Способ отбелки целлюлозы

 

О П И С А Н И Е <,990919

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 06;07.81 (21) 3313137/29-12 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликовано 23. 01. 83. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23.01. 83 (51}М. К.п.

D 21 С 9/10

Гееудауствеввыв кемвтет

СССР

{53) УЙК 676.1 ° .023.1 (088. 8) в0 аелаи «звбрвтеввв и открытий

А.В.Никитин, И.В.Кремлякова, Е.Д.Пер и

И.И.Зотов, А.М.Владимиров, В.В.Ефре, в т е

Всесоюзное ордена Трудового КрасноФо 3 производственное объединение целлюлозн промышленности и Сясьский ордена Тр щоц целлюлозно-бумажный комбинат (72) Авторы изобретения

{71)Заявители (54) СПОСОБ ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛОЛОЗЫ

Изобретение относится к лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности и касается способа получения беленой целлюлозы из различных видов растительного

5 сырья.

Известен способ отбелки целлюлозы, включающий щелочную обработку в присутствии гипохлорита, хлорирование с последующими операциями обработки >в гипохлоритом, добелки и кисловки.

Целочную обработку в присутствии гипохлорита натрия проводят при расходе щелочи 10-25 кг/т, температуре

30-85i С, продолжительности 15 - f5

150 мин, концентрации массы 6-163 и расходе гипохлорита (по активному хлору) 0,5-3,04 (1).

Подобная обработка позволяет со- 2о кратить общее количество ступеней отбелки с одновременным снижением общего сора в результате окисления части костры и луба, уменьшает смоляную сорность и содержание "вредной" смолы в беленой целлюлозе.

Однако при замене ступеней хлорирования и щелочения на обработку целлюлозы щелочью с добавлением гипохлорита даже при эквивалентном расходе активного хлора на проведение указанных ступеней и при равном снижении жесткости, требуется дополнительный расход едкого натра:на приготовление гипохлорита при сопоставимом качестве конечной беленой целлюлозы.

Известен способ отбелки целлюлозы, заключающийся в хлорировании, щелочении, обработке двуокисью хлора, ще" лочении, обезвоживании целлюлозной массы до сухости 60-703, ее дезинтегрировании, разбавлении водой до концентрации 15-503 и введении щелочного раствора для создания рН среды

7- 10 и последующей обработки щелочной целлюлозной массы газообразным

990919 4 ко ступеней. Обработку гипохлоритом на первой ступени проводят при,3550 С, концентрации массы 8-123, продолжительности 90-180 мин, расходе гипохлорита по активному хлору 1020 кг/т целлюлозы; на второй ступени при указанных условиях с расходом активного хлора 5-15 кг/т целлюлозы взамен гипохлорита возможно исполь10 зование двуокиси хлора с расходом

C30g 2-10 кг/т при концентрации массы 8-121,. температуре 65-85ОС и прои должительности 120-240 мин или перекисью водорода с расходом Н О 0,715 1,54 (в пересчете на 100у. -ную коно о центрацию), метасиликата натрия (жидкого стекла) 1,5-2,5i, едкого натра

0,5-1,03 к массе абсолютно сухого волокна при рН 0,5-11,0, температуре

20 60-80 С, продолжительности 120 .0

180 мин и концентрации массы 8-12 .

Беленую целлюлозу обрабатывают сернистой кислотой для нейтрализации остатков отбеливающих реагентов и по25 вышения стабильности белизны с расхо дом SO до 10 кг/т абсолютно сухой массы.

Предлагаемый способ получения беленой целлюлозы проверен в лаборазд торных и промышленных условиях.

Пример 1.В лабораторных условиях сульфитную небеленую целлюлозу жесткостью 94 перм.ед. обрабатывают в щелочной среде (рН 10-11) хлорной воды (концентрация 3-5 г/л) зв одну ступень в течение 120 мин при 60 С. Расход активного хлора при этом составляет 31, а расход едкого натра 2,5i к массе абсолютно сухого

4g волокна. Для сравнения проводят обработку целлюлозы гипохлоритом натрия в щелочной среде известный способ я и по способу прототипу хлорирование— щелочение. Расход отбеливающих реаген.

4 тов и условия обработки во всех случаях были аналогичными.

3 хлором в количестве до li от веса абсолютно сухой массы (2 j.

Однако способ направлен на добелку делигнифицированной и отбеленной в одну ступень целлюлозы, а проведение подготовительных операций (обезвоживание, дезинтегрирование, разбавление) перед обработкой щелочной массы газообразным хлором значительно усложняет способ отбелки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является способ отбелк целлюлозы, включающий хлорирование целлюлозной массы, щелочную экстракцию, последовательные обработки целлюлозной массы гипохлоритом, двуокисью хлора или перекисью водорода и кислсвку (3), Однако этот способ характеризуетс большим количеством высокозагрязненных сточных вод, особенно после начальных ступеней отбелки и не всегда обеспечивает требуемый уровень показателей качества беленой целлюлозы, в частности, содержание смолы и пока зателей физико-механической прочности.

Цель изобретения - снижение содер жания смолы в целлюлозе, количества сточных вод и улучшение физико-механических показателей целлюлозы.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу отбелки целлюло зы, включающему хлорирование целлюло ной массы, обработку ее гипохлоритом или перекисью водорода и кисловку, хлорирование проводят,при рН 10- 11, а обработку гипохлоритом или перекисью водорода осуществляют непосредственно после хлорирования,.

Предлагаемый способ осуществляетс следующим образом °

Целлюлозную массу обрабатывают при тщательном перемешивании щелочью например едким натром, с расходом

0,5-4,03 при 20-80оС, концентрации массы 5- 154. В щелочную массу, в зависимости от вида целлюлозы - сульфитная, сульфатная, бисульфитная и т.д., а также ее жесткости, подают газообразный хлор или хлорную воду. Продолжительность хлорирования 15-150мин

Расход активного хлора 1-10i от массы абсолютно сухой целлюлозы. После хлорирования осуществляют обработку целлюлозной массы гипохлоритом или перекисью водорода в одну или нескольРезультаты опытов, представленные в табл. 1, показывают, что предлагаемый способ обеспечивает достаточное снижение жесткости при хлорировании для ее дальнейшей отбелки.

Пример 2. Бисульфитную небеленую целлюлозу жесткостью

115 перм. ед. хлорируют аналогично примеру 1, при этом необходимое количество хлора вводят в две ступени с промежуточной промывкой водой.

Расход едкого натра, Ж

Способ

Жесткость после хлорирования, перм.ед.

Температу- . ра, C

Расход акти вного хлора на хлорирование,3

Предлагаемый

2.5

Х (Щ)

3,0

Способпрототип

20/60

2,5

3,0

Известный Щ(Г) 32

3,0

5 990919 d

Данные по расходам реагентов при- рН 11. Температура обработки 60 С. ведены в табл. 2. Дальнейшую обработку осуществляют Ik

Целлюлозную массу разделяют на похлоритом в две ступени аналогично две части. Одну часть массы обраба- примеру 2. тывают гипохлоритом натрия в две Результаты опытов представлены в ступени с расходом 1,5 и 1,34 актив- табл. 4. ного хлора к массе абсолютно сухого Результаты, приведенные в табл. 4, волокна, соответственно, а другую . показывают, что при рН 11 хлорировачасть - последовательно гипохлоритом ние происходит в более мягких услои перекисью водорода. Расход перекиси 10 виях и это обеспечивает снижение соводорода 1,03 (в пересчете на 1003- держания смолы, повышение показателей ную концентрацию), метасиликата нат- физико-механической прочности целлюрия 1,53, едкого натра 1,03 к массе лозы. абсолютно сухого волокна при рН 9,5- Пример 4. Сульфитную, суль-.

11,0, температуре 65 С, продолжи- 1 фатную и бисульфитную небеленую целтельности 120 мин и концентрации мас- люлоэу практически равной жесткости сы 93. Кисловку проводят водным раст- (100-105 перм. ед.) обрабатывают, вором О . как указано в примере 2, используя

Результаты опытов показаны в при этом на ступени хлорирования табл. 3. как хлорную воду с концентрацией акКак видно из табл. 3 предлагаемый тивного хлора 4,5 r/è, так и гаэооб- способ обеспечивает существенное сни- разный хлор.

: жение содержания смол и жиров против . Полученные результаты представлепрототипа и известного способов, а ны в табл. также Уменьшение количества стоков 2S Данные, представленные в табл, по сравнению со способом-прототипом свидетельствуют, что предлагаемый

Пример 3. Сульфитную небеле- способ отбелки позволяет снизить соную целлюлозу жесткостью 94 пери, ед. держание смолы в целлюлозе, улучшить обрабатывают хлорной водой в две сту- ее физико-механические показатели, пени в течение 120 мин при рН 7 и З0 уменьшить количество сточных вод.

Т а б л и ц а 1

990919

Таблица 2

Расход хлора на

Ц ступень, Ф

Жесткость, Расход едкого

Ц ступень, о

Способ перм.ед.

flредлагаемый

Х(Ц)-Х(Щ) 0,9

1,7

2,0,Способ-прототип Х-Щ-Х-Щ

1 5

0,8

2,0

Известный

Щ(Г)-Щ(Г) 2,0

1,7

1,2

Табли ца 3

Способ

Содержание смол и жиров,Ф

Показатели физико-механической прочности

Белизна

Разрывная Излом, длина м ч.ge.n.

Исходная небеленая целлюлоза 1;05 65,8

7600

16оо

Предлагаемый

Х(Щ)-Х(Щ)-Г-Г-К

Х(Щ)-X(Ц )-Г-П-К

0,28

86,6 7000

88,о 73оо

1400

0,21

Способ-прототип

Х-Ц -Х-Щ-Г-Г-К

86,9 6800

0,49

1100

Известный

Щ(Г)-Ц(Г) "Г-Г-К

86,5 6900

0,35

1000

Табл и ца 4 оказатели качества хлорированной целлюлозы

Механическая прочность

Жесткость, од а, Излом, Разрывч.дв.п ная длина, м

Излом, ч.дв.п перм.ед.

Исходная целлюлоза

0,97 7400 1500

0,82 6900 1000 6200

0,57 7200 1300 6800

3,0 2,5 18

3,0 2,5 25 рН 7 рН 11

1000 рн ступени хлориро вания

Расход хлора на

1 ступень, Ф

Расход едкого натра, Ф

Расход едкого

1 ступень Д

Содержание смол и жиров, Разрывная длина, м

Среднее количество жидкости, поступающей на ступени хлорирования и щелонения, м /т

Показатели механической прочности беленой целлюлозы

990919

Реагент

Белизна, Способ

Вид целлюлозы

Излом, Разрывная длина,м

) ч.дв.и.

Сульфитная небеленая

Хлорная вода

1,15 64,2 7400

1500 беленая

Предлагаемый

22 0,25 87,0 6800

1000

Бисульфитная небеленая

0,95 65,8. 7600 I 600

Предлагаемый

Беленая

24 016 86 4 7000

1000

Сульфатная небеленая

1800

0,29 34,5 8300 беленая

Предлага-. емый

25 Следы 87,2 7500

24 Следы 86,5 7200

1300

1200

Прототип

1,15 64 2 7400

1500 беленая

Предлагаемый

0,22 . 86,8 6700

- 23 0,45 86,8 6400

1000

900

Прототип

Бисульфитная небеленая

0,е5 65,8 7600

1600

Предлагаемый беленая

26 0,17 . 86,2 7000, 1100

Сульфатная небеленая

0,29 34,5 8300

1800 беленая

Предлага-емый

25 Следы 87,0 7450:

1300

Газообраз- Сульфитная ный хлор небеленая

Жесткоств целлюлозы после ступени хлориро ванин перм.ед

Содвр жание смол и жиров о

Табли ца 5

Показатели механической прочности

11 формула изобретения

990919 12 похлоритом или перекисью осуществляют непосредственно после хлорирования.

Составитель Л.Моносов

Редактор Т.Киселева Техред T.Маточка Корректор А. ференц

Заказ 73/42 Тираж 382 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 7 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ отбелки целлюлозы, включаю щий хлорирование целлюлозной массы, обработку ее гипохлоритом,или перекисью водорода и кисловку, о т л и, ч а ю шийся тем, что, с целью снижения содержания смолы в целлюлозе, количества сточных вод и улучшения физико-механических показате- 10 лей целлюлозы, хлорирование ее проводят при рН 10-11, а обработку гиИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 781243, кл. 0 21 С 9/10, 1979.

2. Патент CGA h 3907632, кл. 0 21 С 9/12, опублик. 1975.

3. Монография "TAPPI" Отбелка целлюлозы. Под ред, Рзпсона, M., 1968, с. 7-12 (прототип).