Способ получения целлюлозы для химической переработки

Способ получения целлюлозы для химической переработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-го 1 е!

v л ио l.i

Союз Советских

Социалистических

Республик о11699063 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)м. Кл.

0 21 С 3/00 (22) Заявлено 20,07.76 (21) 2390476/29-12 с присоединением заявки J%

Гвеудврственний вемвтет

СССР ве делам изабретеннй н открытей (23) Приоритет

Опубликовано 25,11.79 Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 27.11.79 (53) УДК

676.1.022.13 (088.8) М, А, Иванов, Г, С. Косая, Я. M Меллер, В.. Д. Кошелева, М. А. Прокопьева, Е. В. Карпова„Н, А. Добрынин, 3. Н. Наумова, Н. М. Бирбровер, А. В. Аввакумова, Н, С. Зонов и В. И. Орлов (72) Авторы изобретения

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛ10ЛОЗЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОИ

-ПЕРЕРАБОТКИ

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и касается способа получения целлюлозы для химической переработки.

В настоящее время широко распространен сульфатный способ производства целлюлозы.

Однако применение для сульфатной варки сернистых соединений обусловливает наличие вредных газовых выбросов — сероводорода, меркаптанов и других и загрязнение промстоков токсичными компонентами. Известен способ обработки целлюлозосодержащего сырья не содержащим Сернистых соединений щелоком, состоящим иэ 15-50 o едкого патра и 50 — 85% карбоната натрия. Процесс ведут при повышенных температурах и давлении(1). Известный

15 способ получения целлюлозы пригоден только для производства различных видов бумаг и картона.

При производстве целлюлозы для химической переработки применяют сочетание предварительного гидролиза с последующей сульфатной варkoH, мйогоступенчатой отбелки с применением щелочного облагораживания. Наиболее эффективным способом щелочного облагораживания при производстве кордной целлюлозы является способ холодного облагораживания (2).

В практике производства целлюлозы для хи мической переработки холодное облагораживание производят белым сульфатным щелоком для того, чтобы отработанные после облагораживания щелоки после упаривания использовать на варку, а затем регенерировать гю общепринятой в сульфат-целлюлоэном производстве схеме.

Применение белого сульфатного щелока для холодного облагораживания вызывает значительное ухудшение качества готовой кордной

I целлюлозы, усилечную деструкцию целлюлозы в процессе холодного облагораживания и последующей добелки из-за окисления целлюлозы кислородом в присутствии сульфида натрия, что препятствует получению продукции с требуемой вязкостью. Кроме того, сульфид натрия не способствует повышению содержания альфацеллюлозы, вызывая в то же время образование в целлюлозе значительного количесгва целлюлозы П, что приводит к резкому увеличению набухания, снижению плотности, вязкости

699063

Таблица 1

34,9

35,0

33,6 33.2

137 139

132 133

480 430

96,3 96,5

460 330

97,0 97,1

Таблs a2

Показатели твеннипа

34,7

36,6

Жесткость целлюлозы, Б

133

133 целлюлозы и ухудшению качества кордного волокна.

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта путем увеличения содержания альфа-целлюлозы, снижения набухания и повышения объемной массы целлюлозной папки.

Для достижения поставленной цели водный гидролиэ ведут в течение 20-30 мин, а щелочную варку и холодное облагораживание производят смесью раствора едкого патра и карбоната натрия в соотношении от 8:2 до 1:9, используя на варку отработанный щелок после холодного облагораживания.

Проведение процесса получения целлюлозы для химической переработки по предложенному способу обеспечивает требуемые показатели качества целевого продукта, Кроме того, применяя древесину лиственницы, можно в значительной степени улучшить качество получаемой целлюлозы, так как в лиственнице содержится большое количество легкорастворимых углеводов (арабогалактана), которые переходят в раствор при достаточно низких температурах.

На сосновой древесине результаты получаются несколько хуке, чем на лиственничной, но применение небольших количеств солей магния при нредгидролизе выравнивает зту разницу.

Показатели качества целлюлозы

Выход целлюлозы по варке,%

Жесткость целлюлозы, Б

Вязкость 1% медна-аммиачного раствора, мпз

Содержание альфа-целлюлозы,%

Пример 2. Продолжительность водного гидролиэа 30 мин. Варку вели в условиях, ана. логичных опыту 1, но использовали при этом древесину сосны и лиственницы. фарочньгй раствор содержал смесь едкого наград 50 и карбоната натрия, взятых в соотношении 9:1.

Результаты опытов представлены в табл. 2.

Выход целлюлозы по варке,%

Применение при холодном облагораживании щелочных растворов, не содержащих сульфида натрия, позволяет устранить деструкцию целлюлозы, снизить содержание целлюлозы П и получить в конечном итоге готовую кордную целлюлозу более высокого качества, чем в известном случае.

Ниже приводятся примеры получения целлюлозы по предлагаемому способу.

Пример 1. Для варки использовали древесину лиственницы. Продолжительность водного гидролиза в пределах от 20 до 90 мин, время подъема температуры до 165 С при водном гидролизе составляет 105 мин, температура щелочной варки 170 С. Продолжительность пропитки во время щелочной варки при 135 С вЂ” 30 мин, подъем.от 135 до 170 С вЂ” 60 мин, варка при

170 С вЂ” 90 мин. Варочный раствор содержал смесь едкого натра и карбоната натрия, взятых в соотношении 8:2.

Результаты этого опыта предоставлены в табл.

1, они свидетельствуют о том, что продолжигельность водного гидролиэа должна быть значительно сокращена (до 20 — 30 мин вместо 90 мин при известном способе), что дает возможность значительно повысить вязкость небеленной целлюлозы.

Как видно из приведенных данных, при предлагаемом способе получения целлюлозы для химической переработки древесина лиственницы обладает преимуществом перед сосновой древесиной в отношении качества целлюлозы. Вязкость целлюлозы и содержание альфа-целлюлозы значительно выше.

699063

Продолжение табл.2

356

430

94,8

96,4

Таблица 3 с тем же щелопосле высокоратурной отки

36.5

96,4

440

417

136

133 едкий едкий натр

90 катр

25

40

40 продолжительность, мин целлюлозы:

97,6 — 97,7

97,4-97,7

220

180-223

87 белизна,%

640

630-650 набухание весовое,% плотность, г/смэ

0,65

0,65 содержание целлюлозы П

Вязкость 1%-ного медно-аммиачного раствора, мпз

Содержание альфа-целлюлозы,%

Полученная описанным выше способом целлюлоза из древесины лиственницы была отбелена

1О по схеме: хлорирование, щелочение, хлорирование, гипохлоритная отбелка, холодное облагораживание, горячее облагораживание, отбелка двуокисью хлора, кисловка. Отработанный щелок после холодного облагораживания выпари15 вали и направляли на высокотемпературную обработку с целью разрушения г .1ицеллюлоз, а затем использовали на варку. Было проведено

Показатели качества небеленой целлюлозы: содержание альфа-целлюлозы,% вязкость 10 м ам.раств., мпз о жесткость целлюлозы, Б

Условия холодного облагораживания: облагораживающий реагент концентрация, г/л ед. NaOH т емпература, С

Показатели качества беленой содержание альфа-целлюлозы,% вязкость 1%-ного медно-аммиачного раствора, мпэ две серии варок по режиму, описанному в примере 2 на древесине лиственницы со свежим щелоком и с отработанным щелоком после высокотемпературной обработки. Результаты помещены в табл. 3.

Как следует из табл, 3, применение отработанного щелока после высокотемпературной обработки не изменяет качества целлюлозы по сравнению с использованием свежего раствора.

699063

Сульфатный способ варки (известньп ) Предлагаемый способ варки

95,5 — 96,0

96,5

450-600

90 — 110

430-450

130-136 о жесткость целлюлозы, Б белый сульфатный щелок едкий натр и карбонат натрия

25

25 продолжительность, мин

40 целлюлозы:

97,7

96,7 — 97,0

223

170-190

87 — 89

650

700-750

0,55 — 0,58

20-30

0,65

Пример 4. Древесину лиственницы варили по режиму, представленному в примере

2, для сравнения с сульфатным способом варt ки с продолжительностью водного гидролиза

90 мин, условия холодного облагораживания были такими же, как и в примере 3.

Результаты представлены в табл. 4,.

Предлагаемый способ получения целлюлозы для химической переработки позволяет получать.целлюлозу из древесины лиственницы боПоказатели качества целлюлозы

Показатели качества небеленой целлюлозы: содержание альфа-целлюлозы,% вязкость !%-ного медно-аммиачного раствора, мпз

Условия холодного облагораживания: облагораживающий реагента концентрация, г/л ед. NaOH температура, С

Показатели качества беленой содержание альфа- целлюлозы,% вязкость 1%-ного медно-аммиачного раствора, мпз белизна,% набухание весовое,% плотность, г/см содержание целлюлозы П

Формула изобретения

1. Способ получения целлюлозы для химической переработки путем водного гидролиза исходного целлюлоэосодержащего сырья и последующих операций щелочной варки и лее высокого качества, чем при известном способе получения целлюлозы для химической переработки. Например, такие важные показатели качества, как содержание альфа-целлюлозы и вязкость в готовом продукте выше.

Особенно следует подчеркнуть отсутствие в целлюлозе, полученной по предлагаемому способу, целлюлозы П, что способствует получе1 вию целлюлозы с пониженным набуханием и высокой плотностью листа.

Таблица 4 многоступенчатой отбелки с холодным облагораживанием, отличающийся тем, что

55 с цепью повышения качества целевого продукта, водный гидролиз ведут в течение 20 — 30 мин а варку и холодное облагораживание осуществляют водным раствором смеси едкого патра

699063

Составитель А. Моносов

Техред Н,Ковалева

Короектор М. лароши

Редактор Н. Грязнова

Заказ 7168/29 Тираж 443

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и карбоната натрия, взятых в соотношении от 8:2 до 9:1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что щелочную варку проводят отработанным щелоком после холодного облагораживания, 10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СИ1А М 3954553, кл. 162 — 90, опублик. 04.05.1976;

2. Косая Г. С. Производство сульфатной вискозной целлюлозы, изд-во "Лесной промышленности", М, 1966, с. 78 — 89.