СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 1994 года по МПК D21C3/06 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может использоваться при производстве целлюлозы из лиственной древесины.

Известен способ получения целлюлозы путем варки хвойной и лиственной щепы при температуре 155-165^оС с бисульфитным варочным раствором на натриевом основании, имеющим исходный рН 3,5-5,0 [1] .

Однако по этому способу выход лиственной целлюлозы недостаточно высокий из-за применения высоких температур.

Известен способ получения целлюлозы путем варки щепы при температуре 120-150^оС с сульфитным кислым варочным раствором на кальциевом, натриевом, магниевом или аммониевом основании, имеющим исходный рН 1,5-2,5, концентрацию всего SO₂ 3-10% и содержание Na₂O 0,77-1,33% (пересчет осуществлен от содержания CaO 0,7-1,2% ) [2] .

Известный способ не обеспечивает высокого выхода и прочности целлюлозы.

Ближайшим аналогом изобретения по технической сущности является способ получения целлюлозы путем сульфитной варки древесной щепы из лиственных пород древесины с варочным раствором и последующей промывки [3] .

В качестве варочного раствора используют сульфитный кислый варочный раствор на натриевом основании.

По этому башенная сырая кислота, содержащая 2,8-4% всего SO₂, 0,9-1,5% связанного SO₂ и 0,87-1,40 Na₂O, насыщается сдувками из варочных котлов в системе регенерации варочного цеха и превращается в варочную кислоту. При этом используемый варочный раствор характеризуется следующими показателями: концентрация всего SO₂ 5-10% , рН исх. 1,3-1,5, содержание Na₂O 0,77-1,33% . Продолжительность варки составляет 5-12 с, температура 130-150^оС. Однако получаемая по этому способу целлюлоза имеет также пониженные выход и показатели прочности.

Новым техническим результатом заявленного способа является повышение выхода и показателей качества целлюлозы.

Достигается новый технический результат за счет того, что в способе получения целлюлозы путем сульфитной варки древесной щепы из лиственных пород древесины с варочным раствором и последующей промывки, в качестве исходного варочного раствора используют смесь сырой башенной сульфитной кислоты с содержанием Na₂O 1,45-1,65% и всего SO₂ 4,2-4,8% и водного раствора карбоната натрия концентрацией 90-110 г/л при их объемном соотношении от 100: 3 до 100: 5, а варку проводят при содержании связанного SO₂ 1,75-2,25% и Na₂O 1,65-2,18% и рН 2,5-4,0.

При этом варку ведут при концентрации всего SO₂ 3,8-4,5% .

Применение для варки лиственной древесины смеси башенной кислоты и содового раствора, не содержащей органических примесей от сдувок из котлов и имеющей повышенную концентрацию бисульфит-ионов, способствует улучшению избирательности процесса делигнификации, благодаря чему повышаются выход и показатели механической прочности целлюлозы, особенно разрывная длина и сопротивление излому.

П р и м е р 1. Способ получения целлюлозы осуществляют следующим образом: осиновую щепу в количестве 1000 г загружают в автоклав, заливают смесью сырой башенной кислоты, содержащей 1,45% Na₂O и 4,2% всего SO₂, и водного раствора карбоната натрия концентрацией 110 г/л при их объемном соотношении 100: 5. Варку проводят с раствором при концентрации всего SO₂ в растворе 3,8% , содержании связанного SO₂ 1,75, Na₂O 1,65% , имеющим рН 2,5, при температуре 152^оС. Продолжительность варки при максимальной температуре 2,5 ч. Общая продолжительность варки 5,0 ч. По окончании варки целлюлозу промывают и сортируют. Результаты варки и показатели полученной целлюлозы приведены в таблице.

П р и м е р 2. Способ получения целлюлозы осуществляют аналогично примеру 1, при этом используют смесь башенной кислоты и раствора карбоната натрия в соотношении 100: 3 со следующими характеристиками: содержание Na₂O в башенной кислоте 1,65% , всего SO₂ 4,8% , концентрация карбоната натрия 90 г/л. Варку осуществляют с раствором, содержащим всего SO₂ 4,5% , связанного SO₂ 2,25% , Na₂O 2,18% и имеющим рН 4,0. Варку проводят при температуре 156^оС в течение 3 ч. Общая продолжительность варки 5,5 ч. Результаты варки и показатели целлюлозы приведены в таблице.

П р и м е р 3 (по прототипу). Способ осуществляли в производственных условиях Выборгского ЦБК: осиновую щепу в варочном котле емкостью 320 м³ заливали варочным раствором, имеющим исходный рН 1,5, концентрацию всего SO₂ 7,51% , содержание Na₂O 0,78% , и проводили кислую сульфитную варку при температуре 135^оС в течение 30 мин. Общая продолжительность варки составляла 6,0 ч. По окончании варки целлюлозу промывали и сортировали. Результаты варки и показатели полученной целлюлозы приведены в таблице.

П р и м е р 4 (контрольный). Щепу, как в примере 1, заливают в автоклаве смесью сырой башенной кислоты, содержащей Na₂O 1,3% , всего SO₂ 4,0% , и раствора карбоната натрия концентрацией 85 г/л в соотношении 100: 2. Варку проводят с раствором, содержащим всего SO₂ 3,6% , связанного SO₂ 1,44% , Na₂O 1,40% , имеющим рН 2,3. Варку проводят, как в примере 1. Результаты варки и показатели полученной целлюлозы приведены в таблице.

П р и м е р 5 (контрольный). Щепу, как в примере 1, заливают в автоклаве смесью сырой башенной кислоты, содержащей Na₂O 1,8% , всего SO₂ 5,0% , и раствора карбоната натрия концентрацией 115 г/л в соотношении 100: 8. Варку проводят с раствором, содержащим всего SO₂ 4,7% , связанного SO₂ 2,32, Na₂O 2,25% , имеющим рН 4,2. Варку проводят, как в примере 2. Результаты варки и показатели целлюлозы приведены в таблице.

Из анализа данных, представленных в таблице, видно, что предлагаемый способ позволяет повысить выход на 6-9% , при этом одновременно повышается качество получаемого полуфабриката: белизна увеличивается на 5-6 единиц, разрывная длина - на 2500-4000 м, сопротивление излому в 2,5-3 раза. (56) 1. Бобров А. И. , Мутовина М. Г. Производство бисульфитной целлюлозы. М. : Лесная промышленность, 1979, с. 104.

2. Словарь целлюлозно-бумажного производства. М. : Лесная промышленность, 1969, с. 61.

3. Непенин Н. Н. Технология целлюлозы, т. 1. М. : Лесная промышленность, 1976, с. 313, 324, 134, 244.

Сущность изобретения: в способе получения целлюлозы путем варки древесной щепы из лиственных пород древесины в сульфитном варочном растворе и последующей промывки в качестве варочного раствора используют смесь сырой башенной сульфитной кислоты с содержанием Na₂O 1,45-1,65% и всего SO₂ 4,2-4,8% и водного раствора карбоната натрия концентрацией 90-110 г/л при их объемном соотношении от 100: 3 до 100: 5, а варку проводят при содержании в варочном растворе связанного SO₂ 1,75-2,25% и Na₂O 1,65-2,18% и рН 2,5-4,0. При этом варку ведут при концентрации всего SO₂ 3,8-4,5% . Использование предлагаемого способа получения целлюлозы позволяет повысить выход и показатели качества целлюлозы. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем ваpки дpевесной щепы из лиственных поpод дpевесины в сульфитном ваpочном pаствоpе и последующей пpомывки, отличающийся тем, что в качестве ваpочного pаствоpа используют смесь сыpой башенной сульфитной кислоты с содеpжанием Na₂O 1,45 - 1,65% и всего SO₂ 4,2 - 4,8% и водного pаствоpа каpбоната натpия концентpацией 90 - 110 г/л пpи их общем соотношении от 100 : 3 - 5, а ваpку пpоводят пpи содеpжании в ваpочном pаствоpе связанного SO₂ - 1,75 - 2,25% , Na₂O - 1,65 - 2,18% и pН 2,5 - 4,0. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ваpку ведут пpи концентpации всего SO₂ - 3,8 - 4,5% .