активной щелОчи «8,. 5 Г/л eä, <<а,,}.: ptlз, еляют на две:асти. Первую часть щелока (75Ж) обрабатывают окислителе:, (1 1НО:;,< при 20 С В течение 180 mr}! и 0";!.;10øeнии БНО-:Na

}10ЛУ«1ЕННЬ}}«} ШЛЗМОМ;, СО Т<. ЯШНМ И 3 элементарной серы и Восстa }îв.re! —;:.ь,}

0ê!-.слов марганца, Обраба}ь..зс:ог при

ПОРЕМ< ШИВЯНИИ ОСТЯЛЬНУЮ Ча< ТЬ ИСХОДного белого щелока (25/, ири 80"С в течение 60 мин. 3 результя.е чегс

c«JJ<üôHö В«яимодейc!Вует;", « лементар"

Ной r ««0«;.! ООРЯЗ:<Я По зн -«<Т}1 ф:.-Д. 1 !1 параллельно =ульфид реяг }л .."-..«:. э::" т B. В IU è,, и c } < 11 е В О с с т а н o :в л Г. !! ми марганца с образоваки:=:

<1}ивов

3 результате обработк}} -:ол у«<»:: полисульфидный щелок,. со"Ie-:KB:."H."

9 6 г/л ед. Ка«О а KTН<}ной} ш,- . 0<11,, 1 < 2 г/л }BUS и 16„!} г/л по -":=ульф< д пой серь.„Данные по режи}:=- браоотКИ H ПОЬ а .- =". } Р}1НИ КЯЧЕСТВа lьрЕ,;С JBB б}:

1112081

Таблица

Исходный щелок до окисления

Показатель, Известному (пример 2) Предлагаемому (пример 1) (ступень 11 ступень

2,5:1

80

60

180

99,5

99,1

97,5

98,5 активная щелочь

88,2

61,5

Na0H

9,7

37,0

Na

1,6

0,6 яа2808

9,9

37,6

Сульфидность, 7

4,9 16,4

12,5

89,5 69,7

73,7

Отношение Mn02.Na S

Температура реакции, С

Продолжительность реакции, мин

Содержание, г/л Na>0: общая щелочь

Концентрация полисульфидной серы, г/л ед. серы

Степень окисления сульфида натрия, Ж

Пример 2. Исходный белый щелок того же состава, что и в примере 1, окисляют Мп02 согласно известному способу при малярном отношении

Mn0 .Na

97,5 г/л ед. Na20 активной щелочи;

9,7 г/л Na S и 12,5 г/л полусильфидной серы.

Сравнение предлагаемого и известного способов свидетельствует о высо-. кой эффективности предлагаемого проБелый щелок, окисленный по способу

93,5 96,5

91,5 94,6

87,6 83,4

3,9 11,2

1,9 1,9

4,2 11,8 цесса: концентрация полисульфидной серы соответственно составляет

16,4 г/л против 12,5 г/л в ед. серы.

4> Пример 3. Исходный белый щелок сульфидностью ЗОБ и содержанием активной щелочи 99,5 г/л окисляют двуокисью марганца по условиям известного способа: температура 80 С, 5О продолжительность 30 мин; отношение

ИпО .Na

Таблица

Белый

beль(й щелок,, окисленны7(по пред)1агаеиому способу согласно прииеру

ЩЕЛОК окисленПоказ атель ный по и -. вес тноI c1 $ — (1r Н i> сту — g), ступень пень сту— пень (1 ступень ступень иу способу (пример 3) 1 5:1

i 5, I )6) (Я ) I 0G

120 60

120

106,0

106.5

103. ; I06.9

0 (07,3

96,7

96, I

95,4

-2 Я

9>2 ) активная щелочь

86, 7

84. 8 едкий натр

10. 9

8,,2

10,0

11,0 с ульфид сода (Na СО ) 2 г

,г 9

Я г, г "(9

6.0 11 Э 1.3 14 6

81,0 63 0

69,0

Пример 4. Исходньгй белый ще-лок сульфидностью 30%, концентрацией активной щелочи 99,5 г/л в ед. Na О окисляют в две ступени согласно прсд-лагаемому способу, Обессеривание (1 ступень процесса) проводят с 50% исходного щелока при 35 С в течение г>

110 мин. Молярнсе отношение ИЛО,: (a,;Я—

1,5:1. В результате получен ((елок,, содержащий 5,5 г/л ((а Я л 6,0 г/л полисульфидной серы.

Шла((, стояший из частично o(рабо танных окислов марганца и элементар ной с>еpf I отделяют от раствора и по-дают li>1 () r>pBG oò к1 второй порции Шел э" ка, сос i,ов:(яюшей 50% по объему от ((( ) ходного. Те пи:ратура обработки 1,)О, г

i К) гiI I)i...".i> i OO . l :: ) г,».iii „Da Г >г I-,,-.

Отношение NnO "N S 1: I

Температура реакции, С 80

Продолжительность реакции 5 мин

Содержание, г/л Na 0: общая щелочь

Сульфидность щелока, % 1 1 ., 5

Ко нц ен тр а ция полис ул ь— фидной с еры, г/л ед. серы

Степень окисления сульфида натрия,. % rp о аQJ !;>i&>i" ejl :.(>of" г ь,, ъ Г,- -: -> - с

Ге с бра б,)тKi .1олу -(alar г:;-:) ..г с (((едок с,((гэг)жаший 95 г: .. г ((1 1 „. 0 Г/ л BonHc nbíèÄQð B - л(>н-.=,цах ГОЛ;С»",)iS; i (Д;-log(Ег>Ы, )а((=(К> - =: " ИХ ОХ(И (O>a I(P Aa e j -.; з(I, (I г 1 (.Э.3::." >.г.>У: >Q. O5>I

1 I I 208 I

Таблица 3

Исходный щелок до окисления, По к аз ат ел ь пр едла гаемому (пример 7) известно" . му (пример 8) ступень ступень

2 5:i

0 т - ошениa 1пQ, р:

30 70 тельности 120 мин (I ступень обработки) .

Отделенный от осадка щелок характеризуется следующим: активной щелочи 93,5 г/л; Na S 2,8 г/л, полисульфидной серы 2,3 г/л. Степень окисления сульфида 90,5Х. Полученный щелок содержит очень мало остаточных сульфида и полисульфидов и может быть использован вместо раствора NaOH, 10 например на второй ступени двухступенчатой полисульфидной варки, при щелочении целлюлозы после хлорирова— ния и других обработках.

Шлам от 1 ступени обработки, сос- 15 тоящий из частично отработанной марганцевой руды и выделившейся элемен тарной серы, используют для обработки порций свежего щелока, составляющего 257 от объема исходного щелока., ?О использованного ранее. Обработку про-водят при 60 С в течение 80 мин, В результаre обработки получают щелок с концентрацией активной щелочи

95,3 г/л Ыа20; 8,,2 г/л Na2S и содер- 2: жанием полисульфицной серы 14,6 г/л в ед. S (см. табл, 2), Этот щелок мо жет быть использован либо для одно ступенчатой полисульфидной варки либо для первой ст-. пени двухст.пен iа тoH

П р н и е р 6. Исходный белый ще-лок состава: концентрация общей ilIaëÎ чи 110.,7 г/л; активной 99,5 г/- ед, Ма20; сульфида натрия 29,8 г/л ед.

Иаз О о;".исляют по предлагаемом - спо— собу пероксидной марганцевой рудой.

На первой тупен.и -обработки соотношение 1п;;:Ya S составляет 1:1 и ее ведут при ; С, а вторую ступень обра- д0 ботки пп" 100 С в течение 30 мин.

;) у

Т емперат ура р еа кци ;,„С

Данные представлены в табл. 3.

II р и м е р 7. Исходный зеленый щепок с концентрацией активной Na20

32,2 г/л; общей щелочи 102,9 г/л и сульфида 32,2 г/л окисляют по предлагаемому способу в две ступени. ступень — обессеривание проводят марганцевой рудой при 30 С »олярном соотношении Mn0,:Na2S=2,5:1 в течение 180 мин при перемешивании реакционной смеси. Сравнение предла- гаемого способа и известного представлено в табл. 3.

В результате окисления получают раствор, содержащий 98,7 г/л общей щелочи, 28,0 г/л активной щелочи, из них 26, 9 г/л каустика и 1, 1 г/л сульфида. Полисульфидной серы не было обнаружено. Содержание соды в растворе не изменилось, Полученный раствор после его каустизации может быть использован в. качестве раствора каустика. непосредственно в производстве сульфатной целлюлозы. Отделе ный от раствора шлам, содержащий непрореагировавший Мп02 и элементарную серу, подают на вторую ступень обработки„. которую проводят с использованием свежего исходного зеленого щ е- l. a ê a .

Процесс проводят при 70" С в теченн.=- 30 мин и перемешивании суспензии. 8 .»сзультате получают раствор, содержаш. и 21,1 г/л активной щелочи, 91,8 г/л общей, 14,9 г/л сульфида натрия в ед. Na,О и 10,9 г/л полисульфидной серы. Полученный раствор после каустизацин можно использовать для полисульфидной варки целлюлозы.

Данные по окислению щелока представлены в табл. 3.

Зеленый щелок, окисленный по способу

1112О81

Продолжение табл.3

Исходный ! щелок до окисления

Показ атель предлагаемому (пример 7) известно му (пример 8) ll ступень! ступень

180 30

30 102,9 98,7

91,8

98,6

32,2

28,0

27,9 активная щелочь

Na0H

26,9

6,2

12,8

Na>S

14,9

70,7

Ма СО

70,7

70,7

70,7

Сульфидность, Ж

31,3

16,2

5,-4

10,9

96,5

53,7

Продолжительность реакции, мин

Содержание, г/л Na<0: ?????????? ????????????, ???????????????????????? ???????????????????????????? ????????, ??>

Степень окисления сульфида натрия,X

Пример 8. Исходный зеленый -З5 щелок того же состава, что и в примере 6, обрабатывают марганцевой рудой по режиму известного способа: температура 70 С, продолжительность 30 мин, соотношение Нп0 . Na 0=1: l. При этом получают раствор, содержащий 98,6 г/л общей щелочи, 27,9 г/л активной щелочи, 15,1 г/л N S и 5,4 г/л полисульфидов в ед. полисульфидной серы.

Следовательно, окисление сульфида зеленого щелока по известному способу значительно. менее эффективно, чем по предлагаемому (см. табл. 3).

Представленные в табл. 1 3 сведения показывают, что предлагаемый спо- -"О соб позволяет повысить концентрацию полисульфидной серы в варочном растворе.

Пример 9. С полисульфидным щелоком, полученным по предлагаемому 5S способу (см. пример 1) варят сосновую щепу. Расход активной щелочи на варку 17,0% Na<0, при этом расход

Зеленый щелок,окисленный по способу

1 полисульфидной серы составляет 3,27 от массы абсолютно сухой древесины, гидромодуль 4:i. График сульфатной варки следующий: подъем температуры от 70 до 170 С вЂ” 2 ч 30 мин, нарка при 170 С вЂ” 1 ч 30 мнн. . В результате получают целлюлозу с массовой долей лигнина 5,7X., нырко†дом отсортированной целлюлозы 53,1/.„ общим выходом 53,97.

Пример 10. С полисульфндным щелоком (полученным в примере 2)по известному способу проводят полисульфидную варку сосновой щепы с параметрами, тождественными принятым B примере 9.

Поскольку полисульфидный щелок содержит 12,5 г/л полисульфиднсй се=. ры, т.е. меньше, чем при варке н при.мере 9, расход полисульфицной серы н ней оказался ниже ?,2Й от массы абсолютно сухо", древ сины,, вследствие че".о получают целлюло"=,: с выходом отсортированной : ассы 51,,57.„ од! 112081

Составитель А.Моносов

Редактор A.Øèøêèíà Техред Q.Неце Корректор Г.Решетник

Заказ 6429/20 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä„ ул.Проектная, 4

ll щим выходом 51,87. и массовой долей лигнина 5,67..

Пример 11. С полисульфидным щелоком, полученным в примере 5, проВодят двухступенчатую полисухььфид 5 ную варку сосновой щепы.

1 ступень осуществляют при гидромодуле 4:1, расходе активной щелочи

14,9Х Ма О и расходе полисульфидной серы 3,07. Подъем температуры от 70 10 до 125 С продолжался 40 мин, стоянка при 125о С 40 мин.

После 1 ступени обработки пропиточный щелок сливают и заливают варочный щелок. полученный на ступени l$ обессеривания. Расход активной щелочи составляет 5X Na O, гидромодуль

4:1. Подъем температуры от 125 до

170 С 50 мин, стоянка при 170 С

1 ч 30 мин. В результате варки полу- 20 чают целлюлозную с выходом 51,2Х и массовой долей лигнина 4,77.

Эти варки показывают, что со щелоком, полученным по предлагаемому способу путем одноступенчатой варки, получают целлюлозу с более высоким выходом, чем со щелоком, полученным по известному способу, вследствие более высокого содержания полисульфидов в первом. Со щелоками, полученными по предлагаемому способу, можно осуществить двухступенчатую полисульфидную варку, для которой используют на первой ступени полисульфидный щелок, а на второй — щелок после обессеривания, содержащий NaOH и небольшую примесь Иа $ и полисульфидов.

Реализация предлагаемого способа в сравнении с известным методом обеспечит получение более концентрированного по полисульфиду щелок и тем самым будет способствовать увеличению на 2,0-2,57. выхода целлюлозы из древесины.