Способ получения волокнистого полуфабриката

Способ получения волокнистого полуфабриката

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА, включакяций обработку исходного целлюлозосодержащего . сырья белым щелоком в присутствии ароматического кётосоединения и введение соли марганца или меди, отличающийся тем, что, с целью повьшення выхода целевого продукта и снижения загрязненности .окружающей среды, перед обработкой сьфья белый щелок окисляют до степени превращения сульфида натрия в тиосульфат и полисульфид 30-100%, а введение соли марганца или меди осуществляют в процессе окисления щелока. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН зв D 21 С 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ГЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3630393/29-12 (22) 03.08.83 (46) 23.12.84. Бюл. N- 47 (72) С.С.Маховер, А.И.Новикова, А.Б.Маршак, В.Н.Виноградов, В.M.Êðþêoâ и Ю.А.Гугнин (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт целлюлозно-бумажной промьпп.ленности (53) 676.1.02(088 ° 8) (56) 1. Патент CIIlA и 4012820, кл. 162-65, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР и 785402, кл. D 21 С 3/02, 1978 (прототип).

ÄÄSUÄÄ 11 06 4 А (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЛ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА, включающий обработку исходного целлюлозосодержащего сырья белым щелоком в присутствии ароматического кетосоединения и введение соли марганца или меди, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения выхода целевого продукта и снижения загрязненности окружающей среды, перед обработкой сырья белый щелок окисляют до степени превращения сульфида натрия в тиосульфат и полисульфид 30-100Х, а вве— дение соли марганца или меди осуществляют в процессе окисления щелока.

1 11306

Изобретение 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 1О кетосоединения 413.

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- 25 содержащего сырья щелочным реагентом в присутствии ароматических кетосоединений при повышенной температуре и давлении в .присутствии солей меди или марганца, взятых в соотношении О, 1: 1 — 5: 1 к массе ароматического кетосоединения Г2 .

Добавка соединений, содержащих

2+ г+ катионы Мп и Cu, 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 волок40 нистого полуфабриката, практически не снижает содержание летучей серы в парогазах.

Цель изобретения — повышение выхода целевого продукта и снижение загрязненности окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения волокнистого полуфабриката, включающему об,работку исходного целлюлозосодержащего сырья белым щелоком в присутствии ароматического кетосоединения и ввй5ение соли марганца и меди, перед обработкой сырья белый щелок окисляют до степени превраще-ния сульфида натрия в тиосульфат и полисульфид 30 - 100X а введение соли марганца или меди осуществляют в процессе окисления щелока.

34 2

В присутствии катионов марганца и меди значительно интенсифицируется процесс окисчения сульфида натрия в белом щелоке молекулярным кисло дом или воздухом.

Полисульфид и тиосульфид натрия, которые образуются при окислении сульфида натрия, оказывают положитель ное влияние на выход и качество цел— люлозы, получаемой в результате варки с добавками антрахинона и его аналогов, а присутствие в окисленном белом щелоке катионов Мп и Си г+ 2+ усиливает эффект действия ароматического кетосоединения. Перевод части сульфида натрия в нелетучее серосодержащее соединение — тиосульфат позволяет уменьшить содержание дурнопахнущих сертистых соединений в парогазах и сульфида натрия в отработанном .черном щелоке. При эт м существенно снижаются выбросы летучих сернистых соединений в процессах варки древесины и регенерации щелоков..

Способ осуществляют следующим образом.

Белый щелок путем барботирования, эжекции, смешиванием под давлением обрабатывают воздухом или молекулярным кислородом. Температура обработки

70-90 С. В необходимых количествах .в белый щелок добавляют соли, содержащие катионы Мп и Cu . Продолжиг+ 2+ тельность окисления и расход кислорода выбирают в зависимости от заданной степени перевода сульфида натрия в полисульфид и тиосульфат.

Соотношение получаемой полисульфидной серы и серы, содержащейся в образовавшемся тиосульфате, зависит от состава исходных щелоков и степени окисления сульфида натрия.

Так, при степени окисления 307 и сульфидности исходного щелока 307. отношение полисульфидной и тиосульфатной серы составляет 0,8-1, а при степени перевода сульфида натрия в полисульфид и тиосульфат 1007 со08-1 2 отношение равно - — - -.

После окисленая белый щелок и содержащиеся в нем соединения марганца и меди направляют далее на варку, в процессе которой добавляются необходимые количества циклических кетосоединений.

Нецелесообразно использовать для варки белый щелок со степенью окисле34 4 вносят в процесс варки в таких же количествах, что и при варке по известному способу, а добавку катионов марганца производят в выше указанных соотношениях.

Лабораторную обработку осиновой щепы проводят на глицериновой бане в автоклавах с перемешиванием вращением по следующему режиму: подъем о температуры до 170 С 65 мин; стоянка на конечной температуре 75 мин; гидромодуль 3,5:1, 45

Расход щелочи по отношению к массе абсолютно сухой древесины 13Х ед.

Иа20.

По известному способу варки проводят на исходном белом щелоке с добавкой 0,257. антрахинона (АХ) и 0,05Х этилантрахинона (ЭАХ) от массы абсог лютно сухой древесины и МпСЕ . 4+O

Nn2+ Мп в соотношении — — =1: 1 — — =5: 1 °

АХ Э АХ 55

По предлагаемому способу применя- . ют белый щелок со степенью окисления

ЗОХ. Антрахинон и этилантрахинон

3 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 этом происходит окисление полисульфида натрия в тиосульфат и при использовании такого щелока для варки древесины не будет получен эффект повышения выхода целлюлозы, обусловленный действием полисульфида °

Пример 1.. Ha лабораторной окислительной установке проводят обработку белого щелока воздухом при о

85 С и соотношение объемов пропускае- 20 мого воздуха и щелока 200:1.

Исходный белый щелок имеет следующий состав: содержание активной щелочи Ма О 92,7 г/л; степень сульфидности 32, 1 .

Степень окисления сульфида натрия в 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 2 4Н20, взятой в таком количестве, .чтобы при последующей варке древесины соотношение

p+ 35 катионов Мп к добавляемому количеству антрахинона и этилентрахинона составило соответственно 1:1 и 5:1.

В табл. 1 приведены результаты варки осиновой древесины по известному и предлагаемому способам.

Пример 2. По режимам, данным в примере 1, проводят варку осиновой древесины с окисленным белым щелоком.

Степень окисления сульфида натрия в белом щелоке 1007. Количество образовавшейся полисульфидной серы составляет 5,2 г/л, тиосульфата натрия

26, 1 г/л. Количество добавляемого антрахинона (АХ) и,6-метилантрахинона (P-МАХ) составляет соответственно

0,5 и 0,05Х от массы абсолютно cvхой древесины. Содержание катионов

2+

Nn в окисленном белом щелоке и при добавке MnC g в исходный щелок при варке по известному способу составляет О. 1 к 1 ч. антрахинона и 1: 1 по отношению к добавке ф-метилантрахинона.

В табл. 2 приведены результаты варок по известному и предлагаемому способам.

Пример 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 CuSO@ 51 О в процессе окисления щелоком для варки предлагаемым способом и в про» цессе варки древесины известным способом производится из расчета соот2+ ношения катиона Си 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$01, ° 5Н О 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 1Х и существенное снижение количества метилмеркап,тана и сероводорода в парогазовых выбросах.

Так, при степени окисления белого щелока 507 количество метилмеркаптана и сероводорода снижается более

1130634

5 чем в 2 раза, а при степени окисления 1007 варка на окисленном белом щелоке по составу парогазов приближается к натронной,значительно превосходя ее по выходу и качеству целлюлозы,5

Таблица1

Способ

Предлагаемый

Известный

Показатели

Добавка Добавка

0,257 0,057.

АХ . ЭАХ

Добавка

0,05Х

ЭАХ

Добавка

0,25Х

АХ

2 3 4

56,8

57,5

57,8

56,9

Выход целлюлозы, 7

19,2

20,6

17,7

18,2

9,6

9,4

9,1

Разрывная длина, км

0,55

0,55

0,53

0,55

6,9

6,8

7,0

7,1

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 сероводорода в парогазах на конечной стадии варки, г/т абсолютно сухой древесины

Содержание метилмеркаптана в парогазах при сдувке, г/т абсолютно сухой древесины

Годовой экономический эффект от использования изобретения при годовом выпуске целлюлозы 340 тыс. тонн составит около 500 тыс. руб, 1.1 30634

Таблица2

Способ

Показатели

58,1

57,7

56,4

56,9

16,2

16,2

16,1

9,75!

0,1

98 935

0,56

0,58

0,54

0,57

7,0

7,3

Сопротивление излому, число двойных перегибов 2600

2850

2450. 2300

Содержание сероводорода в .парогазах при сдувках, г/т абсолютно сухой древесины 257, 8

262, 4

11,4

12, 1

Содержание метилмеркаптана в парогазах при сдувках, г/т 402,4

388,6

27,6

28,7

Та блица 3

Способ

Известный т Добавка

0,05Х ЭАХ

Показатели Добавка

0,05Х ЭАХ

Добавка

0,5Х AX

Добавка

0,5X AX

58,5

56,7

57,2

57,7

16,7

17,7

17,2

16,8

9,85

9,45

9,75

9,5

0,56

0,61

0,59

0,58

Выход целлюлозы, Х

Жесткость по перманганатному числу, п.ед.

Разрывная длина, км

Сопротивление продавливанию, ИПа

Сопротивление раздиранию> кН

ВыхОД целлюлОзы Х

Жесткость по перманганатному числу, п.ед.

Разрывная длина, км

Сопротивление продавливанию, МПа

Известный

Добавка

0,5Х

Добавка

9,05Х.

P -MAX

Добавка

0,5Х

АХ

Предлагаемый

Добавка

0,05Х

P -MAÕ

1130634

Продолжение табл 3

I . !

Предлагаемый

Показ атели ав й

Сопротивление раздиранию, кН

6,7

7,0

6,8

7,2

Сопротивление излому, число двойных перегибов 2250

2200

2400

2100

Содержание сероводорода в парогазах при сдувках, г/т абсолютно сухой древесины

132,4

123, 6

261,4

255,3

Содержание метилмеркаптана при сдувках, г/т абсолютно сухой древесины

193,8

197,4

391,6

406, 4

Составитель А.Моносов

Редактор А.Козориз Техред JI.Коцюбняк Корректор А.Обручар

Заказ 9589/24 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4