Способ получения целлюлозы для изготовления бумаги для электролитических конденсаторов

Способ получения целлюлозы для изготовления бумаги для электролитических конденсаторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве целлюлозы для изготовления бумаги, преимущественно высоковпитывающей, для электролитических конденсаторов. Сущность изобретения1 измельченное древесное сырье подвергают предварительному водному гидролизу в паровой фазе при 165- 170°С и гидромодуле 2,0:1-2,5:1, проводят сульфатную варку предгидролизованного сырья, после чего продукт варки кислуют в две стадии с последующей промывкой. Первую стадию кисловки проводят раствором ортофосфорной кислоты или водным раствором сернистого ангидрида, а вторую стадию водным раствором ортофосфорной кислоты при рН 2.8-5,0. Промывку проводят производственной или деиониэированной водой. 3 з п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы,, 1756434 А1 (51) s 13 21 С 3/02, 9/10, 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCKGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4812639/12 (22) 09,04.90 (46) 23.08.92. Бюл. N 31 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ

Изобретение относится к способу пол- Недостаток известного способа состоит учения целлюлозы для изготовления бумаги в том, что полученная целлюлоза характеридля электролитических конденсаторов, эуется низкой Mex3HM ecjcoA прочностью и предназначено для использования в целлю- недостаточной химической чистотой.. Кроме лозно-бумажной промышленности и может того, известный способ не находит практибыть использовано для изготовления высо- ческого применения из -за большого расхо.ковпитывающей бумаги для электролитиче-. да едкого натра и воЗникающей при этом ских конденсаторов. : проблемы утилизации (использования) отработанных растворов Na0H от ступени обИэвестен способ получения целлюлозы лагораживания. для изготовления бумаги для электролити- " j-!аиболее близким по технйчоской сущческих конденсаторов путем сульфатной ности и достигаемому результату к предлаварки хвойной древесины с предваритель- гаемому является способ получения ным гидролиэом, после DBpKL1целлюлозуоб- целлюлозы для производства бумаги для рабатывают раствором SOz в количестве электролитических конденсаторОв; включа2 — 3 (по отношению к весу абсолютно сухо- ющйй предгидролиз древесного сырья при го волокна целлюлозы, затем ее облагора- 155-160 С в течение 1 ч при гидромодуле живают раствором едкого натра с 2:1, варку, йромывку, кисловку сернистым концентрацией 40-80 г/л, подвергают вто- ангидридом в две стадии с промежуточной рой кислотной обработке раствором ЯО и промывкой, дополнительную кисловку соляпромывают химически обессоленной водой, ной кислотой и промывку. Однако целлюло(71) Украинский научно-исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности (72) А.П.Дюкарев, З,П.Тикка, В.Е,Белорус, M.È.Ñåëþæèöêèé и В, Г,Я кимук (56) Авторское свидетельство СССР

N 172181, кл. D 21 С 3/06, 1964.

Технологический регламент 1Ф 13-64-1885 производства электроизоляционной сульфатной предгидролизной целлюлозы по

ТУ 7308001-674-84. 1985. (57) Использование: в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве целлюлозы для изготовления бумаги, преимущественно высоковпитывающей, для электролитических конденсаторов. Сущность изобретения: измельченное древесное сырье подвергают предварительному водному гидролиэу в паровой фазе при 165170 С и гидромодуле 2,0.:1-2,5:1; проводят сульфатную варку предгидролизованного сырья, после чего продукт варки кислуют в две стадии с последующей промывкой. Первую стадию кисловки "проводят раствором ортофосфорной кислоты или водным раствором сернистого ангидрида, а вторую стадию водным растворбм ортофосфорной кислоты при рН 2,8 — 5.0. Промывку проводят производственной или" Деионизированной водой. 3 з,п. ф-лы, 2 табл.

1756434 ния, поскольку полностью исключена возможность окислительного перехода сульфитов в сульфаты под воздействием кислорода воздуха.

Пример 1. Щепу из сосновой древесины перед сульфатной варкой подвергают предварительному водному гидролизу в паровой фазе при 165 С в течение 1 ч и гидромодуле 2,5;1. Подьем температуры до

0 заданного значения осуществляют в течение 1,5 ч. После предгидролиза в котел заливают белый щелок иэ расчета 21% активной ка2О к массе абсолютно сухой древесины. Сульфатную варку ведут при

5 165"С и гидромодуле 4,0:1 до перма: гэнатной жесткости целлюлозы 90 ед, и сорности

1 м массы — 2500 шт, Оборот варочного кота

2 составляет 8,0 ч.

Промытую, отсортированную и сгущенную целлюлозу подвергают затем обработке раствором ортофосфорной кислоты в две стадии. На первой стадии кисловку ведут при рН среды 5,0 и температуре 20"С в течение 1 ч. Раствор ортофосфорной кислоты составляет 0.4% к массе абсолютно сухой целлюлозы. Затем целлюлозу промывают производственной водой обычного качества, сгущают и далее на второй стадии обрабаты ва ют раствором ортофосфор Hîl1 кислоты в количестве 1,2 % к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 2,8 при 20 С в течение 1 ч. После кисловки целлюлозу промывают производственной водой до рН среды 6,5. Отлив цел20

30

50 препятствует процессу адсорбции сульфа- 55 тов и хлоридов на волокнах целлюлозы из неочищенной производственной воды. В за, полученная по известному способу, содержит довольно много сульфат- и хлоридионоа и не обеспечивает бумаге нужной степени капиллярной впитываемости. Кроме того, в способе в качестве кислующего реагеща используют сернистый ангидрид, что приводит к загрязнению сточных вод и воздуха сернистыми соединениями, а также ухудшает условия труда обслуживающего персонала. Все зто требует дополнительных капитальных затрат на очистку воздуха и сточных вод, Цель изобретения — повышение качества целлюлозы прй оД1гойременном улучшении условий труда, снижении загрязненности окружающей среды и упрощении процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения целлюлозы .для изготовления бумаги для электролитических конденсаторов, вкл1очающем предварительный водный гидролиз древесного сырья в паровой фазе, варку, кисловку в две стадии и промывку, предварительный водный гидролиз осуществляют при 165 — 170 С, а кисловку йа второй стадии проводят водным раствором ортофосфорной кислоты при рН 2,8 — 5,0, Кислойку 1на первой стадии проводят водным раствором сернистого ангидрида или водным раствором ортофосфорной кислоты, .

Промьаку проводят производственной или дейойизированной водой.

Предварительный гидролиз проводят при гидромодуле от 2,0:1 до 2,5:1.

В соОтветствии с предлагаемым спосо6оМ обеспечивается получение волокон целлюлОзы, хорошо очищенных от лигнина и гемицеллюлоз. с высокоразвитой субмикроскопйческой капиллярной структурой, что способствует существенному возростанию впитывающей способности бумажного листа. В процессе сульфатной варки с предварител ьным высокотемпературным предгидролизом в паровой фазе целлюлоза в меньшей мере, чем при холодном облагораживании, подвергается щелочной деполимериэации, Использование ортофосфорной кислоты на стадии кисловки позволяет снизить загрязнение целлюлозы на стадиях кисловки и промывки сульфат- и хлорид-ионами.

Присутствие и суспензии ортофосфатов целлюлозе, откислованной ортофосфорной кислотой; не наблюдается накопления сульфат-ионов в процессе ее длительного хранелюлозы также ведут на производственной воде.

Пример 2. Полученную сульфатной варкой с предгидролизом в паровой фазе целлюлозу при параметрах процесса, изложенных в примере 1, после промывки, сортирования и сгущения обрабатывают на первой ступени кисловкй раствором ортофосфорной кислоты в количестве 1,2% к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 2,8 при температуре

20 С в течение 1 ч. Затем целлюлозу промывают производственной водой обычного качества и далее на B IOpOLf стадии обрабатывают раствором ортофосфорной кислоты в количестве 0,6% к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 4,5 при температуре 15 C в течение

1 ч. После кисловки целлюлозу промывают деиониэированной водой до рН среды 5,8

Отлив целлюлозы также ведут на деионизирова н ной воде.

Пример 3, Щепу из сосновой древесины перед сульфатной варкой подвергают предварительному водному гидролизу (гидромодуль 2,0:1) в паровой фазе при 170 С в

1756434 течение 1 ч. Сульфатную варку подвергнутой предгидролиэу щепы осуществляют при параметрах, изложенных в примере 1.

Промытую. отсортированную и сгущенную целлюлозу подвергают затем сначала 5 обработке на первой стадии кисловки водным раствором сернистого ангидрида с расходом 0,9% к массе абсолютно сухой целлюлозы при рН среды 3 5 и температуре

10 С в течение 0,5 ч, После обработки рас- 10 твором сернистого ангидрида целлюлозу промывают производственной водой обычного качества, сг-ущо,от и далее на второй стадии обрабатывают раствором ортофосфорной кислоты в количестве 1,0% к массе 15 абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 3,2 при температуре 15 С в течение 2 ч. После кисловки целлюлозу промывают производственной водой до рН среды 6,2. Отлив. целлюлозы также ведут на 20 производственной воде обычного качества.

Пример 4, Полученную сульфатной варкой с предгидролизом в паровой фазе целлюлозу при параметрах процесса, изложенных в примере 3, после промывки, сор- 25 тировании и сгущения обрабатывают на первой ступени кисловки раствором сернистого ангидрида в количестве 0,9% к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 3,5 при температуре 15 С в 30 течение 0,5 ч. Промытую производственной водой целл1олозу на второй стадии обрабатывают раствором ортофосфорной кислоты в количестве 0,7% к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 4,3 35 при температуре 15 С в течение 1 ч, После второй ступени кисловки целлюлозу промывают деионизированной водой до рН среды 6,0. Отлив целлюлозы также ведут (a деионизированной воде. 40

Пример 5 (известный). Щепу из сосновой древесины перед сульфатной варкой подвергают предварительному водному гидролизу в паровой фазе при 155 С в течение 1 ч Lt гидромодуле 2,0:1. Подъем темпе- 45 ратуры до заданного значения осуществляют в течение 1,5 ч. После преДгидролиза в котел заливают белый щелок из расчета 22% содержания Ма О к массе абсолютно сухой древесины. Сульфатную.вар- 50 ку ведут при 163ОС до перманганатной жесткости целлюлозы 120 ед, и сорности

1 м массы 2500 шт, Оборот варочного котла

2 составлял 8,5 ч. . Промытую, отсортированную и сгущей- 55 ную целлюлозу обрабатывают растворам сернистого ангидрида в две ступени с общим расходом 2,0% к массе абсолютно сухой целлюлозы. На первой ступени процесс кисловки осуществля|от с расходом S02

1,0% при рН среды 3,5%, температуре 15 С в течение 1 ч. После удаления продуктов реакции промывкой водой обычного качества, сгущения, целлюлозу обрабатывают вторично раствором сернистого ангидрида с расходом 1,0% при рН среды 2,8. температуре 15 С в течение 1 ч. Затем целлюлозу промывают водой, сгущают и обрабатывают водным раствором соляной кислоты с расходом 0.1% к массе абсолютно сухой целлюлозы в течение 2,0 ч при 15 С. После кисловки целлюлозу промывают производственной водой до рН среды 6,2, Для отлива целлюлозы также используют производственную воду.

8 табл. 1 представлены результаты испытаний целлюлозы, полученной по предлагаемому и известному способам; в табл. 2— показатели качества бумаги, изготовленной из целлюлозы, полученной rio предлагаемому способу (пример 3), а для сравнения по известному и требования ГОСТа.

Сравнительный анализ данных, представленных в табл. 1, показывает, что целлюлоза, полученная ilo предлагаемому способу. характеризуется высокими значе- ниями содержания й-цеЛлюлозы, низкими значениями показателей массовой доли золы 0,14-0,16% (по известному 0,20%), железа 0,0008-0.0013% (0,0017%), хлорид-ионов

0,0005-0,0006 4 (0,0008%) и сульфат-ионов

0,0010-0,001 8% (0,0080%).

Как видно из табл. 2, изобретение дает возможность изготовить электролитическую бумагу с папиллярной впитываемостью в 2 раза выше, чем по известному способу. Кроме того, изобретение позволяет сократить выбросы высокотоксичного сернистого ангидрида в.сточные воды и атмосферу, улучшить условия труда работающих, обогатить сточные воды, поступающие на биологическую очистку ортофосфатами, Формула изобретения

1. Способ получения целлюлозы для изготовления бумаги для электролитических конденсаторов, включающий предварительный водный гидролиз древесного сырья в паровой фазе, варку, кисловку в две стадии и промывку, отли4а ющийся тем, что, с целью повышения качества целлюлозы при одновремнном улучшении условий труда, снижении загрязненности окружающей среды и упрощении процесса, предварительный водный гидролиз осуществляют при 165 — 170 С, а кисловку на второй стадии проводят водным раствором ортофосфорной кислоты при рН 2,8-5,0, 2. Способ поп.1, отл ича ю щийс я тем, что кисловку на первой стадии проао1756434 дят водным раствором сернистого ангидрида или водным раствором ортофосфорной кислоты.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что прОмьеку проводят произГаблица 1

Значения показателей по и име

Показатели

18.6

20,3

23,0

18,6

20,3

94,2

0,16

0,0013

95,4

0,15

0.0010

92,5

0,14

0,0017

95,4

0,15

0,0008

94,2

0,15

0,0009

0.0006

0,0005

0,0008

0,0005

0,0006

0,0018

6,9

0,0010

6,3

0,0010

6,3

0,0013

6,7

0,0080

6,7

0,83

0,84

0,9

0,87

0,87

76

86

Таблица 2

Требования ГОСТа

Показатели

Из целлюлозы по известному способ

Из целлюлозы, полученной по прим еду 3

Толщина. мкм

Плотность, г/смз

Капиллярная впитываемость в машинном направлении, мм

Коэффициент электрического сопротивления

Разрушающее усилие в машинном направлении, Н

Массовая доля хлорид-ионов, $

Массовая доля сульфат-ионов, Массовая доля золы, ф

24-30

0,51-0,63

28

0,55

29

0,56

<23

21

0,0005

0,0006

0.22

20,0

0,0004

0,0002

0,17

>10

«<0,0005 0,0006 -0,25

Составитель М. Дулиба

Техред M,Mîðråíòýë Корректор Л. Лукач

Редакт ор Н, Яцола

Заказ 3066 Тираж Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Степень делигнификации

Массовая доля а-целлюлозы, %

Массовая доля золы,;

Массовая доля железа, %

Массовая доля хлоридионов, Массовая доля сульфатионов, Д рН водной вытяжки

Удельная электрическая проводимость водной вытяжки, мОм/м

Капиллярная впитываемость воды за 5 мин, отливок бумаги массой

75 гlм из неразмолотой еллюлозы, мм водственной или деионизированной водой, . 4. Способ по и. 1, отличающийся тем, что предварительный гидролиз прово5 дят при гидромодуле от 2,0:1 до 2 5:1.