Способ получения целлюлозы для изготовления бумаги для электролитических конденсаторов Советский патент 1992 года по МПК D21C3/02 D21C9/10 D21C1/00 

Изобретение относится к способу получения целлюлозы для изготовления бумаги для электролитических конденсаторов, предназначено для использования и целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для изготовления высоковпитывающей бумаги для электролитических конденсаторов.

Известен способ получения целлюлозы для изготовления бумаги для электролитических конденсаторов путем сульфатной хвойной древесины с предварительным гидролизом, после варки целлюлозу обрабатывают раствором SOa в количестве 2-3% по отношению к весу абсолютно сухого волокна целлюлозы, затем ее облагораживают раствором едкого натра с концентрацией 40-80 г/л, подвергают второй кислотной обработке раствором SOa и промывают химически обессоленной водой.

Недостаток известного способа состоит в том, что полученная целлюлоза характеризуется низкой механической прочностью и недостаточной химической чистотой. Кроме того, известный способ не находит практического применения из-за большого расхода едкого натра и возникающей при этом проблемы утилизации (использования) отработанных растворов NaOH от ступени облагораживания.

I (аиболсе близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения целлюлозы для производства бумаги для электролитических конденсаторов, включающий прсдгидролиз древесного сырья при 155-160°С в течение 1 ч при гидромодуле 2:1, варку, промывку, кисловку сернистым ангидридом в две стадии с промежуточной промывкой, дополнительную кисловку соляной кислотой и промывку. Однако целлюло Ј

сл о

.N

СО

за, полученная по известному способу, содержит довольно много сульфат- и хлорид- ионов и не обеспечивает бумаге нужной степени капиллярной впитываемое™. Кроме того, в способе в качестве кислующего pearewja используют сернистый ангидрид, что приводит к загрязнению сточных вод и воздуха сернистыми соединениями, а также ухудшает условия труда обслуживающего персонала. Все это требует дополнительных капитальных затрат на очистку воздуха и сточных вод.

Цепь изобретения - повышение качества целлюлозы при оДн ойременном улучшении условий труда. снижении загрязненности окружающей среды и упрощении процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения целлюлозы для изготовления бумаги для электролитических конденсаторов, включающем предварительный водный гидролиз древесного сырья 8 паровой фазе, варку, кисловку в две стадии и промывку, предварительный водный гидролиз осуществляют при 165-170°С, о кисловку на второй стадии проводят водным раствором ортофосфорной кислоты при рН 2,8-5,0,

Кисловку на первой стадии проводят водным раствором сернистого ангидрида или водным раствором ортофосфорной кислоты,

Промывку проводят производственной или деионизированной водой.

Предварительный гидролиз проводят при гидромодуле от 2,0:1 до 2,5:1.

В со отбетствии с предлагаемым способом обеспечивается получение волокон целлюлозы, хорошо очищенных от лигнина и гемицеллюлоз. с высокоразвитой субмикроскопической капиллярной структурой, что способствует существенному возростзнию впитывающей способности бумажного листа. В процессе сульфатной варки с предва- рител ьным высокотемпературным предгидролизом в паровой фазе целлюлоза в меньшей мере, чем при холодном облагораживании, подвергается щелочной деполимеризации.

Использование ортофосфорной кислоты на стадии кисловки позволяет снизить загрязнение целлюлозы на стадиях кисловки и промывки сульфат- и хлорид-ионами. Присутствие в суспензии ортофосфатов препятствует процессу адсорбции сульфатов и хлоридов на волокнах целлюлозы из неочищенной производственной воды. В целлюлозе, откислованной ортофосфорной кислотой, не наблюдается накопления сульфат-ионов в процессе ее длительного хранения поскольку полностью исключена возможность окислительного перехода сульфитов в сульфаты под воздействием кислорода воздуха.

П р и м е р 1 Щепу из сосновой древесины перед сульфатной варкой подвергают предварительному водному гидролизу в паровой фазе при 165°С в течение 1 ч и гидромодуле 2,5:1. Подъем температуры до

0 заданного значения осуществляют в течение 1,5 ч. После предгидролиза п котел заливают белый щелок из расчета 21% активной NaaO к массе абсолютно сухой древесины. Сульфатную варку ведут при

5 165°С и гидромодуле 4,0.1 до пермачганэт- ной жесткости целлюлозы 90 ед и сорности 1 м массы - 2500 шт. Оборот варочного котз составляет 8,0 ч.

Промытую, отсортированную и сгущен0 ную целлюлозу подвергают затем обработке раствором ортофосфорной кислоты в две стадии. На первой стадии кисловку ведут при рН среды 5,0 и температуре 20°С в течение 1 ч Раствор орюфос.форной кислоты

5 составляет 04% к массе абсолютно сухой целлюлозы Затем целлюлозу промывают производственной водой обычного качества, сгущают и далее на второй стадии обра- батывают раствором ортофосфорной

0 кислоты в количестве 1,2 % к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 2,8 при 20°С в течение 1 ч. После кисловки целлюлозу промывают производственной водой до рН среды 6,5. Отлив цел5 л юл оз ы также ведут на производственной воде.

Пример 2. Полученную сульфатной варкой с предгидролизом в паровой фазе целлюлозу при параметрах процесса, изло0 женных в примере 1, поело промывки, сортирования и сгущения обрабатывают на первой ступени кисловки раствором ортофосфорной кислоты в количестве 1,2% к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспе5 чивающем рН среды 2,8 при температуре 20°С в течение 1 ч. Затем целлюлозу промывают производственной водой обычного качества и далее на второй стадии обрабатывают раствором ортофосфорной

0 кислоты в количестве 0,6% к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рИ среды 4,5 при температуре 15°С в течение 1 ч. После кисловки целлюлозу промывают деионизированной водой до рП среды 5.8.

5 Отлив целлюлозы также ведут на дсионизи- роеанной воде,

Пример 3. Щепу из сосновой древесины перед сульфатной варкой подвергают предварительному водному гидролизу (гидромодуль 2,0:1) в паровой фазе при 170°С в

течение 1 ч. Сульфатную варку подвергнутой предгидролизу щепы осуществляют при параметрах, изложенных в примере 1.

Промытую, отсортированную и сгущенную целлюлозу подвергают затем сначала обработке на первой стадии кисловки водным раствором сернистого ангидрида с расходом 0,9% к массе абсолютно сухой целлюлозы при рН среды 3,5 и температуре 10°С в течение 0,5 ч. После обработки раствором сернистого ангидрида целлюлозу промывают производственной водой обычного ка- сстБй, сгущс 0т и далее на второй стадии обрабатывают раствором ортофос- форной кислоты в количестве 1,0% к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 3,2 при температуре 15°С в течение 2 ч, После кисловки целлюлозу промывают производственной водой до рН среды 6,2. Отлив целлюлозы также ведут на производственной воде обычного качества.

Пример 4. Полученную сульфатной варкой с предгидролизом в паровой фазе целлюлозу при параметрах процесса, изложенных в примере 3, после промывки, сортировании и сгущения обрабатывают на первой ступени кисловки раствором сернистого ангидрида в количестве 0,9% к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 3,5 при температуре 15°С в течение 0,5 ч. Промытую производственной водой целлюлозу на второй стадии обрабатывают раствором ортофосфорной кислоты в количестве 0,7% к массе абсолютно сухой целлюлозы, обеспечивающем рН среды 4,3 при температуре 15°С в течение 1 ч,

После второй ступени кисловки целлюлозу промывают деионизированной водой до рН среды 6,0. Отлив целлюлозы также ведут на деионизированной воде.

Пример 5 (известный). Щепу из сосновой древесины перед сульфатной варкой подвергают предварительному водному гидролизу в паровой фазе при 155°С в течение 1 ч и гидромодуле 2 01 Подъем температуры до заданного значения осуществляют в течение 1,5 ч. После пред- гидролиза в котел заливают белый щелок из расчета 22% содержания Na20 к массе абсолютно сухой древесины. Сульфатную.варку ведут при 163°С до перманганатной жесткости целлюлозы 120 ед и сорности 1 м2 массы 2500 шт. Оборот варочного котла составлял 8,5ч.

Промытую, отсортированную и сгущенную целлюлозу обрабатывают раствором сернистого ангидрида в две ступени с общим расходом 2,0% к массе абсолютно сухой целлюлозы. На первой ступени процесс кисловки осуществляют с расходом SOs

1,0% при рН среды 3,5%, температуре 15°С в течение 1 ч. После удаления продуктов реакции промывкой водой обычного качества, сгущения, целлюлозу обрабатывают вто- рично раствором сернистого ангидрида с расходом 1,0% при рН среды 2,8. температуре 15°С в течение 1 ч. Затем целлюлозу промывают водой, сгущают и обрабатывают водным раствором соляной кислоты с расходом 0,1 % к массе абсолютно сухой целлюлозы в течение 2,0 ч при 15°С. После кисловки целлюлозу промывают производственной водой до рН среды 6,2. Для отлива целлюлозы также используют производственную

воду

В табл. 1 представлены результаты испытаний целлюлозы, полученной по предлагаемому и известному способам; в табл.2 - показатели качества бумаги, изготовленной

из целлюлозы, полученной по предлагаемому способу (пример 3), а для сравнения по известному и требования ГОСТа.

Сравнительный анализ данных, представленных в табл. 1, показывает, что целлюлозз, полученная по предлагаемому способу, характеризуется высокими значениями содержания а-целлюлозы, низкими значениями показателей массовой доли золы 0,14-0,16% (по известному 0,20%), желе- за 0,0008-0.0013% (0,0017%), хлорид-ионов 0,0005-0,0006% (0,0008%) и сульфат-ионов 0,0010-0,0018% (0,0080%).

Как видно из табл. 2, изобретение дает возможность изготовить электролитическую бумагу с капиллярной впитываемо- стыо в 2 раза выше, чем по известному способу. Кроме того, изобретение позволяет сократить выбросы высокотоксичного сернистого ангидрида в сточные воды и атмосферу, улучшить условия труда работающих, обогатить сточные воды, поступающие на биологическую очистку ортофосфатами,

Формула изобретения

1. Способ получения целлюлозы для изготовления бумаги для электролитических конденсаторов, включающий предварительный водный гидролиз древесного сырья в паровой фазе, варку, кисловку в две стадии

и промывку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целлюлозы при одновременном улучшении условий труда, снижении загрязненности окружающей среды и упрощении процесса, предваритсльный водный гидролиз осуществляют при 165-170°С, а кисловку на второй стадии проводят водным раствором ортофосфорной кислоты при рН 2,8-5,0.

2. Способ по п. 1, отличающийся

тем, что кисловку на первой стадии проводят водным раствором сернистого ангидрида или водным раствором ортофосфорной кислоты.

3. Способ по п. 1, отличающий- с я тем, что лромьпзкУ проводят произ -г-

водственной или деионизированной водой.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительный гидролиз проводят при гидромодуле от 2,0:1 до 2,5:1.

Таблица 1

Использование: в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве целлюлозы для изготовления бумаги, преимущественно высоковпитывающей, для электролитических конденсаторов. Сущность изобретения1 измельченное древесное сырье подвергают предварительному водному гидролизу в паровой фазе при 165- 170°С и гидромодуле 2,0:1-2,5:1, проводят сульфатную варку предгидролизованного сырья, после чего продукт варки кислуют в две стадии с последующей промывкой. Первую стадию кисловки проводят раствором ортофосфорной кислоты или водным раствором сернистого ангидрида, а вторую стадию водным раствором ортофосфорной кислоты при рН 2.8-5,0. Промывку проводят производственной или деиониэированной водой. 3 з п. ф-лы, 2 табл.

Таблица 2