Способ получения волокнистого полуфабриката Советский патент 1984 года по МПК D21C3/02 

9д

&0

Изобретение относится к целл1апоз: но-бумажному производству, в частности к способам щелочной варки целлюлозосодержащего сьфья с получением волокнистых полуфабрикатов, используемых для производства бумаги и кар тона различного назначения. Известен способ делигнификации лигноцеллюлозного материала щелочным раствором в присутствии циклическог кетосоединения iDi Однако применение натронных щелоков не дает возможность получать цел люлозу с удовлетворительным выходом при экономически целесообразном количестве добавки, а использование антрахинона и его аналогов при суль фатных н полисульфидных варках не решает проблемы снижения выбросов дурнопахнущих сернистых соединений. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения волокнистого полуфабриката путем обработки исходного целлишозо содержащего сырья щелочным реагенто в присутствии ароматических кетосое динений при повьшенной температуре н давлении в .присутствии солей меди или марганца, взятых в соотношении 0,1:1 - 5:1 к массе ароматического кетосоединения 2. Добавка соединений, содержащих катионы Мп и Си , повышает эффек действия кетосоединений на процесс щелочной делигнификации. Однако применение антрахинона и его аналогов в присутствии катионов марганца и меди, давая некоторо повышение выхода и ка ества волокнистого полуфабриката, практически не снижает содержание летучей серы в парогазах. Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и снижение загрязненности окружающей среды. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения волокнистого полуфабриката, включаю щему об; аботку исходного целлюлозосодержащего сырья белым щелоком в присутствии соматического кетосоединения и введение соли марганца и меди, перед обработкой сьфья белы щелок окисляют до степени превращения сульфида натрия в тиосульфат и полисульфид 30 - 100%, а введение соли марганца или меди осуществляют в процессе окисления щелока. В присутствии катионов марганца и меди значительно интенсифицируется процесс окисления сульфида натрия в белом щелоке молекулярным кисло дом или воздухом. Полисульфид и тиосульфид натрия, которые образуются при окислении сульфида натрия, оказывают положитель ное влияние на выход и качество целлюло-зы, получаемой в результате варки с добавками антрахинона и его аналогов, а присутствие в окисленном 74 Р -4белом щелоке катионов Мп и Си усиливает эффект действия ароматического кетосоединения. Перевод части сульфида натрия в нелетучее серосодержащее соединение - тиосульфат позволяет уменьшить содержание дурнопахнущих сертистых соединений в парогазах и сульфида натрия в отработанном черном щелоке. При этом существенно снижаются выбросы летучих сернистых соединений в процессах варки древесины и регенерации щелоков. Способ осуществляют следующим образом. Белый щелок путем барботирования, эжекции, смешиванием под давлением обрабатывают врздухом или молекулярным кислородом. Температура обработки 70-90 С. В необходимых количествах в белый щелок добавляют соли, содержащие катионы Мп и Си . Продолжительность окисления и расход кислорода выбир дат в зависимости от заданной степени перевода сульфида натрия в полисульфид и тиосульфат. Соотношение получаемой полисульфидной серы и серы, содержащейся в образовавшемся тиосульфате, зависит от состава исходных щелоков и степени окисления сульфида натрия. Так, при степени окисления 30% и сульфидности исходного щелока 30% отношение полисульфидной и тиосульфатной серы составляет 0,8-1, а при степени перевода сульфида натрия в полисульфид и тиосульфат 100% со0,8-1,2 отйошение равно , После окисления белый щелок и содержащиеся в нем соединения марганца и меди направляют далее на варку, в процессе которой добавляются необходимые количества циклических кетосоединений. Нецелесообразно использовать для варки белый щелок со степенью окисле31ния менее 30%, так как при этом в нем наблюдается низкое содержание полисульфидов и при этом незначитель но снижаются выбросы дурнопахнущих сернистых соединений. Также нецелесообразным является дальнейшее окисление белого щелока после того, как весь сульфид натрия (100%) переведен в полисульфид и тио сульфат, натрия, так как при этом происходит окисление полисульфида натрия в тиосульфат и при использовании такого щелока для варки древесины не будет получен эффект повышения выхода целлюлозы, обусловленный действием полисульфида. Пример 1-. На лабораторной окислительной установке проводят обработку белого щелока воздухом при 85 С и соотношение объемов пропускав мого воздуха и щелока 200:1. Исходный белый щелок имеет следую щий состав: содержание активной щело чи 92,7 г/л; степень сульфидности 32,1 %. Степень окисления сульфида натрия в полисульфид и тиосульфат после об работки составляет 30%. Количество образовавшейся полисульфидной серы составляет 1,8 г/л, тиосульфата 4,4 г/л. Окисление проводят в присутствии добавки соли , взятой в таком количестве, .чтобы при последующей варке древесины соотношение катионов Мп к добавляемому количеству антрахинона и этилентрахинона составило соответственно 1:1 и 5:1. Лабораторную обработку осиновой щепы проводят на глицериновой бане в автоклавах с перемешиванием вращением по следующему режиму: подъем температуры до 170 С 65 мин; стоянка на конечной температуре 75 мин; гидромодуль 3,5:1. Расход щелочи по отношению к массе абсолютно сухой древесины 13% ед По известному способу варки пров дят на исходном белом щелоке с добавкой 0,25% антрахинона (АХ) и 0,0 этилантрахинона (ЭАХ) от массы абсо лютно сухой древесины и в соотношении j . . . По предлагаемому способу применя ют белый щелок со степенью окисления 30%, Антрахинон и этилантрахинон 44 вносят в процесс варки в таких же количествах, что и при варке по известному способу, а добавку катионов марганца производят в вьгае указанных соотношениях. В табл. 1 приведены результаты варки осиновой древесины по известному и предлагаемому способам. Пример2. По режимам, данным в примере 1, проводят варку осиновой древесины с окисленным белым щелоком. Степень окисления сульф1зда натрия в белом щелоке 100%, Количество образовавшейся полисульфидной серы составляет 5,2 г/л, тиосульфата натрия 26,1 г/л. Количество добавляемого антрахинона (ЛХ) и -метилантрахинона (МАХ) составляет соответственно 0,5 и 0,05% от массы абсолютно древесины. Содержание катионов Мп в окисленном белом щелоке и при добавке МпСбг в исходный щелок при варке по известному способу составляет 0.1 к 1 ч. антрахииона и 1:1 по отношению к добавке Э-метилантра- хинона, В табл. 2 приведены результаты варок по известном, и предлагаемому способам. П р и м е р 3, По режимам, приведенным в примере 1, проводят варку осиновой щепы с окисленным белым щелоком. Степень окисления белого щелока 52,1%, Количество добавляемого антрахинона и этилантрахинона составляет 0,5 и 0,05% от массы абсолютно сухой древесины. Добавка CuSOj 51 0 в процессе окисления щелоком для варки предлагаемым способом и в процессе варки древесины известным способом производится из расчета соотношения катиона Си к антрахинону О,05:1 и к этилантрахинону 5:1, В табл, 3 приведены результаты варок с использованием белого щелока, окисленного в присутствии катионов меди, и на исходном щелоке с добавкой CuSO 5H20 в процессе варки. Из данных, представленных в табл. 1-3, видно, что по сравнению с известным предложенный способ обеспечивает повышение выхода целевого продукта более чем на 1% и существенное снижение количества метилмеркап- Тана и сероводарода в парогазовых выбросах. Так, при степени окисления белого щелока 50% количество метилмеркаптана и сероводорода снижается более

51130634-6

чем в 2 раза, а при степени окисле- Годовой экономический эффект от

ния 100% варка на окисленном белом .использования изобретения при годощелоке по составу парогазов прибли-вом вьтуске целлюлозы 340 тыс.

жается к натронной,значительно превос-тонн составит около 500 тыс

ходя ее по выходу и качеству целлюлозы .5руб

,Таблица

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА, включакяций обра- ботку исходного целлюлозосодержащего . сырья белым щелоком в присутствии ароматического кётосоединения и введение соли марганца или меди, отличающийся тем, что, с целью повьшення выхода целевого продукта и снижения загрязненности .окружающей среды, перед обработкой сьфья белый щелок окисляют до степени превращения сульфида натрия в тиосульфат и полисульфид 30-100%, а введение соли марганца или меди осуществляют в процессе окисления щелока. (Л с

Содержание сероводорода

в парогазах на конечной

стадии варки г/т абсолютно сухой древесины

Содержание метилмеркаптана в парогазах при

сдувке, г/т абсолютно

сухой древесины

176,4 168,2

338,4 321,6

Выход целлюлозы, %

Жесткость по перманганатному числу, п.ед.

Разрывная длина, км

Сопротивление продавливанию, МПа

Сопротивление раздиранию, кН

Сопротивление излому,

число двойных перегибов

Содержание сероводорода в .парогазахпри сдувках г/т абсолютно сухой древесины

Содержание метилмеркаптана в парогазах при сдувках, г/т 57,2 56,7 Выход целлюлозы, %. Жесткость по перманга17,2 17,7 натному числу, п.ед. 9,75 9,45 Разрывная длина, км Сопротивление продавлива0,59 0,56 ниго, МПа

Таблица2

58,157,7

56,4

16,115,416,2

9,3510,19,75

0,580,56

0,54

6,9

7,0

7,1

2850

2450

2300

11,412,1

262,4

388,628,727,6

ТаблицаЗ 6,7 9,f5 0,61

7,2 6,8 7,0

2250 2100 2400 255,3 261,4 123,6 406,4 391,6 197,4.

6,7

«

2200

132,4

193,8