Способ получения целлюлозы для химической переработки

Способ получения целлюлозы для химической переработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 23Л 681 (21) 3310352/29-12 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет "

Опубликовано 15.01Â3. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 1с,0183

1И) М. Ка.э

D 2l С 3/02

D 2l С 3/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

)$3) УДК 676.1.022. .1(088.8) Г.С. Косая, Ю.A. Гугнин, М.A. Иванов, В.Г. Звягин, Il.A "=Ephio9т

В.Д. Кошелева, М.A. Прокойьева, Н.Ы. Бирбровер, P .":В ; аввакумова и .В.М.Снимщиков

Т

f (1

Всесоюзное ордена Трудового Красного Знамени научйо--"--:. производственное объединение целлюлозно-бумажной промьхаленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ

КИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕЫВОТКИ

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве целлюлозы для химической промышленнос ти. .Известен способ получения целлюлозы для химической переработки, сочетающий сульфатную варку и холодно-горячее облагораживание при отбелке (1).10

Однако высокий расход щелочи на холодное облагораживание делает этот способ нерентабельным.

Известен также способ, предусматривающий двухступенчатую обработку целлюлозосодержащего материала щелочньм варочным раствором при повышенных температуре и давлении, при этом первую ступень варки проводят карбоиатом натрия или зеленым щелоком до содержания в щелоке 15-403 растворенных органических составляющих древесины (21 °

Однако, полученная целлюлоза ие является реакционноспособной к вискозообраэованию, имеет низкую массовую долю альфа-целлюлозы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий предварительный водный гидролив 30 древесины при 158-165оС в течение 8040 мин, удаление предгидролизата и сульфатную варку при 170-180 С в течение 90-15 мин при расходе активной щелочи 20-21% в ед. Иа О от массы абсолютно сухой древесинй. Небеленую целлюлозу сортируют и отбеливают, в результате получают вискозную сульфатиую целлюлозу (3).

Недоста ками этого способа являют- . ся пониженный выход целлюлозы по варке (33-35%), большая продолжительиост.варочного цикла 8-9 ч (водный предгид ролиз и сульфатная варка по 4-4,5 ч), а в установке непрерывной варки системы Камюр нарушение непрерывности процесса иэ-эа выпадения лигноуглевод-. ного комплекса карамели на ситах из-за резкой смены рН жидкости в варочном аппарате между зоной предгидролиза и зоной варки.

Цель изобретения — повышение выхода целлюлозы и интенсификации процес,са.

Цель достигается тем, что согласно способу получения целлюлозы для химической переработки, включающему обработку целлюлоэосодержащего сырая варочньани растворами в две ступени, вторую из которых осуществляют путем, 988938 сульфатной варки при рН 11-13, первую ступень обработки осуществляют путем сульфатной варки целлюлозосодержащего сырья до рН 5-9 при расходе варочного реагента 4-40% массы % от общего его расхода.

Пример 1. Проводят серию варок из древесины березы производственной .рубки. Сульфидность щелока 14,3%.

Общий расход активной щелочи составляет 26% в ед. Na O от массы абсолют- 1О но сухой древесины, при этом расход щелочи на первую и вторую ступени обработки в разиых опытах составляет соответственно 1,0:25,0; 5:21 и 10:16% в ед. Na>0 ох массы абсолютно сухой 15 цревесины и .соответствует соотношению

С и о с о б

Показатели

Предлагаемый

Известный

1,0

5,0

1 ступень

П ступень

2l 0

25,0

4:96 20:80

39:61

8,8

6,2

5,05

3,8

23,5

17,5

20,9

24,1

Выход целлюлозы, %

Жесткость, и .ед.

42,7

43,1

42,9

35,9

57

61

24,1

20,8 21,1

35,6

94,6

93,9

94,0

93,8, 415

235

235

235 по предлагаемому способу сократился на 28%, что значительно позволяет интенсифицировать процесс варки.

Пример 2. Проводят серию варок применительно к условиям непрерывного процесса в аппаратах Камюр .

Сульфидность варочнаго щелока 27,8%.

Общий расход активной щелочи — 26% в ед. Na20 от массы абсолютно сухой дре. весины. Соотношение расходов щелочи ,между первой и второй ступенями обпаl

Расход активной щелочи в ед.

Na O от массы абсолютно сухой древесины, в мас. %:

Соотношение расходов варочного реагента на 1-ую и 2-ую ступень от общего расхода, в мас.% рН отработанной жидкости на ко- нец 1 ступени обработки

Концентрация активной щелочи на конец варки, г/л ед. Na>O

Вязкость 1% медно-аммиачного раствора целлюлозы, мПа с

Массовая доля альфа-целлюлозы,%

Оборот варочного цикла, мин

В обороте варочного цикла не учте- 55 на продолжительность общих операций (загрузка щепой, передувка массы и др.) °

Как следует иэ данных табл. 1 проведение варки по предлагаемому спосо- Ж бу позволяет значительно повысить выход целлюлозы относительно способа— прототипа при сохранении требуемых показателей качества. Следует также отметить, что -оборот варочного цикла ф5 расходов варочных реагентов в массе

% 4:96, 20!80 и 39:61.

Режим обработок:

1 ступень — гидромодуль 2,6:1, подъем температуры от 70 до

Р

160-95 мин, стоянка прн

160 40 мин.

П ступень — гидромодуль 4:1, подъем температуры после ввода варочного реагента до о

170 С 10 мин, стоянка при

170 90 мин.

После промывки и сортирования целлюлозы проводят отделения мелкого волокна на фракционаторе °

Результаты эксперимента представ,лены в табл 1.

Т а б л и ц а 1

5 988938 пературы до 170 С 10 мин, стоянка при

170 С 90 мин, затем охлаждают целлюлозную массу до 150ОC и выдерживают при этой температуре в течение 40 и

60 мин.

После промывки и сортирования небеленой целлюлозы отделяют мелкое волокно на фракционаторе. Результаты опытов представлены в .табл. 3 и соответствуют требованиям, предъявляемы к небеленой вискозной целлюлозе. Т а блица 2

С п о с о б

Показатели

Предлагаемый

Известный

40

14,8

22,0

22,8

42,6

42,8

32,5

23,5

21,8

23,6

93,6

295

94,0

380

93,7

275

Целлюлозу разделяют. на две пробы, которые подвергают отбелке по Чледующим схемам

l проба: хлорирование и щелочение— гипохлорит, двуокись хлора— щелочение — двуокись хлора— кисловка

П проба: двуокись хлора/хлор — щелочение — гипохлорит — двуокись хлора — щелочение — двуокись хлора — кисловка.

Соотношение двуокись хлора/хлор составляет 4:1.

Показатели качества беленой целпюлозы представлены в табл. 3. .Жаблица3

93,9

Вязкость мПа.с

Проба

89,6

93, 08

93,14

11 9

Проба 1

89,8

l0,3 ботки составляет 5:21 % в ед. Na 0 от массы древесины, что соответствует соотношению 20:80. Ввод варочного рас твора на первую ступень осуществляют после загрузки котла щепой, на вторую ступень непосредственно после окончания первой ступени.

Режим первой ступени обработки аналогичен режиму в примере 1.

Вторую ступень обработки осуществляют при гидромодуле 4:1; подъем тем- 10

Продолжительность стоянки при 150 С, мин

Концентрация активной щелочи на конец обработки, г/л Na>0

Выход целлюлозы, %

Жесткость целлюлозы, п.ед.

Вязкость 1% медно-аммиачного раствора целлюлозы, мПа с

Массовая доля альфа-целлюлозы, %

Оборот варочного цикла, мин

Пример 3. Эксперимент прово:аят с отбелкой целлюлозы.

Режим обработки проводят аналогично примеру 1 — соотношение расходов варочного щелока на I и П ступень сос40 тавляют соответственно 5:21 % в ед.

Na О от массы абсолютно сухой древесины. Сульфидность варочного щелока

25%. Получают небеленую целлюлозу.с показателями качества 4з

Выход целлюлозы, % 43,5

Жестк ость, п.ед. 47

Вязкость 1% медноаммиачного раствора целлюлозы, мПа. с 23,8 50

Массовая доля альфа-целлюлозы-а целлюлозе, %

Массовая Белизна, доля аль- % фа-целлюлозы, %

988938

Составитель А. Моносов

Техред A. Ач Корректор В. ПрохнеHKo

Редак.тор М. Товтин

Заказ 11004/37 Тираж 382 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Отбелка небеленой целлюлозы, полученная по предлагаемому способу не вызывает затруднений. При этом получена беленая целлюлоза с высокой реакционной способнОстью (СЗЭ/NaOH составляет 90/ll, замедляемость — 7 и ll.c) .5

Полученная беленая целлюлоза по основньм показателям качества соответствует требованиям на сульфатную вискоз" ную целлюлозу. о

Способ может быть использован как в котлах периодического так и непрерывного действия. Использование предлагаемогО способа получения целлюлозы для химической переработки обеспечи- 15 вает по сравнению со способом-прототипом повышение вых<ща целевого продукта, интенсификацию варочного процесса путем резкого снижения Оборота. нарочного котла (на 27-43%), снятие ;р .проблемы карамелизации при производстве целлюлозы для химической переработки и упрощение технологического исполнения способа.

Формула изобретения

Способ получения целлюлозы для химической переработки, вклюЧакщий обработку целлюлоэосодержащего сырья варочньми растворами в две ступени, вторую из которых осуществляют путем сульфатной варки.при рН 11-13, о тл и ч а ю шийся .тем, что, с целью повышения выхода целлюлозы и интенсификации процесса, первую ступень обработки осуществляют путем сульфатной варки целлюлоэосодержащего сырья рН 5-9 при расходе варочного реагента

4-40 мас. Ъ от общего его расхода.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Непенин Ю.Н. и Музыченко М.П.

Облагораживание сульфатной целлюлозы.

Реферативная информация Химическая переработка древесины . М., Лесная промьпаленность, 1965, У 29, с.6-8.

2. Патент США 9 3811995, кл. 0 21 С 3/26, опублик. 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

В382783 кл. 0 21 С 3/02,1971 прототип) .