Способ получения небеленой сульфатной целлюлозы

Способ получения небеленой сульфатной целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е !(ii)474582

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельстьа— (22) Заявлено 05.03.73 (21) 1889940/23-4 (5T) М. Кл. D 21с 3, 02 с присоединением заявки—

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий! 32) Приоритст—

Опубликовано 25.06,75. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 23.!0.75 (";>,тК 661.728.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. С. Косая и Л. И. Лузина (71) Заявитель

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (54) СПОСОБ ПОЛУЧ ЕНИЯ

НЕБЕЛЕНОЙ СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к способам получения небеленой целлюлозы и может быть использовано на заводах, производящих небеленую сульфатную целлюлозу для изготовления высокопрочных технических сортов бумаги, например мешочную, упаковочную, кабельную и др.

Известен способ получения небеленой сулыфатной целлюлозы путем варки исходного целлюлозосодержащего сырья, заключающийся в том, что щепу из древесины различных пород варят при 160 — 190 С с варочным щелоком, который содержит в качестве активного варочного реагента смесь едкого патра и сульфида натрия, с последующими полу масоным размолом и сортированием.

Этот способ позволяет получать целлюлозу с различной степенью провара (делигнификация) в зависимости от ее целевого назначения. Для изготовления указанных технических видов бумаги сульфатную варку ведут до содержания л игнина в целлюлозе 3 — 6%. Выход товарной целлюлозы из сосновой древесины при этом составляет 45 — 47% от веса древесины, а из лиственничной 42 — 45%.

В известном способе выход целлюлозы из древесины пониженный. Повысить выход сульфатной целлюлозы с сохранением ее прочности трудно, так как при повышении выхода целлюлозы из древесины обычной сульфатной варкой резко снижаются механические свойства целлюлозы.

С целью увеличения выхода целевого продукта и повышения его качества, предлагается варку вести до содержания лигнина в целевом продукте 7 — 15%, а после сортирования проводить дополнительную обработку хлором при расходе последнего 4 — 12% от веса абсолютно сухого волокна с последующей щелочной обработкой при температуре 60—

9VC и рН9 — 11.

Расход хлора зависит от содержания лигнина в полученном после варки полуфабрикате и от требуемого содержания лигнина в товарной целлюлозе. Обработку целлюлозной массы щелочными растворами ведут при расходе щелочи 2 — 6% от веса абсолютно сухого волокна.

Полученную небеленую сульфатную целлюлозу используют для производства различных технических видов бумаги.

При обработке целлюлозы высокого выхода или полуцеллюлозы хлором и щелочью деструктирующее действие хлора на углеводную часть при повышенном содержании лигнина в целлюлозе не проявляется, что приводит к сохранению, стабилизации углеводов, повышению выхода целлюлозы и ее механической прочности. Кроме того, предлагаемый способ получения небеленой целлюлозы может быть

474582

Таблица !

Показа!ели механической проч осзп поп вссс отливки 100 г/л2 и погаоле 60 ШР сопротивление разрывная длина, излому, число двойных перегибов продавливанию, кгс/с,иР раздираниго, г

9490 1 5570 6 6 120!

9780 6390 I 7 4 !40

1 !заccT!ii iÉ (с! льфатIiая варна) !!редлагасньп!

3,0

47,!

3,0

Как следует из табл. 1, выход целлюлозы, полученной по предлагаемому способу, выше на 3,1% от веса древесины или на 9,0% от веса целлюлозы, чем целлюлозы, полученной по известному способу сульфатной варки, Это происходит за счет соответствующего увеличения содержания углеводной фракции в целлюлозе. Механическая прочность целлюлозы, полученной по предлагаемому способу, выше по всем показателям: по сопротивлению излоиспользован !ra заводах, производящих сульфатную целлюлозу, после незначительного их дооборудования.

Способ осуществляют следующим образом.

Древесную щепу хвойных пород, например сосновую щепу, загружают в варочные котлы, заливают сульфатным варочным щелоком, представляющим собой водный раствор едкого натра и сульфида натрия. Расход варочпых реагентов, считая !!а активную ХазО, составляет 12 — 17% от веса абсолютно сухой древесины. Гидромодуль при варке может изменяться от 3: 1 до 4: 1. Температурный режим сульфатной варки обычный, с подъемом температуры от 70 до 170 С в течение 2 час и выдержкой при 170 С в течение 1,0 — 1,5 час.

После варки полученный полуфабрикат в виде частично проваренной щепы направляют в выдувной резервуар и далее — на полумас сный размол для разделения щепы ца волокна. После полумассного размола целлюлозную массу подвергают сортированию для отделения перазмолотой щепы.

Отсортированную целлюлозную массу отмывают от черного щелока, а затем хлорируют с расходом 4 — 12% активного хлора при концентрации массы 2,5 — 3,0% в башнях обычного типа без подогрева, т. е. при

5 — 20 С, отмывают водой от хлорлигнина и образовавшейся соляной кислоты, а затем подвергают обработке щелочными растворами (ХаОН, КОН) при повышенной температуре (60 — 95 С) с расходом щелочи, обеспечивающим рН массы 9 — 11. Полученную небеленую целлюлозу отмывают водой от избытка щелочи, после чего направляют на бумажную фабрику для переработки на технические сорта бумаги, которые не нормируются по показателю белизны, так как при получении небеленой целлюлозы по рекомендуемому способу повышения белизны це наблюдается.

П р и и е р 1. В лабораторных условиях

l кг сосновой щепы загружают в стальной автоклав емкостью 10 л с принудительной циркуляцией щелока, заливают сульфатным варочным щелоком при сульфидности варочного !

О щелока 25% с расходом активной щелочи

15%, считая на ХазО.

Режим варки: подъем температуры от 70 до 170 С 2 час, выдержка при 170 С I час.

В результате варки получают полуфабрикат !

5 с повышенным содержанием лигнина (8,1%) в виде полупроваренной щепы, не разделяющейся ца волокна. Для разделения на волокца производят полумассный размол полученной целлюлозы высокого выхода на лабора20 торном рафинере до степени помола 13 — 1.5

ШР, а затем сортируют для отделения неразмолотой массы с одповремснной промывкой водой. Выход целлюлозы высокого выхода после полумассного размола и сортировапия волокнистой массы 49,5 ) от веса древесины. Содержание лигнина в полученной после полумаасного размола целлюлозе снизилось до 7,5%. Полученную целлюлозную массу хлорируют с расходом активного хлора

4,0% от веса абсолютно сухого волокна, затем подвергают горячему щелочению с расходам едкого патра 2,0% при 75 С. В результате получают целлюлозу с содержанием лигпина 3%. Качественные показатели полученной целлюлозы и целлюлозы, полученной по известному способу путем сульфатпой варки, приведены в табл. 1. му на 15%, продавливанию на 12%, раздцра. нию на 16%, что также связано с повышен40 ным содержанием углеводов.

Л р и м е р 2. Варку сосновой щепы проводят в тех же условиях, что и в примере 1, но с расходом активной щелочи па варку 12%, считая на Na20. В результате варки получают

45 полуцеллюлозу с выходом 58,9%. После полумассного размола и сортирования целлюлозную массу обрабатывают хлором с расходом

Таб)!ииа 2

Показатели гиехаипческой прочности при весе отливки 100 г/.!! и помоле 60 1ЦР! х х я

aj г.

3" о О х

О д

О,,„

<оО

Ох=.

C о ."

+ o

o =

О "- х о

О. г! о хо

, о

o aJ

У, сс! Ь соиротllâëå! II!å о GO ! (: cJ в(Ф.

3) = из точу иродавличисло ванги, двоипых ) 2

I!!e,)eI «6OI3 разрывная дчпиа, лс раздираигио, г

11звестный (сульфатиая варка)

Предлагае)яый

7,5 49,5!

7,4 53,1

120

9490 5570! —,,9

9690 1 5440

124

Табл!!иа 8

1

Показатели )яехаппческой прочиост! Iij)II ВL«å ! отливки 100 г )1- и помоле 60 ПР

\ 0!Ij)OTIII3.)O;II!!

1 разрывная длина, 1! !

О о ! ! ! ! х

О о о о

1О

О х о ! =О о х о

О о о г 0

G о

:Э! ( р,",здираип!о

l l3.) О )1 У, число,!воиныi перегпйов

1 i р о, а 13 л !!

I3BHIIIO, кгг;!и 3и . !,1I

1!

О! ! о,7 э,8

11з))естн ы и (с е. 1 ь ф а тиая ", l»i а)

ПредлагаеI I:1.!

48,0 (!

9560 6670

10100, 6950

1, 1

150

7,8 активного хлора 10%, а затем подверга . щелочению при температуре 85 С и р14 э,5.

В результате получают целлюлозу с выходом

53,1% от веса древесины при содержании з ней лигнина 7,4%. Выход целлюлозы с содерТаким образом, в данном опыте выход сосновой небеленой целлюлозы по предлагаемому способу выше на 3,6% от веса древесины или на 7,2% от веса целлюлозы, чем целлюлозы, полученной по известному сульфатному способу варки. При этом как и в примере 1 наблюдается повышение механических свойств целлюлозы по всем показателям.

Пример 3. В этом опыте производят варку щепы из древесины лиственницы сибирской в тех же температурных условиях, что и в опыте 1, но при расходе активной щелочи на варку 11,5% от веса абсолютно сухой древесины, считая на Na>O. Выход полученной полуцеллюлозы 59% от веса древесины.

Содержание лигнина в полуцеллюлозе после полумасоного размола и сортирования 16,8%.

Полученный полуфабрикат подвергают хлорированию с расходом активного хлора от веса волокнистой массы 10%, а затем — щелочепи!о едким натром при 85 С. В результате получают целлюлозу с выходом 53,3% от веса древесины при содержании в ней лигнина

7„2%. Обычную сульфатную целлюлозу пз той же древесины с расходом активной щелочи на варку 15% от веса древесины, считая на NaqO, при содержании лигнина 7,4 )р, получают с выходом 48%. жанием лигнина 7,5%, полученной по известному сульфатному способу варки, 49,5% от веса древесины.

Качественные показатели этих образцов

5 целлюлозы приве;1ены в табл. 2.

Таким образом, по предлагаемому способу из лиственничной древесины получают целлюлозу с выходом па 5,3,р от веса древесины или на 11,1% от веса целлюлозы выше, чем

10 по известному сульфатному способу варки, прп одинаковом содержании лигнина.

Пример 4. Варку древесины сосны проводят в полупроизводственных условиях. Гидромодуль варок 4: 1. Расход активной щелочи для 1 варки 13,0% от веса древесины, считая на NaqO, а для 11 варки 16,0%, считая на Na O.

Температурный режим варок был такой же, как в опыте 1. В результате 1 варки по20 лучают полуцеллюлозу с выходом 55,5 /р от веса древесины. После полумассного размола на рафинере и сортирования на сортировке типа «Ковен» образуется полуфабрикат с содержанием лигннна 13,2%, который затем об25 рабатывают хлорной водой с расходом активного хлора 8,р, а затем раствором щелочи с расходом едкого патра 4",р от веса волокна при 80 — 85 С. После обработки содержание лигнина в целевом, продукте 5,8 lр.

80 В результате 11 варки получают сульфатную целлюлозу с содержанием лягни!!а 5,7% при выходе 48,0, р.

Качественные показатели целлюлозы приведены в табл. 3.

474582

Предмет изобретения

Саста ви тель С. Кото ва

Редактор О. Кузнецова Техред Л. Казачкова Корректор 14. Симкина

Заказ 931/1365 Изд. № 847 Тираж 456 Подписпое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Как видно .из данных табл. 3, небеленая целлюлоза, полученная .по предлагаемому способу, обладает более высокими механическими свойствами, чем целлюлоза с тем же содержанием лигнина, полученная после сульфатной варки., Стоимость целлюлозы, полученной по пред лагаемому способу, меньше стоимости обычной сульфатной целлюлозы примерно на 4 руб. на 1 т целлюлозы, что связано со снижением удельных порм расхода древесины на варку.

При производительности завода 200000 т в год внедрение предлагаемого способа даст годовой экономический эффект около 800000 рублей.

Способ получения небеленой сульфатной целлюлозы путем варки исходного целлюлозосодержащего сырья с сульфатным варочным раствором при 160 — 190 С с последующими полумаооным размолом и сортированием, отличаюи1ийся тем, что, с целью увеличения выхода и повышения качества целевого продукта, варку ведут до содержания лигнина в целевом продукте 7 — 15%, а после сортирования проводят дополнительную обработку хлором при расходе последнего 4 — 12% от веса абсолютно сухого сырья с последующей ще15 лочной обработкой при 60 — 95 С и рН 9 — 11.