Способ облагораживания предгидролизной сульфатной целлюлозы

Способ облагораживания предгидролизной сульфатной целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190279 (21) 2729818/29-12 (1)М. Кл

3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

D 21 С 9/00

Государственмый комитет

СССР по делам. изобретений и открытий

Опубликовано 151280. Бюллетень Мо 46

Дата опубликования описания 18.1280 (53) УДК 676. 1. 022. .199(088.8) (72) Авторы изобретения

A.È. Новикова, С.С. Маховер, О.И. Шаповалов, М.И. Чудаков, Н.A.Ðóñèíà, Н.A. Мельчакова, З.П. Ельницкая, Л.М. Кирпичева и М.Б. Иванова (71) Заявитель

Ленинградский технологический институт целлюлознобумажной промышленности (54) СПОСОБ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ ПРЕДГИДРОЛИЗНОЯ

СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛ ОЛОЗЫ

Изобретение относится к способам облагораживания предгидролизной сульфатной целлюлозы и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности при получении высокооблагороженных целлюлоз для химической переработки, например для переработки в высокопрочное кордное волокно.

Для производства высокопрочного кордного волокна целлюлоза должна иМеть содержание альфа-целлюлозы

97,5В и более. Такое содержание можно получить при применении холодного облагораживания предгидролизной цел- 1з люлоэы.

Известен способ холодного облагораживания для химической переработки, основанный на обработке целлюлозы едким.натром при концентрации 20

60-110 г/л 1).

Недостатком этого способа является сложность регенерации отработанного раствора едкого натра. Кроме того, обработка целюлозы холодной щелочью высокой концентрации вызывает частичную мерсеризацию целлюлозы.

Известен также способ облагораживания предгидролизной сульфатной целлюлозы путем обработки ее белым суль- ЗО фатным щелоком при 20-30оС с концентрацией едкого натра в массе 75-95 г/л в течение 20-30 мин (2).

Однако присутствие в облагораживающем щелоке сульфида натрия вызывает повышенное набухание целлюлозы, а ограничение времени обработки 2030 мин не позволяет получить равномерный по качеству конечный продукт.

Наиболее близким к предлагаемому является способ облагораживания предгидролизной сульфатной целлюлозы путем обработки целлюлозной массы щелочньм реагентом на основе белого сульфатного щелока при 20-35 С (3).

Однако данный режим не позволяет получить целлюлозу со стабильным содержанием в ней альфа-целлюлозы не менее 97,5% в связи с тем, что присутствующий в белом щелоке сульфид натрия способствует деструкции целлюлозы, не оказывая облагораживающего действия.

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способа облагораживания предгидролизной сульфатной целлюлозы путем обработки целлюлозной массы щелочным реагентом на основе

787523 белого сульфатного щелока при 2035 С, в качестве щелочного реагента

d используют предварительно окисленный белый сульфатный щелок со степенью окисления 20-100%. При этом обработку окисленным белым сульфатным щелоком проводят при концентрации едкого натра в массе 80-110 г/л.

Используемый окисленный щелок получают предварительной обработкой белого щелока кислородом при 70-90 С, давлео нии 0 5-2,0 МПа в течение 1,5-4,0 ч.

Для упрощения технологии получения щелоков с заданной степенью окисления (20-100%) обработку кислородсодержащим агентом ведут до полного исчезновения следов сульфида натрия, который 15 переходит при этом в тиосульфат, сульфит и частично в сульфат натрия, а затем разводят его неокисленным белым

1целоком. Для получения щелоков с требуемой концентрацией NaÎH окисленные более концентрированные щелока разводят водой. Облагораживание целлюлозы проводят при концентрации массы 10Ъ, температуре 20-35 С, концентрации

NaOH 80-110 г/л, продолжительности

40-7о мин.

Пример 1. Предгидролиэную сульфатную целлюлозу после хлорирования, щелочной экстракции и отбелки гипохлоритом натрия облагораживают при концентрации массы 10Ъ по предлагаемому и известному способам, т.е. соответственно окисленным и неокисленным белым щелоком.

Окисленный белый щелок готовят следующим образом. 35

Белый щелок сульфатцеллюлоэного производства с содержанием 145,8 г/л NaOH, 58,6 г/л Na S (т.е. сульфидностью

29,2) обрабатывают газообразным кислородом при 80 С, начальном давлении 40 о кислорода 1,5 МПа в течение 2,0 ч до полного исчезновения следов сульфида натрия, т.е. до степени окисления

100%. Состав окисленного щелока,г/л:

175,2 NaOH 85,3 Nag 5<0%, 8,8 NaSO> 4

:и 6,2 Na SO . Затем окисленный щелок разбавляют водой до получения щелоков с содержанием 80, 90 и 110 г/л NaOH.

Неокисленный белый щелок берут с сульфидностью 29,2 и содержанием йаОН 80, 90 и 110 г/л.

Условия облагораживания и качественные показатели целлюлозы приведены в йабл. 1. Из данных табл. 1 видно, что в результате ведения процесса облагораживания по предлагаемому способу, т.е. окисленным белым щелоком, получена целлюлоза с более высоким содержанием альфа-целлюлозы(98,1-98,3Ъ), чем при облагораживании известным способом щ (97,0-97,2Ъ).

Пример 2. Ту же целлюлозу, что и в примере 1, облагораживают при концентрации массы 10% в течение

45 мин неокисленным и окисленным белым щелоком ï поимевши 1 с содержанием

МаОН 90 г/л.Облагораживание ведут прн температуре 20, 25 и 35 С.

Полученные данные приведены в табл. 2.

Иэ данных табл. 2 следует, что изменение температуры облагораживания в интервале 20-35 С не изменяет соотношения в содержании альфа-целлюлозы при облагораживании по предлагаемому способу. При этом содержание альфа-целлюлозы в продукте, полученном в результате облагораживания по предлагаемому способу во всех случаях остается выше, чем достигаемое при облагораживании по известному способу, на 0,7-1,3Ъ.

Пример 3. Предгидролнзную сульфатную целлюлозу после хлорирования, щелочной экстракции и отбелки гипохлоритом натрия облагораживают окисленным белым щелоком с содержанием 90 г/л NaOH и разной степенью окисления сульфида натрия при 20 С о в течение 45 мин.

Готовят окисленные щелока иэ белого щелока сульфатцеллюлоэного производства с содержанием 145 NaOH и сульфидностью 21,8Ъ.

Качественные показатели целлюлозы приведены в табл.

Из данных, приведенных в табл.3, видно, что облагораживание окисленными щелоками со степенью окисления 20100Ъ позволяет повысить качество готового продукта (содержание альфацеллюлозы с 97,0% до 97,3 98,3%, а вязкость — с 276 до 295-341 мП), Пример 4. Предгидролизную сульфатную целлюлозу после хлорирования, щелочной экстракции и отбелки гипохлоритом натрия подвергают облагораживанию по предлагаемому и известному способам для изучения характера изменения вязкости при изменении продолжительности процесса и концентрации NaOH.

Облагораживание проводят при концентрации массы 10Ъ, температуре

20 С, теми же окисленными белыми щео локами, что и в примере 1.

Результаты приведены в табл. 4.

Полученные данные показывают, что при облагораживании по предлагаемому способу изменение продолжительности от 20 до 75 мин незначительно сказывается на величине вязкости целлюлозы, в то время как при облагораживании по известному способу продолжительность прбцесса свыше 30 мин приводит к усиленной деструкции целлюлозы, в результате чего наблюдается резкое снижение вязкости.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать стабильные результаты, которые мало зависят от колебаний технлогического режима.

Так как применение для облагораживания окисленного белого щелока позво787523

При облагораживании Во известной технологии повыаение содержания альфацеллюлозы на 1% вызывает снижение выхода готовой целлюлозы на 3,0-3,5%.

Таким образом, внедрение предлагаемого способа позволит повысить выход целлюлозы минимально на 1,0%. B пересчете на 1 т готовой. продукции это позволит получить экономический эффект (434,46х1,01) — 434,46 = 4,34.

При годовом выпуске продукции

68000 т/ экономический эффект составит 280 тыс. р. ляет получить целлюлозу с качественными показателями, которые при существующих методах облагораживания достичь не удается, этот способ позволит расширить область использования древесной целлюлозы и даст воэможность заменить дорогостоящую хлопковую целлюлозу.

Использование окисленного белого щелока для облагораживания позволяет повысить содержание альфа-целлюлозы на 0,5-0,8% при неизменном выходе.

Таблица

Облагораживание целлюлозы по предлагаемому способу

Облагораживание целлюлозы по известным способам

Характеристика щелока

Характеристика щелока

Содержание альфацеллюлозы

Содержание альФа-целлюлозы, % ри д

»» с ох

Э 1

Ою

Н х

Э

Хт хо

0 Э

Мм о э

Х я н

0 Х

Н в

0 Ц

4 0

Р»

Ф и

20 45 80 — 38,9 4,0 98,5 98,2 45 28,3

20 45 90 — 43,8 4,5 98,7 98,3 20 45 90 28,3

20 45 53,5 5,3 98,7 98,1 20 45 110 2&,3

98,0 97,1

97,6 97,0

98,2 .97,2

Таблица 2

Облагораживание по известному способу — неокисленным белым щелоком

Облагораживание по предлагаемому способу — окисленным щелоком

Температура, обработки, ©С

Содержание альфа-целлюлозы, % в целлюлозе после облагораживания в готовой продукции в готовой продукции в целлюлозе после облагораживания

98,7

98,5

98,3

98,1

97,6

98,0

97,5

97,0

97,4

96,8

35

98,5

98,0

Таблица 3

0 24,8 14,2 0,8 97,7

20 19,9 19,4 1,5 97,6

276

97,0

295

97,3

90 с

Э 03 ах йЭ

Э О, О» О

Э 4

Е» 0 х х

Е (.4 с ох ох

A Ю

Pl э х н х а с; 0 о r

Ц Э

О

АО ко

Ц х

Х 1:

Э а4 (» х

Э

gz хо

0 m м е с и о

0 и

О

А

Ц

1 х

Э а»»\ хо

Э с

$и

X <с

0 е

М м

tk х ц

Х

Э4

О, (» (»Ь

Э о

Хи

X C

О » м е

I о х

Ц Э

О 0ьо ц о

О 4 с хам

ЭО Х

4 0llr

o m

ООМ

44Ì о с

lg х и х

> И (» Щ

Ю Ds

Р О

Э

Э

ЭО » О о х

М <б

Ц Д

О, О4

Ц Э

ЙО

Щ 0 с и о о

Р ю

Ф

Ц

О

0 Х Э

О А 0

Х Э

ЭОХ цох.30m

П4Ю

787523

Продолжение табл.3

Нонцен-,нонцен-:Содержание альфатрация целлюлозы,%

Ма 5 О Г г/л после об- в готовой лагоражи- целлюлозе вания !

Концентрация йа1 5, г/л

Концентрация йаОН, г/л

Степень окисления,%

Вязкость целлюлозы после облагораживания, мП

14,7

24,0, 2,1 97,7

97,4

309

60

9,0

29,1

2,7 97,9

3,5 98,1

4,1 98.7

97,4

326

80

4,4

32,9

36,7

97,5

98,3

320

100

341

Таблица 4

Вязкость 1%-ного медно-аммиачного раствора целлюлозы после облагораживания, мП

Продолжительность облагораживания, мин по предлагаемому способу по известному способу при концентра- при концентрации йаОН 110 г/л ции NaOH 90 г/л при концентра- при концетрации NaOH 110 г/л цин NaOH 90 г/л

311

285

330

310

297

316

274

326

310

276

333

250

310

326

228

259

289

309

267

230

2. Авторское свидетельство СССР

9 524879, кл. 0 21 С 9/00, 1971.

3. Сборник Трудов ВНИИБ, 1967, вып. 53, с. 116-120 (прототип).

Составитель A. Моносов

Редактор M. Дылин Техред,.М. Петко Корректор Ю.. Макаренко

Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

4,5

Заказ 8293/28

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ облагораживания предгидролизной сульфатной целлюлозы путем обработки целлюлозной массы щелочным реагентом на основе белого сульфатного щелока при 20-35 С, о т л и ч а юо шийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, в качестве щелочного реагента используют предварительно окисленный белый суль- 45 фатный щелок со степенью окисления

20-100%.

2. Способ цо п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что обработку окисленю ным белым сульфатным щелоком проводят при концентрации едкого натра в массе 80-110 г/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отбелка целлюлозы. Монография

TAIIIIH Р 27, М., "Лесная промышленность", 1968, с. 60-70.