Способ отбелки целлюлозы

Способ отбелки целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем последовательной обработки целлюлозной массы хлорсодержащим реагентом, азотной кислотой, щелочью, добелки и кисловки, отличающийся тем, что, с -целью повьшения выхода, вязкости и белизны целлюлозы и снижения ее смолистости, в качестве хлорсодержащего реагента используют двуокись хлора или хлорит натрия в количестве 1-2% от массы абсолютно сухого волокна, обработку азотной кислотой ведут при 40-55 С и концентрации ее в целлкшозной маесе 5-10%, а обработку щелочью осуществляют при 50-60 С.

(19) () 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(1) Р 21 С 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтогскомм свиДЕтнъствМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3669583/29-12 (22) 08 .12.83 (46) 23.02.85. Бюл. Ф 7 (?2) М.Г.Мутовина, В.В.Елкин., Т.А.Бондарева, A.È.Áîáðîâ, О.В.Любавина, В.К.Комаров, Л.Н.Малышева, Н.E.Ñàìñîíîâ, Ю.В.Гранкин и В.Н.Захаренко (71) Центральный научно-исследователэский институт бумаги и Институт органической химии им. Н.Д.Зелинского (53) 676 .1.023 .1(088 .8) (56) 1 . Справочник бумажника.

Т.2, 1965, с. 60.

2..Авторское свидетельство СССР

Р 910900, кл. D 21 С 9/10, 1980.

3. "Tappi", 1968, 51, % 4, с. 145-151 .

4. Авторское свидетельство СССР

Р 1060731, кл. Р 21 С 5/00, 1981 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ОУБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем последовательной обработки целлюлозной массы хлорсодержащим реагентом, азотной кислотой, щелочью, добелки и кисловки, о т л и ч а юшийся тем, что, с .целью повышения выхода, вязкости и белизны целлюлозы и снижения ее смолистости, в качестве хлорсодержащего реагента используют двуокись хлора или хлорит натрия в количестве 1-2Х от массы абсолютно сухого волокна, обработку азотной кислотой ведут при 40-55 С

0 и концентрации ее в целлюлозной массе 5-10Х, а обработку щелочью осуществляют при 50-60 С. о

1 11411

Изобретение относится к способам отбелки целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве волокнистых полуфабрикатов для изготовления писчих и печатных видов бумаги.

Известен способ отбелки сульфатной целлюлозы путем хлорирования в две ступени, щелочения, отбелки гипохло- 10 ритом, добелки целлюлозы двуокисью хлора в две ступени с промежуточным щелочением и кисловки fi).

Однако при отбелке указанным способом расходуется большое количество 15 отбеливающих реагентов (до 15Х активного хлора от массы. абсолютно сухого волокна), из которых 65-75Х составляет газообразный хлор, теряется много волокна (8-15Х), высок уровень 2п загрязнения окружающей среды хлором и сточными водами от ступеней хлори- . рования, возникают смоляные затруднения в потоке отбелки.

Известен также способ отбелки 2S бисульфитной целлюлозы по схеме: горячее щелочение-хлорирование-щелочение-хлорирование-добелка-кисловка.

Известный способ позволяет сократить на 13-20Х расход хлора и потери 36 волокна, снизить содержание смолы в целлюлозе (2 ) .

Однако при такой отбелке сохраняются ступени хлорирования, поэтому уровень загрязнения окружающей 35 среды высок, а выход и качество беленой целлюлозы недостаточно высоки.

Расход отбеливающих реагентов повышен.

Известна отбелка нейтрально-суль- фитной лиственной полуцеллюлозы по схеме: азотная кислота-щелочениедобелка гипохлоритом, где обработка азотной кислотой проводная при ее концентрации в массе 20Х, температу- "> ре 30 С, продолжительности 4 ч. Щео лочную экстракцию осуществляют при

90 С с расходом щелочи ЗХ к абсолютно сухому волокну (3).

Однако отбеленная по этому спосо- 50 бу полуцеллюлоэа имеет пониженные белизну, вязкость и выход.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ отбелки целлюлозы путем по- 55 следовательной обработки целлюлозной массы хлорсодержащим реагентом, азотной кислотой, щелочью, добелки и кис28 2 ловки. В качестве хлорсодержащего реагента используют гипохлорит натрия. Обработку азотной кислотой концентрацией 0,5-2,5Х (концентрация в массе 0,47-2,36X) осуществляют при 60-90 С в течение 0 5-1,5 ч. Обработку щелочью осуществляют при о

70-75 С в течение 45-50 мин с последующей промывкой и кисловкой азотной кислотой в течение 25 мин

0,2 -ным раствором при комнатной температуре (4).

Однако полученная по известному способу беленая целлюлоза имеет недостаточно высокий выход, вязкость и белизну.

Целью изобретения является повышение выхода, вязкости и белизны целлюлозы и снижение ее смолистости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отбелки целлюлозы путем последовательной обработки целлюлозной массы хлорсодержащим реагентом, азотной кислотой, щелочью, добелки и кисловки, в качестве хлорсодержащего реагента используют двуокись хлора или хлорит натрия в количестве 1-2Х от массы абсолютно сухого волокна, обработку азотной кислотой ведут при 40-55 С о и концентрации ее в целлюлозной массе 5 -10Х а обработку щелочью осуществляют при 50-60 С.

Применение последовательной обработки целлюлозы двуокисью хлора или хлоритом натрия при рН 4,5-6,5, азотной кислотой.при повышенной концентрации (5-10Х) и пониженной температуре (40-55 С) и щелочью при 50-60 С обеспечивает в отличие от известного способа повышение избирательности делигнификации и уменьшение деградации целлюлозного комплекса. Вследствие этого уменьшаются потери волокна, повьппается выход беленой целлюлозы и ее вязкость. Кроме того, при сочетании обработки двуокисью хлора или хлоритом натрия с азотной кислотой более эффективно удаляется смола из целлюлозы и повышается ее белизна, чем при сочетании обработки гипохлоритом и азотной кислотой.

Имеются также технологические преимущества использования вместо гипохлорита, отбелка которым проводится при рН 8-11, т.е. в щелочной среде, двуокиси хлора или хлорита натрия, отбелка которыми проводится при з 1141 рН 4,5-6,5. Они заключаются в уменьшении расхода воды на промывку целлюлозы перед ступенью обработки азотной кислотой.

Предлагаемый способ отбелки целлюлозы осуществляют следующим образом.

Небеленую целлюлозу подвергают обработке двуокисью хлора или хлоритом натрия при рН 4,5-6,5, взятых 10 в количестве 1-2 от массы абсолютно сухого волокна, при концентрации массы 7, температуре 65-70 С в течение 2 ч. После промывки массу подвергают обработке азотной кислотой 15 при концентрации ее в массе 5-10 о и температуре 40-55 С в течение 2090 мин.

После обработки азотную кислоту отжимают бт массы и используют для обработки новой порции целлюлозы.

Расход свежей азотной кислоты составляет 4,5-30 от массы абсолютно сухого волокна. Затем целлюлозу промывают водой . Промывные воды, содержащие азотную кислоту, используют на ступени обработки массы азотной кислотой. Промытую целлюлозу подвергают щелочению при 50-60 С, расо ходе щелочи 1,5-3,0Х к абсолютно су- 30 хому волокну, концентрации массы 510Х в течение 30-60 мин. Далее проводят добелку целлюлозы по обычной схеме, например Г-Д-К, полностью исключая хлорирование. 35

Пример 1. Небеленую сульфатную целлюлозу иэ лиственной древесины с числом Каппа 23 обрабатывают двуокисью хлора в течение 2 ч в количестве 1 . от массы абсолютно сухо- 40 го волокна при рН 6,5, температуре

65 С, концентрации массы 7 .. После о промывки массу подвергают обработке азотной кислотой при концентрации ее в целлюлозной массе 5, темпера- 45 тура 55 С в течение 20 мин, конценто рация массы составляет 5 .. После обработки азотную кислоту отжимают от массы и используют для обработки свежей порции целлюлозы. Массу промы-50 вают водой и подвергают щелочению в течение 60 мин при 50 С, конценто рации массы 10 с расходом щелочи 1,5Х к абсолютно сухому волокну, затем целлюлозу отбеливают без применения 55 хлорирования по схеме Г-Д-К (à — отбелка гипохлоритом, Д вЂ” отбелка двуокисью хлора, К вЂ” кисловка) при

128 4 обычных условиях. Общий расход хлора на отбелку составляет 5,5 .

Пример 2. Небеленую сульфатную целлюлозу из древесины сосны с числом Каппа 54,5 обрабатывают хлоритом натрия в количестве 2Х от массы абсолютно сухого волокна при рН 4,5, температуре 70 С, концентрации массы 7Х в течение 2 ч. После промывки массу подвергают обработке азотной кислотой при концентрации ее в целлюлозной массе 1DX темперао

О у туре 40 .С в течение 90 мин, концентрация. массы составляет 5Х. Дальнейшие операции, как в примере

Щелочную обработку осуществляют при о

60 С в течение 30 мин, концентрации массы 5Х и расходе щелочи З,ОХ к абсолютно сухому волокну. Затеи целлюлозу отбеливают, как в примере 1, с расходом хлора 6,5Х.

Ю

Пример 3. Небеленую бисульфитную целлюлозу из ели с числом

Каппа 50 обрабатывают хлоритом натрия, как в примере 2. Обработку азотной о кислотой проводят при 50 С в течение 30 мин при концентрации ее в целлюлозной массе 7Х, концентрация массы составляет 7Х. Щелочную обработку о осуществляют при 60 С в течение

45 мин с расходом щелочи 2Х к абсолютно сухому волокну, концентрация массы 10Х. Добелку проводят. как в примере 1 с расходом хлора 4,5 к абсолютно сухому волокну.

Пример 4. Небеленую сульфатную целлюлозу из всей биомассы осины с числом Каппа 23 5 обрабатывают двуокисью хлора в количестве 1,5Х от массы абсолютно сухого волокна при условиях примера 1. Отбелку азотной кислотой проводят, как в примере 2, в течение 60 мин. Добелку осуществляют по схеме Г-Д-Щ-Д-К при обычных условиях. Общий расход хлора на отбелку составляет 7,5Х.

Пример 5 (по известному спо- собу). Образец целлюлозы, как в примере 1, отбеливают по известному способу с расходом гипохлорита 5,5Х к абсолютно сухому волокну. Концентрация азотной кислоты в массе составляет 2,5Х, температура обработки

90 С, продолжительность t ч. о

Пример 6 (по известному способу). Образец целлюлозы, как в при- . мере 1, обрабатывают по известному способу при условиях примера 5 и

1f411

3 с раходом гипохлорита 1,5Х к абсолютно сухому волокну., проводят добелку, как в примере 1, с расходом активного хлора 4,0Ж к,абсолютно сухому волокну. 5

Пример 7 (контрольный).Образец целлюлозы, как в примере. 1, отбеливают, как в примере 2. Обработку хлоритом натрия проводят при рН 4,0, обработку азотной кислотой проводят при 55 С и концентрации азотной кислоты 11Х, а обработку щелочью осуществляют при 60 С.

П р и м е .р 8 (контрольный).

Образец целлюлозы, как s примере 1, 15 отбеливают, как s примере 1. Обработку двуокисью хлора проводят при рН 7.

Обработку азотной кислотой проводят при 35 С и концентрации азотной кислоты в целлюлозной массе 51 а обра- 20 ботку щельчью осуществляют при 55 С. о

28 6

Пример 9 (контрольный) . !

Образец целлюлозы, как в примере 3

Э 1 отбеливают, как в примере 3. 06работку хлоритом натрия проводят при рН 4,5, обработку азотной кислотой проводят при 65 С и концентрации о азотной кислоты в массе 10Х а обработку щелочью осуществляют при 65 С.

Пример 10 (контрольный) .

Образец целлюлозы, как в примере 1, отбеливают, как в примере 1. Обработку двуокисью хлора проводят при рН 6,5. Обработку азотной кислотой проводят при. 50 С и концентрации о азотной кислоты в массе 4,57, а обо работку щелочью осуществляют при 45 С

Ре.зультаты отбелки и показатели качества целлюлозы по примерам 1 — 10 приведены в таблице.

1141128

ФО

Ф о мъ

an

aCI мЪ

Оа п

Ю л

СО

1 о о л л

СЧ

Ф о

Ю

Ос

ata мЪ

СЧ

Ф мъ

ОЪ о о мЪ

Ю о

Ю

Ю ф\

ОО а о

I p

an

Ф/Ъ мъ

М

ССЪ

Ю л

СО

D о

СЧ

° о.

an л о

ln л Ф

Ю о мЪ

Ф О

Ю

С \

О\

Ю фс

act мЪ

an

an

СЧ

Ос мЪ

A О

ОО

ССЪ

Ю л

О\

D о аса О

D мъ

О1

Ф о

ОО

Ю

Ю

Фь о

ОО

Ю

D о

3 I

О

М

В

Ю мЪ

Ю л

СЧ

М фс мЪ

CO

СО

an О о

D о

СЧ

Ю мЪ

Ф

° О

Ю мЪ

О1 мЪ

О\

СО о

Ю О

Ю

С

СЧ

СЧ

D о

It

ФЪ

Ю

Ю

Ю

Ос мЪ

\О ° о

acI л о

Ю мъ

an мЪ л

МЪ

СОЪ

D м

Cta

ФО р ы юм у

363

Rp м 6%

Р О 1О

33Я а

Ю D D

Ctl о ъО cCI л

1 ,. ) и а 1($ ht 6 а Va а V II

9 1141128

Как вндно из таблицы, предлагае- на 2 — 3 . абс. Ж, повысить вяз мый способ отбелки целлюлозы позво- кость целлюлозы и показатели ляет на 1,4-3,93 повысить выход цел" механической прочности, снизить люлозы по сравнению с известным сно- содержание смол и жиров в собом, повысить белизну целлюлозы 5 l,5 - 2,0 раза.

Составитель Н.Подколзина

Редактор Н.Егорова Техред А.Кнкемезей Корректор Г.Решетник

Заказ 454/22 Тираж Çá1 " 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