СПОСОБ ОТБЕЛКИ СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 2005 года по МПК D21C9/10 D21C9/14 D21C9/16 

Изобретение относится к области целлюлозного производства и может быть использовано для получения беленой целлюлозы (из целлюлозной массы после кислородно-щелочной обработки) без применения молекулярного хлора.

Известен трехступенчатый способ отбелки целлюлозы, включающий обработку целлюлозной массы на 1 ступени азотсодержащей поликарбоновой кислотой при температуре 70-90°С, на 2 ступени - пероксидом водорода с расходом 1,3-2,0% от массы абс. сух. целлюлозы в щелочной среде при концентрации массы 10%, температуре 90°С в течение 120 мин и на 3 ступени - диоксидом хлора с расходом 1,3-2,4% от массы абс. сух. целлюлозы при концентрации массы 10%, времени обработки 120 мин при температуре 50-60°С (RU 2044808, кл. D 21 С 9/10, оп.1995).

Предложенный способ отличается от известного тем, что вместо поликарбоновой кислоты используют серную кислоту и обработке данной кислотой подвергают целлюлозу после кислородно-щелочной обработки, на второй ступени пероксидную обработку ведут с расходом щелочи 1,0-1,3% от массы абс. сух. целлюлозы и на 3 ступени используют диоксид хлора при его расходе 1,0-1,6% и температуре 70°С.

Данное отличие улучшает качество целлюлозы за счет повышения ее белизны.

Технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения, состоит в получении белизны лиственной целлюлозы 88,5% при исходной жесткости 10,2 единиц Каппа за счет процесса автоокисления, инициатором которого является кислород, оставшийся в волокне после кислородно-щелочной обработки в остаточной щелочности и протекание которого зависит от значения рН среды на 1 ступени обработки кислотой и соответственно расхода кислоты.

Существенные признаки изобретения: способ отбелки небеленой целлюлозы, включающий чередование кислотной и щелочной обработок, отличающийся тем, что целлюлозу после кислородно-щелочной обработки на 1 ступени обрабатывают серной кислотой с концентрацией массы 5-10%, расходом серной кислоты 5% от массы абс. сух. целлюлозы, рН 2,6-3,0, на 2 ступени пероксидную обработку осуществляют с расходом щелочи 1,0-1,3% от массы абс. сухой целлюлозы и 3 ступень проводят путем обработки целлюлозы диоксидом хлора при его расходе 1,0-1,6% от массы абс. сух. целлюлозы при температуре 70°С.

Пример 1.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО обрабатывают серной кислотой с расходом 4% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 10% и при выдерживании целлюлозной суспензии при 90°С в течение 30 минут. Затем целлюлозу отделяли и высушивали. Белизна целлюлозы 52,0%, выход 98,2.

Пример 2.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке серной кислотой с расходом 5% от массы в.c.ц., с концентрацией массы 2,5% при выдерживании целлюлозной суспензии при 90°С в течение 30 минут. Затем целлюлозу отделяли и высушивали. Белизна целлюлозы 54,2%, вязкость 46,6 мПа с, выход 98,2.

Пример 3.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО обрабатывают серной кислотой с расходом 5% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 2,5% и выдерживании целлюлозной суспензии при 90°С в течение 60 минут. Затем целлюлозу отделяли и высушивали. Белизна целлюлозы 57,0%, выход 98,0.

Пример 4.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке серной кислотой с расходом 3% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 10% при выдерживании целлюлозной суспензии при 80°С в течение 30 минут, затем целлюлозную массу отделяют, промывают и обрабатывают пероксидом водорода при той же концентрации массы (с расходами Н₂О₂ 2,0% и гидроксида натрия 1,3%, рН 10,9) при 90°С и продолжительности 120 мин, затем целлюлозу отделяют, промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 66,4%, выход 96,5.

Пример 5.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке серной кислотой с расходом 5% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 7% при выдерживании целлюлозной суспензии при 80°С в течение 30 минут, затем целлюлозную массу отделяют, промывают и обрабатывают пероксидом водорода при той же концентрации массы (с расходами Н₂О₂ 2,0% и гидроксида натрия 1,3%, рН 10,9) при 90°С и продолжительности 120 мин, затем целлюлозу отделяют, промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 74,0%, вязкость 45,3 мПа·с, выход 96,0.

Пример 6.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке серной кислотой с расходом 2,5% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 2,5% при выдерживании целлюлозной суспензии при 90°С в течение 30 минут, затем целлюлозную массу отделяют, промывают и обрабатывают пероксидом водорода при той же концентрации массы (с расходами Н₂О₂ 2,0% и гидроксида натрия 1,3%, рН 10,9) при 90°С и продолжительности 120 мин, затем целлюлозу отделяют, промывают и обрабатывают диоксидом хлора при температуре 70°С с расходом 1,0% при концентрации массы, продолжительности обработки аналогичной второй ступени, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,8%, вязкость 45,7 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 7.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6, увеличивая на первой ступени продолжительность обработки до 60 мин, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 86,1%, вязкость 46,58 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 8.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 5%, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,6%, вязкость 29,93 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 9.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 5%, увеличивая время обработки до 60 мин, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 86,5%, вязкость 30,20 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 10.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 7% и расходе кислоты 7% от массы в.с.ц., затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,8%, вязкость 22,82 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 11.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 3 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 7% и расходе кислоты 7% от массы в.c.ц., увеличивая время обработки до 60 мин, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 86,3%, вязкость 37,69 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 12.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10%, расходе кислоты 10% от массы в.c.ц., затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,4%, вязкость 22,69 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 13.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10%, расходе кислоты 10% от массы в.c.ц., увеличивая время обработки до 60 мин, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,1%, вязкость 27,35 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 14.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10%, увеличивая время обработки до 60 мин, с расходом пероксидом водорода на второй ступени 1,5% от массы в.c.ц., промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 82,2%, выход 95,0%.

Пример 15.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10%, увеличивая время обработки до 60 мин, с расходом пероксидом водорода на второй ступени 1,0% от массы в.с.ц., промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 80,9%, выход 95,0%.

Пример 16.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10% с расходом кислот 5% и времени обработки 60 мин, а на третьей ступени обрабатывали диоксидом хлора с расходом 1,5% от массы в.с.ц., затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 88,1%, вязкость 22,1 мПа·с, выход 94,5%.

Пример 17.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 16, а на третьей ступени обрабатывали диоксидом хлора с расходом 1,6% от массы в.с.ц., затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 88,5%, вязкость 22,0 мПа·с, выход 94,5%.

СПОСОБ ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Таблица№ п/п1 ступеньРасход Н₂О₂, %Расход ClO₂, %Показатели целлюлозыРасход кислоты, %τ, минСм,% конц. массыТ°СБелизна, %Вязкость, мПа·сВыход, %1.4301090--52,0-98,22.5302,590--54,246,698,23.5602,590--57,0-98,04.33010802,0-66,4-96,55.5307802,0-74,045,3096,06.2,5302,5902,01,085,845,7395,07.2,5602,5902,01,086,146,5895,08.5305902,01,085,629,9395,09.5605902,01,086,530,2095,010.7307902,01,085,822,8295,011.7607902,01,086,337,6995,012.103010902,01,085,422,6595,013.106010902,01,085,127,3595,014.56010901,51,082,2-95,515.56010901,01,080,9-95,516.56010902,01,588,122,194,517.56010902,01,688,522,094,5

Способ касается отбелки сульфатной целлюлозы и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности. Целлюлозу после кислородно-щелочной обработки с концентрацией массы 5-10% на 1 ступени обрабатывают серной кислотой с расходом 5% от массы абсолютно сухой целлюлозы, рН 2,6-3,0, на II ступени осуществляют пероксидную обработку с расходом щелочи 1,0-1,3% от массы абсолютно сухой целлюлозы и III ступень проводят путем обработки целлюлозы диоксидом хлора при его расходе 1,0-1,6% от массы абсолютно сухой целлюлозы при температуре 70°С. Техническим результатом является повышение степени белизны целлюлозы. 1 табл.

Способ отбелки небеленой целлюлозы, включающий чередование кислотной и щелочной обработок, отличающийся тем, что целлюлозу после кислородно-щелочной обработки на 1 ступени обрабатывают серной кислотой с концентрацией массы 5-10%, расходом серной кислоты 5% от массы абсолютно сухой целлюлозы, рН 2,6-3,0, на 2 ступени пероксидную обработку осуществляют с расходом щелочи 1,0-1,3% от массы абсолютно сухой целлюлозы и 3 ступень проводят путем обработки целлюлозы диоксидом хлора при его расходе 1,0-1,6% от массы абсолютно сухой целлюлозы при температуре 70°С.