СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 2003 года по МПК D21C3/06 D21C9/08 

Изобретение относится к способам получения целлюлозы и может быть использовано на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности в производстве сульфитной целлюлозы с пониженным содержанием смол и жиров.

Известен способ получения сульфитной целлюлозы, согласно которому при варке древесной щепы с сульфитным раствором используют добавку: анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) - смесь натриевых солей изомерных алкилсульфоновых кислот с длиной цепи алкильного радикала С₁₁-С₁₈ и катионное ПАВ - смесь метилдиэтиламинометильных производных полиэтиленгликолевых эфиров алкилфенолов, при общем расходе анионного и катионного ПАВ 0,125-0,350% от массы абсолютно сухой древесной щепы (SU 988940, кл. D 21 С 3/06, 21.07.81).

Недостатком данного способа является недостаточно высокий эффект обессмоливания целлюлозы (40,5-30,6%).

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения целлюлозы путем обработки целлюлозосодержащего сырья варочным раствором на основе солей сернистой кислоты (сульфитным или бисульфитным) при повышенных температуре и давлении в присутствии ПАВ - смеси полиэтиленгликолевого эфира олеинового спирта (товарное название Оксанол - О-18) и оксиэтилированного n-нонилфенола с разветвленным нонильным радикалом и степенью оксиэтилирования 9-10 (товарное название Неонол АФ 9-10) при соотношении указанных компонентов смеси соответственно от 1,0:1,5 до 1,5:1,0. Указанное ПАВ берут в количестве 0,4-0,6% от массы абсолютно сухого сырья (SU 1559024, кл. D 21 С 3/06, 9/08, 28.03.88). Данный способ выбран в качестве прототипа.

Недостатками данного способа являются низкая степень обессмоливания (33,7-30,3%), относительно высокий расход ПАВ (0,4-0,6% от абсолютно-сухой щепы), используемого при варке древесины, сохранение жесткости целлюлозы на одном уровне при увеличении расхода ПАВ.

В целлюлозно-бумажном производстве различают два понятия: общую смолистость и "вредную" смолистость целлюлозы. Характерным признаком "вредной" смолы является ее липкость и способность к агрегированию в крупные частицы. Общая смолистость целлюлозы имеет значение в бумажном производстве лишь постольку, поскольку она предопределяет "вредную" смолистость, способную давать липкие образования, вызывающие производственные затруднения: осаждение смолы на оборудовании (сортировках, трубопроводах и т.д.), загрязнение одежды буммашин, а это в свою очередь - к обрывности бумажного полотна, браку бумаги (смоляные пятна, дыры и т.п.) и простоям машин из-за продувки или промывки бумагоделательных сеток.

В известных способах отсутствуют исследования по снижению "вредной" смолистости.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением, включают варку целлюлозосодержащего сырья с сульфитным варочным раствором в присутствии ПАВ.

Задачей изобретения является увеличение эффективности снижения общей и "вредной" смолистости целлюлозы.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, включающем варку целлюлозосодержащего сырья с сульфитным варочным раствором, в качестве добавки используют ПАВ неионогенного типа - оксиэтилированые алкилфенолы на основе тримеров пропилена, представляющие собой техническую смесь полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов следующего состава:
С₉Н₁₉С₆Н₄O(С₂Н₄O)_nН,
где C₉H₁₉ - алкильный радикал изонил, присоединенный к фенолу преимущественно в пара-положении к гидроксильной группе,
n - усредненное число молей оксиэтилена, присоединенное к одному молю алкилфенолов.

Указанное ПАВ берут в количестве 0,3-0,5% от массы абсолютно сухого сырья.

Товарное название - Неонол АФ 9-12, выпускается по ТУ - 2483-077-05766801-98 (n= 12; 9 - усредненное число атомов углерода в алкильном радикале).

Признаки, отличительные от прототипа, - использование в качестве добавки одного вида ПАВ неионогенного типа (Неонол АФ 9-12). Отличительные признаки в совокупности с известными обеспечивают снижение общей и "вредной" смолистости целлюлозы.

Предлагаемый способ получения целлюлозы осуществляется в следующей последовательности.

Щепу из еловой древесины загружают в автоклав. Варочный раствор на натриево-магниевом основании предварительно подогревают до 70-75^oС, растворяют в нем препарат Неонол АФ 9-12 в количестве 0,3-0,5% от массы абсолютно сухой древесины, заливают в автоклав и проводят варку целлюлозы. После варки полученную целлюлозу промывают холодной водой.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Щепу из древесины ели загружали в автоклав и заливали варочным раствором на натриево-магниевом основании, который предварительно нагревали до температуры 70-75 С. Далее проводили варку целлюлозы по следующему температурному режиму:
- подъем температуры до 115^oС - 1,5 часа,
- стоянка при температуре 115^oС - 2,0 часа,
- подъем температуры до 160^oС - 2,0 часа,
- варка при температуре 160^oС - 2,0 часа.

Гидромодуль при варке составлял 5:1.

После варки целлюлозу промывали холодной водой.

Примеры 2-5. Щепу из древесины ели загружали в автоклав. Варочный раствор на натриево-магниевом основании предварительно нагревали до температуры 70-75^oС и растворяли в нем препарат Неонол АФ 9-12 в количестве 0,3-0,6% от массы абсолютно сухой древесины. Далее варочный раствор заливали в автоклав и проводили варку целлюлозы по температурному режиму, описанному в примере 1. После варки полученную целлюлозу промывали холодной водой.

Значения эффективности снижения общей и "вредной" смолистости, а также влияние добавки Неонола АФ 9-12 на выход, жесткость и механическую прочность целлюлозы представлены в табл. 1 и 2.

Из данных табл. 1 видно, что добавка Неонола АФ 9-12 в количестве 0,3-0,6% от массы абсолютно сухой древесины практически не повлияла на выход целлюлозы и способствовала снижению значения жесткости целлюлозы.

Как видно из представленных результатов, наиболее эффективное снижение общей смолистости целлюлозы происходит по предлагаемому способу в присутствии добавки Неонола АФ 9-12 в количестве 0,4 и 0,5% от массы абсолютно сухой древесины (41,6 и 50,4%), при этом "вредная" смолистость снижается на 59,4 и 69,0%. Увеличение расхода ПАВ - Неонола АФ 9-12 до 0,6% не привело к дальнейшему эффективному снижению массовой доли в целлюлозе общей и "вредной" смолы.

Данные табл. 2 показывают, что добавка Неонола АФ 9-12 при варке целлюлозы не ухудшает показатели механической прочности целлюлозы.

Предлагаемый способ получения целлюлозы по сравнению с прототипом позволяет повысить эффективность снижения общей смолистости целлюлозы (до 50,4%); повысить технологичность процесса приготовления варочного раствора за счет использования одного типа ПАВ; уменьшить расход ПАВ на варку древесины; снизить жесткость целлюлозы, что соответственно приводит к уменьшению продолжительности варки целлюлозы. Наряду с указанными преимуществами предлагаемый способ позволяет снизить "вредную" смолистость целлюлозы до 69%.

Способ касается получения целлюлозы и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности при получении сульфитной целлюлозы с пониженным содержанием смол и жиров. Целлюлозосодержащее сырье подвергают варке в сульфитном варочном растворе в присутствии ПАВ неионогенного типа - оксиэтилированных алкилфенолов на основе тримеров пропилена формулы С₉Н₁₉С₆Н₄O(С₂H₄О)_nH, где С₉Н₁₉ - алкильный радикал изонил, присоединенный к фенолу преимущественно в пара-положении к гидроксильной группе, n - усредненное число молей оксиэтилена, присоединенное к одному молю алкилфенолов. ПАВ берут в количестве 0,3-0,5% от массы абсолютно сухого сырья. Техническим результатом является повышение эффективности снижения общей и вредной смолистости целлюлозы. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения целлюлозы, включающий варку целлюлозосодержащего сырья с сульфитным варочным раствором в присутствии добавки, отличающийся тем, что в качестве добавки используют поверхностно-активное вещество неионогенного типа - оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримеров пропилена, представляющие собой техническую смесь полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов следующего состава:

C₉H₁₉С₆Н₄O(С₂Н₄O)_nН,

где C₉H₁₉ - алкильный радикал изонил, присоединенный к фенолу, преимущественно в пара-положении к гидроксильной группе;

Zn - усредненное число молей оксиэтилена, присоединенное к одному молю алкилфенолов.