Способ отбелки целлюлозы Советский патент 1985 года по МПК D21C9/10 

1

Изобретение относится к способам отбелки целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве волокнистых полуфабрикатов для изготовления писчих и печатных видов бумаги.

Известен способ отбелки сульфатно целлюлозы путем хлорирования в две ступени, щелочения, отбелки гипохлоритом, добелки целлюлозы двуокисью хлора в две ступени с промежуточным щелочением и кисловки 1.

Однако при отбелке указанньм способом расходуется большое количество отбеливающих реагентов (до 5% активного хлора от массы абсолютно сухого волокна), из которых 65-75% составляет газообразный хлор, теряется много воло.кна (8-15%), высок уровень загрязнения окружающей среды хлором и сточными водами от ступеней хлорирования,.возникают смоляные затруднения в потоке отбелки.

Известен также способ отбелки бисульфитной целлюлозы по схеме: горячее щелочение-хлорирование-щелочение-хлорирование-добелка-кисловка. Известньй способ позволяет сократить на 13-20% расход хлора и потери волокна, снизить содержание смолы в целлюлозе С2.

Однако при такой отбелке сохраняются ступени хлорирования, поэтому уровень загрязнения окружающей среды высок, а выход и качество беленой целлюлозы недостаточно высоки. Расход отбеливающих реагентов повышен.

Известна отбелка нейтрально-сульфитной лиственной полуцеллюлозы по схеме: азотная кислота-щелочениедобелка гипохлоритом, где обработка азотной кислотой проводи1 ся при ее концентрации в массе 20%, температуре , продолжительности 4 ч. Щелочную зкстракцию осуществляют при 90°С с расходом щелочи 3% к абсолютно сухому волокну з.

Однако отбеленная по этому спосо- бу полуцеллюлоза имеет пониженные белизну, вязкость и выход.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ отбелки целлюлозы путем последовательной обработки целлюлозной массы хлорсодержащим реагентом, азотной кислотой, щелочью, добелки и кис282

ловки, в качестве .хлорсодержащего реагента используют гипохлорит натрия. Обработку азотной кислотой концентрацией 0,5-2,5% (концентрация в массе 0,47-2,36%) осуществляют при 60-90°С в течение 0,5-1,5 ч. Обработку щелочью осуществляют при 70-75 С в течение 45-50 мин с последующей промывкой и кисловкой азотной кислотой в течение 25 мин 0,2%-ным раствором при комнатной температуре 4.

Однако полученная по известному способу беленая целлюлоза имеет недостаточно высокий выход, вязкость и белизну.

Целью изобретения является повышение выхода, вязкости и белизны целлюлозы и снижение ее смолистости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отбелки целлюлозы путем последовательной обработки целлюлозной массы хлорсодержащим реагентом, азотной кислотой, щелочью, добелки и кисловки, в качестве хлорсодержащего реагента используют двуокись хлора или хлорит натрия в количестве 1-2% от массы абсолютно сухого волокна, обработку азотной кислотой ведут при 40-55 С и концентрации ее в целлюлозной массе 5-10%, а обработку щелочью осуществляют при 50-60с.

Применение последовательной обработки целлюлозы двуокисью хлора или хлоритом натрия при рН 4,5-6,5, азотной кислотой при повышенной концентрации (5-10%) и пониженной температуре (40-55 С) и щелочью при 50-60°С обеспечивает в отличие от известного способа повышение избирательности делигнификации и уменьшение деградации целлюлозного комплекса. Вследствие этого уменьшаются потери волокна, повьшается выход беленой целлюлозы и ее вязкость. Кроме того, при сочетаний обработки двуокисью хлора или хлоритом натрия с азотной кислотой более эффективно удаляется смола из целлюлозы и повьшгается ее белизна, чем при сочетании обработки гипохлоритом и азотйой кислотой.

Имеются также технологические преимзтцества использования вместо гипохлорита, отбелка которым проводится при рН 8-11, т.е. в щелочной среде, двуокиси хлора или хлорита натрия, отбелка которыми проводится при

3.1

рН 4,5-6,5. Они заключаются в уменьшении расхода воды на промывку целлюлозы перед ступенью обработки азотной кислотой.

Предлагаемый способ отбелки целлюлозы осуществляют следующим образом.

Небеленую целлюлозу подвергают обработке двуокисью хлора или хлоритом натрия при рН 4,5-6,5, взятых в количестве 1-2%- от массы абсолютно сухого волокна, при концентрации массы 7%, температуре 65-70 С в течение 2 ч. После промывки массу подвергаю1Т обработке азотной кислотой при концентрации ее в кассе 5-10% и температуре 40-55 С в течение 2090 мин.

После обработки азотную кислоту отжимают Ьт массы и используют для обработки новой порции целлюлозы.

Расход свежей азотной кислоты составляет 4,5-30% от массы абсолютно сухого волокна. Затем целлюлозу промывают водой. Промьтные воды, содержащие азотную кислоту, используют на ступени обработки массы азотной кислотой. Промытую целлюлозу подвергают щелочению при 50-60°С, расходе щелочи 1,5-3,0% к абсолютно сухому волокну, концентрации массы 510% в течение 30-60 мин. Далее проводят добелку целлюлозы по обычной схеме, например Г-Д-К, полностью исключая хлорирование.

Пример 1. Небеленую сульфатную целлюлозу из лиственной древесины с числом Каппа 23 обрабатывают двуокисью хлора в течение 2 ч в количестве 1% от массы абсолютно сухого волокна при рН 6,5, температуре 65°С, концентрации массы 7%.. После промывки массу подвергают обработке азотной кислотой при концентрации ее в целлюлозной массе 5%, температура 55 С в течение 20 мин, концентрация массы составляет 5%. После обработки азотную кислоту отжимают от массы и используют для обработки свежей порции целлюлозы. Массу промы вают водой и п.одвергают щелочению в течение 60 мин при 50 С, концентрации массы 10% с расходом щелочи 1,5 к абсолютно сухому волокну, затем целлюлозу отбеливают без применения хлорирования по схеме Г-Д-К (Г - отбелка гипохлоритом, Д - отбелка двуокисью хлора, К - кисловка) при

284

обычных условиях. Об1щй расход хлора

на отбелку составляет 5,5%.

П р и м е р 2. Небеленую сульфатную целлюлозу из древесины сосны с числом Каппа 54,5 обрабатьшают хлоритом натрия в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна при рН 4,5, температуре 70°С, концентрации массы 7% в течение 2 ч. После промывки массу подвергают обработке азотной кислотой при концентрации ее в целлюлозной массе 10%, теьшературе 40 С в течение 90 мин, концентрация массы составляет 5%. Дальнейщие операции, как в примере 1. Щелочную обработку осуществляют при 60 С в течение 30 мин, концентрации массы 5% и расходе щелочи 3,0% к абсолютно сухому волокну. Затем целлюлозу отбеливают, как в примере 1 , с расходом хлора 6,5%.

П р и м е р 3. Небеленую бисульфитную целлюлозу из ели с числом Каппа 50обрабатывают хлоритом натрия как в примере 2. Обработку азотной кислотой проводят при в течение 30 мин при концентрации ее в целлюлозной массе 7%, концентрация массы составляет 7%. Щелочную обработку осуществляют при 60 С в течение 45 мин с расходом щелочи 2% к абсолютно сухому волокну, концентрация массы 10%. Добелку проводят, как в примере 1 с расходом хлора 4,5% к абсолютно сухому волокну.

П р и м е р 4. Небеленую сульфатную целлюлозу из всей биомассы осины с числом Каппа 23,5 обрабатывают двуокисью хлора в количестве 1,5% от массы абсолютно сухого волокна при условиях примера 1. Отбелку азотной кислотой проводят, как в примере 2, в течение 60 мин. Добелку осуществляют по схеме Г-Д-Я1-Д-К при обычных условиях. Общий расход хлора на отбелку составляет 7,5%.

П р и м е р 5 (по известному способу) . Образец целлюлозы, как в примере 1, отбеливают по известному способу с расходом гипохлорита 5,5% к абсолютно сухому волокну. Концентрация азотной кислоты в массе составляет 2,5%, температура обработки , продолжительность 1ч.

П р и м е р 6 (по известному способу) . Образец целлюлозы, как в примере 1, обрабатывают по известному способу при условиях примера 5 и I 1 с раходом гипохлорита 1,5% к абсолют но сухому волокну, проводят добелку, как в примере 1, с расходом активного хлора 4,0% к. абсолютно сухому волокну. Пример (контрольный).Образец целлюлозы, как в примере. 1, отбеливают, как в примере 2. Обработку хлоритом натрия проводят при рН 4,0. обработку азотной кислотой проводят, при 55с и концентрации азотной кислоты 11%, а обработку щелочью осуществляют при . П РИМ е :р 8 (контрольный). Образец целлюлозы, как в примере 1, отбеливают, как в примере 1. Обработ ку двуокисью хлора проводят при рН 7 Обработку азотной кислотой проводят при З5с и концентрации азотной кислоты в целлюлозной массе 5%, а обработку щельчью осуществляют при 55 С« 86 Пример9 (контрольньй). Образец целлюлозы, как в примере 3, отбеливают, как в примере 3, Обработку хлоритом натрия проводят при рН 4,5, обработку азотной кислотой проводят при 65°С и концентрации азотной кислоты в массе 10%, а обработку щелочью осуществляют при 65с. П р и м е р 10 (контрольный). Образец целлюлозы, как в примере 1, отбеливают, как в примере 1. Обработку двуокисью хлора проводят при рН 6,5. Обработку азотной кислотой проводят при и концентрации азотной кислоты з массе 4,5%, а обработку щелочью осуществляют при 45 С Результаты отбелки и показатели качества целлюлозы по примерам 1-10 приведены в таблице91141128 ° .

Как вндко из таблицы, предлагав- на 2-3 абс. %, повысить вяз- мый способ отбелки целлюлозы позво- кость целлюлозы и показатели ляет на 1,,9Z повысить выход цел- механической прочности, снизить люлозы по сравнению с известным спо- содержание смол и жиров в собой, повысить белизну целлюлозы 5 1,5-2,0 раза.

СПОСОБ ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем последовательной обработки целлюлозной массы хлорсодержащим реагентом, азотной кислотой, щелочью, добелки и кисловки, отличающийся тем, что, с -целью повьшения выхода, вязкости и белизны целлюлозы и снижения ее смолистости, в качестве хлорсодержащего реагента используют двуокись хлора или хлорит натрия в количестве 1-2% от массы абсолютно сухого волокна, обработку азотной кислотой ведут при 40-55 С и концентрации ее в целлкшозной маесе 5-10%, а обработку щелочью осуществляют при 50-60 С.