Способ получения целлюлозы для химической переработки

 

О ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Вес уели» (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 200677 {2 ) 2498301/29-12 (51)М. КИ.

Э 21 С 3/02

О 21 С 1/00 с присоединением заявки Ио— (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 230881. Бюллетень Н9 31

Дата опубликования описания 230881 (5 .УДК б76. 1 ° 022 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.М. Бухтеев, Ю.И.Черноусов, H.A.Äîá

В.И.Крюков, B.H.Þæèí, Г.В.Крутова, Т.В.Дергунова, Н.Г.Тихомирова, A.N, И.Л.Курская, О.И,Игнатьева и Н в, Всесоюзное научно-производственное целлюлозно-бумажной промышленно (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ

IIEPEPAS0TKH

Изобретение относится к получению волокнистых полуфабрикатов из рас- тительного сырья, например древесной щепы, пригодных для химической переработки, в частности для производства штапельных волокон.

Известен способ варки суььфатной целлюлозы, пригодной для химической переработки с водным предгидролн" зом (1) .

Сущность способа состоит в том, что щепу перед сульфатной варкой под вергают предварительному водному гидролизу прн 158-1б5оС, затем осуществляют варку прн 170оС продолжительностью 15-90 мин при расходе активной щелочи 20-21%.

Предгидролиз для сульфатной целлюлозы удаляет из древесины легко&ид.ролизуемяе гемицеллюлоэы, ослабЛяет связи .между пентозанами и клехчаткой, разрыхляет структуры клеточных стенок, что облегчает удаление пентоэаиов во время последующей сульфатной варки и повышает реакционную способносчь цел-. люЛоэы. Гидролнзат используют .в основном для выращивании дрожжей., а иа некоторых предприятиях выпускают в сток или присоединяют к черному щелонсу, идущему на регенерацию.

Однако предгидролиз требует. потребления большого количества свежей воды (гидромодуль от 1е4-6).

Кроме того, при этом способе образуется карамель — выпадаит(е на стенках оборудования обильного плотного осадка, что затрудняет нормаль.ную"работу его. С другой стороны, ® образуется большое количество активиоготила s системе биологической очистки, не имеющего достаточных пу-. тей его утилизации.

Щель изобретения — повьваение эф" .. фективности процесса.

И

Достигается она тем, что предварительный гидролиэ прочодят в водном растворе активного ила иэ системы биологической очистки сточных вод

2О целзволоэно-бумажного производства.с, концентрацией раствора 5-10 г/л, а щелочную варку ведут s среде актив" ного ила. Расход активной щелоч», используемой в процессе варн», составляет 16-23%.

Активный ил представляет .ценоэ бактерий, дрожжей, oost простейших беспозвоночных, развиваю. щихся s сооружениях очистки сточ»ых

Ж вод целлюлозного производства.

Как в процессе предгидролиза,так и в процессе варки с активным илом происходит гидролиз его до низкомолекулярных аминОкислоте чтО псзвОля ет полностью.перевести активный ил в раствор. Кроме того, появление в

РЕЗУЛЬтатЕ ЗтОГО В Ва1?От1НОй СИСТЕМЕ соединений азота и ФосФсра позволяет сократить расход этих вецеств прй биологической очистке прсмстоков.

Изобретение апробировано в лабораторных условиях.

П р и и е р 1. Для проведения исследований используют систему автоклавов, выполненных из кислстсупсрнсй стали,- которая позволяет в лабораторных условиях моделировать техно- 5 логический режим, реализованный на.

Байкальском ЦБК. ав i Q1(?тав Зттг?7ужают 1 1 0 . . во зтцр111 "

НС СУХОЙ ССС110ВСЙ ЕЯЕПЫ р ЗакаЧИВВЮТ воду, нагретую дс 65с("., Поднимают Я температуру ст 60 дс 170(?(за )20 мнн, тта?1ЕЕ ТСЯН1(а ".JpH 170Ь(8 TFBЧЕНИЕ

100 iHH. Гидрсмодуль 114 . Расход ак- THBH0й 1l1eлсчи 10,5% В ед.11а 0, сульФиднссть 30%. 25

BFlPKv п(7(?ВОДЯТ пс QJIHJivlGi«eMУ De жиму: пОспи тка тк1ел(7ксм пОН 1 3 5 (3 в

-„a течеHHe 30 мине пс-„,?-„,е1.(те1т1перату1?ы ст 1 35 .- Дс

170ОС вЂ” 60 мнн, продолжительность стоянки на

170 (. составляет 60 мин.

Основные показатели полученной

ЦЕ ?тЛЮЛ, 3 Ы, Н Е 1Р Ст(тp1т(Е ((FIPBM (РЫ П17С

ЦЕССа И аиаЛИЗ т1Р(?МСТС1(СВ ПР11ВЕД(»НЫ вт табл ° 1 °

Пример 2 . Прет(гтидрслиз и

Вар1 у IIDOBOJ1JITр Ii0 рнжИМаМ П1 ттВЕЦттти

HbL, В примере 1 .

Преде идрслиз Ведут в всдисм pec - @Q

BGp8 pKYFJBFJ0I"o ила с 1(снцентрацией

5 P/Jl. Пс QKGHчанни предгнд;?слнза

ГНДроднзат СтбИтт»аИ>т (СКСЛС 70%) И

HBïPFlвлЯют HFl би(?химичтзскУю пеРВРа (7QTi(y .

Вапку проводят В среде актнвнсгс ила i QQTQB15Jpl octl в предгн?(рс?1лзсван ной I telle . П(?Л(аз ", Te JHI полученной 1тер1т11вл(? ты е BeKOT(?Plate паРт1мт.— тРM п1?ОЦРРОса H a Ha J«13 промстсксв представлены в табл.1.

Пример 3. Предгидрслиз и варку flpo?7QДЯ т пс 17ежимам р "lpPBBJleет ным в прц11Mepe 1 . ПреДГИДрОли 3 1рсвс- щ дят в водном ра= творе актнвнсгс ила с концентрацией 5 Г/л, отбираю-т около 70% предгидрслизата.

Варсчный раствор Готовят на водном растворе активнсгс ила с кснцент"раЦией 5 Г/л. Содержание активной 46

1целочи и сульФидность такие Я(е„ как в примере 1.

Пскаэатсли пОлучен НОГ(7 п17одукта z некоторые параметры процесса и анализ пРсмстскОВ пРиведены В табл,1. т1?р

Пример 4. Предгидролиэ и варку проводят по режимам, приведенным в примеpe 1 Ф

ПРедге1Д1?слиЗ прОВОДЯт В ВОДном растворе активного ила с концентрацией 10 г/л. Показатели полученного продукта, некоторые параметры процесса анализ промстоков приведены в табл.1 °

Из данных таблицты следует, что использование на предгидролиэ и варку актиВного ила систем биолОГическОЙ очистки прсмстскОВ ЦБП с кОнцентрацией 5 Г/л и 10 г/л позволяет получить целлюлозу для химическОЙ пере

1?абстки IIQ показателям качества Не

УС ТУ11аРЩт»РЮ ЦЕЛХ1ЮЛО 3 Е р ПОЛУЧЕ ИНОЙ ИЗ

Вестным спОсОбсм, Бебеленая целлюлоза, получаемая предлагаеьиж(способом после отбелки ее по с;ч«ествука(ей схеме Байкальского

11БЕ обрзспечивает высокую реакционную способность бтзленОЙ ЦеллюлОзыр чтО благоп?зиятно сказывается при перерабОТКЕ ЕЕ B 1ВТаПЕЛЬ1еСЕ ВОЛОКНО (".àáë.1).

1?Д11ОВ17ЕМЕН HO рЕ1т7аЕТСЯ ПрОбЛЕМа утилизации активного ила р поскольку е как и процессе предгидролиза, так и

В Процессе варки активный ил полносТЬЮ l ИДт7СЛИЗтРЕТСЯ о

П13сведеЯне преДГидт?Олиза H Варки на активном Иле снижает потребление свежей воды и позволяет частично (7(31ттить проблему реализации замкнуто--о цикла водопользования в системе предгидролиз - варка — биологическая очистка прсмстоков.

11спсльзование активного ила уменьшает карамелнзацию ГидрОлизата чтО

ОбтЬЯСНЯЕТСЯ ПОЯВЛЕНИЕМ B СИСТЕМЕ НИЗ1(отто 11ЕКУЛтЯР Н1ттХ аМИНСКтн СЛСТ вЂ” ПР(»дуктсв гидре>лиза активного ила. Введение активнОХ с ила на стадии пред ги11ро?лиза спссОбствpeт ОбОГатттению субстрата аминокислотами, витаминами

ГР . УГ1ПЫ В И МИКРСЗЛЕМЕНТаМие а Так же способствует увеличер1ию выхода дрожжей От РВ на 12-22% и белка в ср (eeM на 20 @.

Pe3yJlBTaTFJ выращивания дрожжей

СВ1ьй1(1а всс1г.11 Тул. -1 на инвертированном предгидрслизате, OQJtepaatlteM добавки активного ила, а также выход РВ, Д1?Г?жжЕй и белка в пересчете на 1 т. Исходного сырья (при модуле отбора предгидролизата" 2,6) представлены в табл ° 2 °

Н3 табл.2, следует, что в случае

Введения на предгидролиз активнОГО нла концентрацией 2,5-9,1 г/л снижается содержание РВ (за счет Взаимодействия альдегидных групп сахаров с аминогруппами) по сравнению с контролем на 27-35 Фр нс выход дрожжей и содержание белка в них увеличивает я*

Лиар(ИЗ ОКИСЛЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ЩЕЛОксв и гидрслизата показал, что про857329

Таблица

Показатели

Способ

Известный

Выход, В

35,69

35,0

35,88 36,10

35,62

Содержание d- -целлюлозы, %

96,36

95,80

96, 14

96,0

96,11

211

240

272

323

310

Вязкость, И„

Жесткость целлюло, ОБ

74,48

78,58

77, 84 80 00

19,5

19,5

30,0

19,5

19,5

21,0

25-30

3030

СульФидность, Ъ

PB в предгидролизаге, Ъ

1,75 1,68

3,80 3,70

13 6 13 7

2,0

1,9

3,65

13,7

3,7 рН предгидролнзата рН черного щелока

13,7

33600

36000

32000 32000

50000

96000 96800

43680 43600

134400 134800

127600

127600

КПК, мг/л О гидролизата щелока

150000

БПК, мг/л О гидралнзата

19600 19600

18400 21300

22300

21300

24800

30000 щелока

1000

1000

600

300

41700

41000

45750

44000 щелока

94000

93850

84000

932.00

35000 цесс их биоокисления идет с большей скоростью и более стабильно, при меньшем расходе солей азота и ФосФора и без дополнительного количества кислорода, что привоцит к уменьшению затрат на биологическую стадию очистки.

Время, необходимое для полного окисления такого щелока, практически не отличается от времени, необходимо ео для известного способа.

Расход активной щелочи на варку, В в ед.Иа О

Окисляемость гидролизата, мг/л С

Окисляемость щелока, мг/л О

Минеральная часть, мг/л гидролизата 1500

Органическая часть, мг/л гидролизата щелока

Данные по окислению гидролиэата и щелока, составу их органической и минеральной части, а также XIIX и БПХ представлены в табл.1.

Использование изобретения в про" мышленности намечается на Байкальском

ЦБК и Братском ЛПК.

Ожидаемый зкономический эфФект от внедрения изобретения составляет

500 тыс.руб. в год.

Предлагаемый по примерам г

Способ

94ñ 5

94,6

94,7

105

10.5

110

90,3

90,1

80/ll одержание теллжлоэыу Ъ;

Белизна, "ъ

Реакциокнаи способо р

Я .

ЫаОБ

Предлагаемый по

Продолжение табл. 1

80/11 80/11

557329

1 1

1 O Э

О 333 Се ф

Ц

Э е

Х

s4 о

I

I

1

1

"1

1 в ь с с

CO 1 «) л ф N 33Ъ с с с

30 3 CO л л иоки

Ф ф х оох оох v

1

1

t

6Ъ С Ъ Л Ю С Ъ с с t с с с

N ) )Ч О CO

РЪ 3Ч РЪ Ю N

I.Ф ооо)) и

30 Х

nt o x

0 4

) gэх лНЭ яа

ot:a,I 1

I.

I !

1 1

1

1 34 I

Ei ц.х ) х ео

ОЭ

О.I I

t(Ф. 333 Н ох яо

5311 О О

333)3 - О Х ь с с ь. сч ь

М\ 3)ф

I

1

)

I ..

I

3.

Ъ! о с

3))ф) ФХ

5,о )),е и

Э Дхп

1

1

I

1 с

1 О 333 а )t! )3

C)Og цйцо

t33 O3C k ь с

33Ъ о с .с

33> л4

° Ф 33Ъ

1

Э . 1

Х I

L Ф .I

tt3 Э 1

5о

KO

N t

ОЪ с л

«3

1

Зс) аА

33Ъ сФ с с л л4

1

) °

1

4

1

1 ь ь

ЗсЪ Л с с

4Ч 3Ч ь

)с ЪО с

3Ч 4Ч

1

I

I

I

I !

° У 3Ж. а 4 РЪ с с

ЕЧ

Ю lO lO aA с с л4 л о

4 Ц оо и х

Э 333 ц Х с энб

63 ХЦ

333 Ю Х

It3

Ц

О о ф с н ь х о

О 33Ъ с

33Ъ 1

1

1

N 1

1 ф 1

1

Х I

Ц

e I ! п) I

1 ч 1

).

)

I

t.

I

I 1

I tt3 3

1 А 3

Н 333 о ! oe

3 вх о

1 . Э

t33 Н.

I

Ю I

3 I с )

Щ I Х

031 х

I Э.Х.

t." и

O I3, О Э

1. И 333

I

1 !.

1 0s

I Э

1 333

1 Х

1 Х

t x ох, цо л 3 Ф CO с с с

N .3Ч О О

33Ъ Е 3О а

1

Ю 1 с

° ) 1

3Ъ

t I

1

Ю 1 с ь

%О t

1

1

CO 1 с

33Ъ

1!

1 ь л с

3Ч 1

3

1

\О I

33Ъ 1 с л

° t

1

1 л с е

12

857329

ФОрмула изобретения

Составитель А.Моносов

Редактор B.Äèáîáåñ ТехредМ. Табакович Корректор М.Коста

Заказ 7163/46 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Спбсоб получения целлюлозы для химической переработки путем предварительного гидролиза древесной щепы при 1.60-170оС, отбора гидролизата и последующей щелочной варки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повыщения эффективности процесса,,предварительный гидролиз проводят в водном растворе активного ила из системы биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства с концентрацией раствора 5-10 г/л, а щелочную варку ведут в среде активного ила, оставшегося в предгидролизованиой древесной щепе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 382783, кл. 0 21 С 3/02. 1971 (T ;;-.: oxan).