СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 2004 года по МПК D21C3/04 

Описание патента на изобретение RU2231588C1

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве целлюлозы для бумаги из смеси хвойной и лиственной древесины.

Известен способ получения целлюлозы из лиственной древесины путем варки щепы со смесью 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/м при их объемном соотношении от 100:3 до 100:5, а варку проводят при рН 2,5-4,0 и содержании всего SO2 3,8-4,5 (RU 2010069, кл. D 21 С 3/06, 30.03.94).

Известный способ позволяет повысить выход целлюлозы, однако полученная известным способом целлюлоза имеет недостаточную прочность и может быть использована в производстве бумаги только как добавка к хвойной целлюлозе.

Известен способ получения небеленой целлюлозы путем варки щепы из хвойной древесины с сульфитным варочным раствором, имеющим рН 2,5-3,4, при температуре 152-154°С (RU 2010068, кл. D 21 C 3/06, 30.03.94).

Известный способ позволяет повысить выход целлюлозы, а также ее качественные показатели, а именно белизну.

Однако полученная известным способом целлюлоза имеет недостаточно высокое сопротивление излому и продавливанию.

Известен способ получения бисульфитной целлюлозы путем пропитки щепы бисульфитным раствором на смешанном основании MgO и Na2O при температуре 115-120°С, давлении (4,0-7,0)·105 Н/м2 и рН 2,3-3,2 в течение 1,5-2,0 час. Раствор используют при соотношении MgO и Na2O от 9:1 до 1:1,5 с содержанием в нем всего SO2 4,0-5,5%, затем осуществляют варку при температуре 153-158°С и давлении (6,3-7,0)·105 Н/м2 (RU 2114230, кл. D 21 C 3/10, 27.06.98).

Однако данным способом из хвойно-лиственной щепы невозможно получить целлюлозу с хорошей механической прочностью - из-за повышенной температуры варки.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения по технической сущности является способ получения целлюлозы, включающий пропитку древесного сырья на основе хвойной древесины сульфитным варочным раствором при повышенной температуре и варку при конечной температуре (RU 2010070, кл. D 21 C 3/06, 30.03.94).

При этом после подачи сульфитного варочного раствора на натриевом основании осуществляют гидронадавливание на древесную щепу до давления 0,5-0,8 МПа с последующим сбросом давления до 0,25-0,30 МПа.

Пропитку осуществляют одновременно с гидронадавливанием и сбросом давления при температуре 120-125°С, а варку осуществляют при рН сульфитного варочного раствора 2,1-2,4 и температуре 152-156°С. При этом в качестве древесного сырья используют еловую щепу.

Известный способ характеризуется значительным сокращением продолжительности варки (на 1,5-2,0 час по сравнению с традиционными варками), а целевой продукт, полученный известным способом, характеризуется пониженным содержанием смол, жиров и непровара.

Однако получаемая по этому способу целлюлоза имеет пониженные показатели прочности и высокую жесткость, что исключает использование ее в качестве белимой целлюлозы.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества целлюлозы при одновременном снижении ее жесткости до уровня белимой целлюлозы и расширение сырьевой базы сульфитных предприятий за счет использования березы, осины и сосны.

Достигается указанный технический результат тем, что в способе получения целлюлозы, включающем пропитку древесного сырья на основе хвойной древесины сульфитным варочным раствором при повышенной температуре и варку при конечной температуре, согласно изобретению пропитку проводят при температуре 107-112°С, а варку осуществляют при рН сульфитного варочного раствора 1,8-2,0 и температуре 146-150°С, при этом в качестве древесного сырья на основе хвойной древесины используют сырье, дополнительно содержащее лиственную древесину при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 50-70

Березовая древесина 30-50

или

Еловая древесина 45-55

Сосновая древесина 15-25

Березовая древесина 25-35

или

Еловая древесина 60-70

Осиновая древесина 30-40

или

Еловая древесина 40-60

Сосновая древесина 20-30

Осиновая древесина 20-30

При этом варку сульфитным варочным раствором проводят на натриевом, магниевом или смешанном натриево-магниевом основании при соотношении Na2O:MgO 1:1, а содержание всего SO2 в варочном растворе составляет 5,5-6,0%.

Сочетание пропитки при температуре 107-112°С, рН варочного раствора 1,8-2,0 и температуры 146-150°С позволяет получить целлюлозу высокой прочности несмотря на высокое содержание в щепе лиственной древесины, практически без непровара и с жесткостью 25-35 по Каппа, имеющую хорошую способность к отбелке.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами

Пример 1. Способ получения целлюлозы осуществляют следующим образом: 1000 г щепы, состоящей из смеси еловой древесины (70%) и березовой древесины (30%), загружают в автоклав, заливают сульфитным варочным раствором на натриевом основании, имеющим рН 1,8, с содержанием всего SO2 5,5% и производят подъем температуры до 107°С, осуществляют стоянку при этой температуре в течение 1 часа, затем поднимают температуру до конечной - 146°С и производят варку в течение 3,0 часов.

Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.

Пример 2. Способ получения целлюлозы осуществляют аналогично примеру 1, но при этом используют смесь еловой и березовой древесины в соотношении 50:50 и сульфитный варочный раствор на магниевом основании со следующими характеристиками: концентрация всего SO2 6%, рН 2,0. Стоянку проводят в течение 1,5 часа при температуре 112°С, а варку осуществляют в течение 2,5 часов при конечной температуре 150°С.

Показатели целлюлозы приведены в таблице.

Пример 3. Способ получения целлюлозы осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 45

Сосновая древесина 25

Березовая древесина 30

Показатели целлюлозы приведены в таблице.

Пример 4. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 2, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 55

Сосновая древесина 15

Березовая древесина 30

Показатели целлюлозы приведены в таблице.

Пример 5. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 60

Осиновая древесина 40

и используют сульфитный варочный раствор на смешанном магниево-натриевом основании в соотношении MgO:Na2O 1:1 со следующими характеристиками: концентрация всего SO2-5%, рН 1,9.

Показатели целлюлозы приведены в таблице.

Пример 6. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 2, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 70

Осиновая древесина 30

Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.

Пример 7. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 40

Сосновая древесина 30

Осиновая древесина 30

Стоянку осуществляют при температуре 110°С, а варку проводят при температуре 148°С.

Показатели целлюлозы приведены в таблице.

Пример 8. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесной сырья, мас.%:

Еловая древесина 60

Сосновая древесина 20

Осиновая древесина 20

Показатели целлюлозы приведены в таблице.

Пример 9 (по прототипу). Способ осуществляют следующим образом: щепу из смеси еловой (45%), сосновой (25%) и березовой древесины (30%) в количестве 1000 г загружают в автоклав, заливают сульфитным варочным раствором, имеющим рН 2,1, содержание связанного SO2 1,54%, Na2O 1,50%, всего SO2 4,0%, затем производят гидронадавливание до давления 0,8 МПа, при котором массу выдерживают в течение 20 мин, после чего давление сбрасывают до 0,3 МПа. Подъем температуры ведут до 120°С и осуществляют стоянку при этой температуре в течение 30 мин. Затем температуру поднимают до 152°С. Варку проводят в течение 2,0 часов.

Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.

Пример 10 (контрольный). Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 30

Березовая древесина 40

Сосновая древесина 30

сульфитный варочный раствор имеет рН 1,7, пропитку проводят при температуре 114°С, варку осуществляют при температуре 151°С в течение 3,5 часов.

Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.

Пример 11 (контрольный). Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 30

Осиновая древесина 40

Сосновая древесина 30

сульфитный варочный раствор имеет рН 2,1, пропитку осуществляют при температуре 105°С, а варку проводят при температуре 144°С в течение 2,5 часа.

Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.

Из анализа данных, представленных в таблице, видно, что предлагаемый способ позволяет получить из древесного сырья, содержащего лиственную древесину, целлюлозу пониженной жесткости с высокими показателями прочности: разрывная длина выше на 700-1800 м, сопротивление излому - на 450 двойных перегибов.

Похожие патенты RU2231588C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 2003
  • Мутовина М.Г.
  • Бондарева Т.А.
  • Фадеев Б.А.
  • Кирсанов В.А.
  • Тюрин Е.Т.
  • Шталкин Н.Г.
  • Ивченко Б.П.
  • Исакова В.С.
  • Запанков В.Н.
  • Головкин Б.Н.
  • Суханов Г.А.
RU2234564C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 1998
  • Мутовина М.Г.
  • Бондарева Т.А.
  • Самсонов Н.Е.
  • Фадеев Б.А.
  • Кирсанов В.А.
  • Орехов Б.В.
  • Овчинников Б.А.
  • Безносов Ю.Н.
  • Фетисова Л.Е.
  • Разуваева Т.М.
  • Шарова С.Г.
  • Косолапов С.М.
  • Тольман Г.Ю.
  • Тимошевский А.Н.
  • Дедик Ю.П.
  • Ефимова В.Н.
RU2119987C1
ВОЛОКНИСТАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПАКОВОЧНОГО МАТЕРИАЛА 2004
  • Мутовина М.Г.
  • Бондарева Т.А.
  • Фадеев Б.А.
  • Тюрин Е.Т.
  • Волков В.А.
  • Бондарев А.И.
  • Гульянц Е.П.
  • Ураева О.С.
  • Евлахова Р.А.
  • Огурцова Н.А.
  • Логинова Т.В.
  • Ширанков Г.Ф.
  • Зуйков А.А.
  • Осминин Е.Н.
  • Горошников В.В.
  • Макшакова И.Б.
  • Кирсанов В.А.
  • Волкова Г.П.
  • Ваньчиков Н.К.
  • Лисицын Н.И.
  • Фотеев М.А.
RU2256018C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 2006
  • Хакимова Фирдавес Харисовна
  • Ковтун Татьяна Николаевна
  • Носкова Ольга Алексеевна
RU2318940C1
ВОЛОКНИСТАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПАКОВОЧНОГО МАТЕРИАЛА 2004
  • Мутовина М.Г.
  • Бондарева Т.А.
  • Фадеев Б.А.
  • Тюрин Е.Т.
  • Волков В.А.
  • Бондарев А.И.
  • Ураева О.С.
  • Евлахова Р.А.
  • Огурцова Н.А.
  • Макшакова И.Б.
  • Логинова Т.В.
  • Гульянц Е.П.
  • Зуйков А.А.
  • Осминин Е.Н.
  • Горошников В.В.
  • Кирсанов В.А.
  • Волкова Г.П.
  • Ширанков Г.Ф.
  • Лисицын Н.И.
  • Фотеев М.А.
  • Емелин В.А.
RU2256019C1
ПРИМЕНЕНИЕ ДИТИОНИТА НАТРИЯ В ПРОЦЕССЕ ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 2013
  • Эррен Штефан
  • Шенхабер Дитер
  • Шахтль Мартин
  • Фишер Штеффен
  • Баойрих Кристиан
RU2649301C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ 2022
  • Хакимова Фирдавес Харисовна
  • Носкова Ольга Алексеевна
  • Фонарев Илья Игоревич
RU2797173C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 1992
  • Мутовина М.Г.
  • Бондарева Т.А.
  • Орехов Б.В.
  • Самсонов Н.Е.
  • Гранкин Ю.В.
  • Фадеев Б.А.
  • Найдина Р.И.
  • Киселев С.С.
  • Хейкинен Л.Н.
  • Найдин В.Н.
  • Иванов Ю.И.
RU2010069C1
Способ получения целлюлозы 1981
  • Фрейберга Алма Карловна
  • Трейманис Арнис Петрович
  • Громов Валерий Сергеевич
  • Клевинская Вия Яновна
  • Кротов Владимир Степанович
SU990916A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ 1996
  • Мутовина М.Г.
  • Самсонов Н.Е.
  • Бондарева Т.А.
  • Фадеев Б.А.
  • Тольман Г.Ю.
  • Тимошевский А.Н.
  • Дедик Ю.П.
  • Банзина Л.Н.
  • Ефимова В.Н.
  • Бородулин Г.А.
  • Просолова В.З.
  • Захаренко В.Н.
  • Кирсанов В.А.
  • Савин А.А.
RU2106448C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 231 588 C1

Реферат патента 2004 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Способ относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использован при производстве целлюлозы из смеси хвойной и лиственной древесины. Способ получения целлюлозы включает пропитку древесного сырья на основе хвойной древесины сульфитным варочным раствором при повышенной температуре и варку при конечной температуре. Пропитку проводят при температуре 107-112°С, а варку осуществляют при рН сульфитного варочного раствора 1,8-2,0 и температуре 146-150°С. В качестве древесного сырья на основе хвойной древесины используют сырье, дополнительно содержащее лиственную древесину при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 50-70

Березовая древесина 30-50

или

Еловая древесина 45-55

Сосновая древесина 15-25

Березовая древесина 25-35

или

Еловая древесина 60-70

Осиновая древесина 30-40

или

Еловая древесина 40-60

Сосновая древесина 20-30

Осиновая древесина 20-30

Способ отличается повышенным качеством получаемой целлюлозы. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 231 588 C1

1. Способ получения целлюлозы, включающий пропитку древесного сырья на основе хвойной древесины сульфитным варочным раствором при повышенной температуре и варку при конечной температуре, отличающийся тем, что пропитку проводят при температуре 107-112°С, а варку осуществляют при рН сульфитного варочного раствора 1,8-2,0 и температуре 146-150°С, при этом в качестве древесного сырья на основе хвойной древесины используют сырье, дополнительно содержащее лиственную древесину при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:

Еловая древесина 50 - 70

Березовая древесина 30 - 50

или

Еловая древесина 45 - 55

Сосновая древесина 15 - 25

Березовая древесина 25 - 35

или

Еловая древесина 60 - 70

Осиновая древесина 30 - 40

или

Еловая древесина 40 - 60

Сосновая древесина 20 - 30

Осиновая древесина 20 - 30

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют сульфитный варочный раствор на натриевом или магниевом основании или на их смеси.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2231588C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 1992
  • Мутовина М.Г.
  • Бондарева Т.А.
  • Самсонов Н.Е.
  • Бобров А.И.
  • Мусинский В.В.
  • Егорова Т.А.
  • Орехов Б.В.
  • Чернявская И.А.
  • Винник О.И.
  • Мамзелев С.Д.
  • Драница Е.И.
  • Найдина Р.И.
  • Киселев С.С.
RU2010070C1

RU 2 231 588 C1

Авторы

Мутовина М.Г.

Бондарева Т.А.

Фадеев Б.А.

Дьяков Н.А.

Дедик Ю.П.

Тимошевский А.Н.

Банзина Л.Н.

Ефимова В.Н.

Суханов Г.А.

Шталкин Н.Г.

Фотеев М.А.

Исакова В.С.

Татарчук В.И.

Даты

2004-06-27Публикация

2003-06-11Подача