СПОСОБ ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 2006 года по МПК D21C9/10 D21C9/14 D21C9/16 

Изобретение относится к способам отбелки целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве беленых волокнистых полуфабрикатов.

Известен способ отбелки целлюлозы, включающий стадии кислородно-щелочной делигнификации (КЩД), обработки целлюлозы трилоном Б или другими комплексообразователями, обработки целлюлозы пероксидом водорода и диоксидом хлора (Меллер Л. Возможности снижения содержания АОХ в стоках. Отбелка целлюлозы без элементарного хлора и полностью бесхлорная отбелка. PAPFOR - 93. Пленарные доклады Международной научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 4-6 октября 1993 г., с.186-208.)

Однако известный способ имеет ряд существенных недостатков. Для обработки целлюлозы трилоном Б или другим комплексообразователем требуется дополнительное оборудование (башня, промывной фильтр, насосы, смесители). Кроме того, для достижения необходимого уровня белизны целлюлозы (88-90%) требуется повышенный расход химикатов (диоксида хлора или пероксида водорода).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ отбелки целлюлозы, включающий стадии КЩД, совмещенной обработки целлюлозы диоксидом хлора и комплексообразователем (трилон Б), обработки растворами пероксида водорода и диоксида хлора (RU 2123552, кл. D 21 C 9/10, оп.2001.)

Однако данный способ имеет существенные недостатки. При получении целлюлозы с высоким уровнем белизны (88-90%) снижаются прочностные показатели целлюлозы (разрывная длина) и требуется повышенный расход пероксида водорода или диоксида хлора.

Техническим результатом является повышение белизны и прочностных показателей целлюлозы при экологически безопасной технологии отбелки без применения молекулярного хлора.

Данный технический результат достигается тем, что в способе отбелки целлюлозы, включающем кислородно-щелочную делигнификацию, совмещенную обработку целлюлозы диоксидом хлора и комплексообразователем, обработку целлюлозы раствором пероксида водорода и диоксидом хлора, согласно изобретению, после кислородно-щелочной делигнификации проводят обработку целлюлозы диоксидом хлора в присутствии 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОДК). Данную кислоту добавляют в количестве 1-7 кг/т целлюлозы.

Пример 1

Небеленую сульфатную целлюлозу из древесины лиственных пород после кислородно-щелочной делигнификации (КЩД) обрабатывают последовательно диоксидом хлора в присутствии комплексообразователя-трилона Б, щелочным раствором пероксида водорода и кислорода. Условия отбелки и показатели целлюлозы представлены в таблице 1 (опыт 1).

Пример 2

Небеленую сульфатную целлюлозу из древесины лиственных пород после КЩД обрабатывают последовательно диоксидом хлора в присутствии комплексообразователя ОДК с расходом 0,5-9,0 кг/т целлюлозы, щелочным раствором пероксида водорода и кислорода. Условия обработки и показатели качества целлюлозы представлены в таблице 1 (опыты 2-7).

Сравнение результатов лабораторных экспериментов (таблица 1) показывает, что целлюлоза, полученная после отбелки по предлагаемому способу по сравнению с прототипом при одинаковом расходе комплексообразователя (2,0 кг/т целлюлозы), имеет более высокий уровень белизны (соответственно: 87,4 и 88,8%) и разрывной длины (соответственно: 8,4 и 8,8 км). Кроме того, для поддержания рН (2,8-3,0) применение ОДК по сравнению с прототипом позволяет сократить расход серной кислоты на 2,0 кг/т целлюлозы (40%).

Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что при добавлении ОДК на стадии обработки целлюлозы диоксидом хлора в интервале 1,0-7,0 кг/т целлюлозы повышаются показатели белизны и разрывной длины беленого волокнистого полуфабриката. При расходе ОДК менее 1,0 кг/т целлюлозы и более 7,0 кг/т не отмечается улучшения данных показателей качества целлюлозы.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать целлюлозу с повышенным (по сравнению с прототипом) уровнем белизны и разрывной длины.

Таблица 1
Изменение показателей качества целлюлозы при использовании комплексообразователя (ОДК) на ступениотбелки целлюлозы диоксидом хлора. Показатели небеленой лиственной целлюлозы: степень делигнификации - 16,3 ед. Каппа; разрывная длина- 10,1 км.Стадия отбелки, показателиНомер опыта123456712345678Ступень КЩД
Температура - 95°С; концентрация массы - 8,0%; время 90 мин.;       Расход NaOH, кг/т18,018,018,018,018,018,018,0Давление кислорода, МПа
- в начале реакции0,80,80,80,80,80,80,8- в конце реакции0,40,40,40,40,40,40,4Степень делигнификации, ед. Каппа8,48,48,48,48,48,48,4Разрывная длина, км9,59,59,59,59,59,59,5Ступень Д/Q       Температура 90°С; концентрация массы 10%; время 120 мин.Расход ClO₂, кг/т (в ед. акт. хлора)26,326,326,326,326,326,326,3Расход H₂SO₄, кг/т5,03,03,03,03,03,03,0Расход ОДК, кг/т00,51,02,05,07,09,0Расход трилона Б, кг/т2,00,00,00,00,00,00,0рН в конце отбелки3,03,03,03,02,82,82,7Остат. содержание хлора, г/дм³нетнетнетнетнетнетнетСтепень делигнификации, ед. Каппа3,22,72,72,82,72,93,0Белизна, %75,275,075,676,375,575,675,3

Продолжение таблицы 112345678Ступень ЩОП       Температура 90°С; время 120 мин., См=8%Расход NaOH, кг/т12,012,012,012,012,012,012,0Расход Н₂О₂, кг/т20,020,020,020,020,020,020,0Давление кислорода, МПа0,20,20,20,20,20,20,2РН на конец отбелки11,911,611,311,711,611,211,2Остат. Содержание NaOH, г/дм³0,430,500,540,560,460,490,47Показатели целлюлозы:       Белизна, %87,787,789,188,888,788,988,7Разрывная длина, км8,48,48,78,88,89,08,8

Способ касается отбелки целлюлозы и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве беленых волокнистых полуфабрикатов. Небеленую сульфатную целлюлозу из древесины лиственных пород после кислородно-щелочной делигнификации обрабатывают диоксидом хлора в присутствии 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты. Затем осуществляют последовательно обработку растворами пероксида водорода и диоксида хлора. Техническим результатом является повышение белизны и прочностных показателей целлюлозы при экологически безопасной технологии отбелки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ отбелки целлюлозы, включающий кислородно-щелочную делигнификацию, совмещенную обработку целлюлозы диоксидом хлора и комплексообразователем, обработку целлюлозы растворами пероксида водорода и диоксида хлора, отличающийся тем, что после кислородно-щелочной делигнификации проводят обработку целлюлозы диоксидом хлора в присутствии 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что 1-оксиэтилидендифосфоновую кислоту добавляют в количестве 1-7 кг/т целлюлозы.