СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИСУЛЬФИТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 1995 года по МПК D21C3/10 D21C3/12 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве бисульфитной целлюлозы.

Известен способ получения бисульфитной целлюлозы путем введения в варочный аппарат щепы и раствора бисульфита натрия и последующей варки древесной щепы при повышенной температуре [1].

При этом варку осуществляют при рН 3,5-5,0.

Полученная по известному способу целлюлоза обладает недостаточным качеством из-за высокой температуры варки.

Ближайшим аналогом является способ получения бисульфитной целлюлозы на смешанном основании путем введения в варочный аппарат щепы и раствора бисульфита и последующей варки древесной щепы при повышенной температуре [2].

Известный способ - двухступенчатая варка, осуществляемая при температуре 135-150^оС, рН = 6-7 с использованием смеси оснований СаО и MgO. При этом в варочную сульфитную кислоту, характеризующуюся 7,5% всего SO₂ и 1,0% связанного SO₂, добавляют 5%-ный раствор NaOH, КОН или NН₄ОН. Полученный варочный раствор характеризуется следующим соотношением между MgO:CaO:Na₂O= 1,07:1:22.

Общее время варки составляет 8,5 ч.

Целлюлоза, полученная по известному способу имеет низкий выход и низкую белизну.

Результатом изобретения является повышение выхода и улучшение качества целевого продукта.

Данный технический результат достигается тем, что в способе получения бисульфитной целлюлозы на смешанном основании путем введения в варочный аппарат щепы, раствора бисульфита и последующей варки древесной щепы при повышенной температуре, в качестве смешанного основании используют смесь MgO и Na₂O в соотношении 1:2 - 1:3, а варку проводят при температуре 152-160^оС, рН=2,2-3,5 и содержании всего SO₂ 3,5-5,0%.

Установлено, что одновалентное натриевое основание быстрее двухвалентного магниевого проникает в щепу, создавая более благоприятные условия для сульфонирования лигнина, чем при использовании одного магниевого основания. Магниевое основание, в свою очередь, создает большую буферность, т.е. стабилизирует рН на границе раздела твердой (щепа) и жидкой (варочный раствор) фаз и в варочном растворе, чем при использовании одного натриевого основания.

В результате совместного положительного влияния этих оснований при соотношении их 2:1 - 3:1 улучшается как процесс сульфонирования, так и растворения лигнина, повышается в целом избирательность делигнификации и уменьшается гидролитическое воздействие варочного раствора на волокна. Соответственно повышается выход и качество целлюлозы.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Способ получения бисульфитной целлюлозы на смешанном основании осуществляют следующим образом: 1000 г абс. сухой еловой щепы загружают в автоклав, снабженный циркуляционным устройством, и заливают бисульфитным раствором на магниевом основании с соотношением MgO:Na₂O 1:2, концентрацией всего SO₂ 3,5% и рН= 2,2. Варку проводят при температуре 152^оС в течение 2 ч 40 мин. Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.

П р и м е р 2. Способ получения бисульфитной целлюлозы на смешанном основании осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что используют бисульфитный раствор с соотношением MgO:Na₂O 1:3, концентрацией всего SO₂ 5,0% и рН 3,5. Варку проводят при температуре 160^оС в течение 3 ч.

Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.

П р и м е р 3 (по прототипу). Способ получения бисульфитной целлюлозы на смешанном основании осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что щепу заливают сульфитным варочным раствором, содержащим 7,5% SO₂, 1% связанной SO₂ на кальциевомагниевом основании в соотношении СаО:MgO - 3:2 с добавлением к 1,3 этого варочного раствора 2 мас.ч. 5%-ного раствора NaOH и 1,7 мас.ч. воды. Варку проводят при температуре 145^оС в течение 3 ч.

Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.

П р и м е р 4. Способ получения бисульфитной целлюлозы на смешанном основании осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что используют бисульфитный раствор при соотношении MgO:Na₂O - 1:3,5, рН-3,7, концентрации всего SO₂ =3,4%, температуре 162^оС в течение 3 ч.

Результаты качества приведены в таблице 1.

П р и м е р 5. Способ получения бисульфитной целлюлозы на смешанном основании осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что используют бисульфитный раствор при соотношении MgO:Na₂O 1:1,8, рН-2,1, концентрации всего SO₂ 5,2%, температуре 151^оС в течение 2 ч 20 мин.

Показатели качества приведены в таблице.

Анализ таблицы показывает, что выход целлюлозы, полученной по предлагаемому способу, выше на 4-8% (по сравнению с прототипом), а также повышается качество целевого продукта за счет повышения белизны на 2-3 ед., разрывной длины на 25% и сопротивления излому на 50%.

Сущность изобретения: в способе получения бисульфитной целлюлозы путем введения в варочный аппарат щепы, раствора бисульфита на смешанном основании и последующей варки древесной щепы при повышенной температуре, в качестве смешанного основания используют смесь MgO и Na₂O в соотношении 1 : 2 - 1 : 3, а варку проводят при температуре 152 - 160 °С, pH 2,2 - 3,5 и содержании всего SO₂ 3,5 - 5,0%. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИСУЛЬФИТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем введения в варочный аппарат щепы и раствора бисульфита на смешанном основании и последующей варки древесной щепы при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве смешанного основания используют смесь MgO и Na₂O в соотношении 1 : 2 - 1 : 3, а варку проводят при температуре 152 - 160^oС, рН 2,2 - 3,5 и содержании всего SO₂ 3,5 - 5,0%.