СПОСОБ ОТБЕЛИВАНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО
ПОЛУФАБРИКАТА
1
Изобретение относится к способу получения беленого волокнистого целлюлозного полуфабриката, например древесной пульпы.
Известен способ отбеливания волокнистых целлюлозных полуфабрикатов, таких как сульфитная целлюлоза и крафт-целлюлоза, путем обработки исходного полуфабриката кислородом в щелочной среде в присутствии соединений магния при температуре 90-95°С и давлении 5--6 атм с последующей обработкой хлорсодержащим реагентом, наиример хлором, двуокисью хлора.
Однако кислородно-щелочная обработка на первой стадии отбеливания целлюлозных полуфабрикатов ириводит к увеличению биологически необходимого кислорода в продуктах отхода, например в отработанном щелоке, и не обеспечивает достаточной степени белизны, поэтому обычно требуются дополнительные стадии отбеливания с применением больщого количества хлорсодержащих реагентов.
Для повышения эффективности процесса - обеспечения возможности переработки продуктов отхода, например отработанных щелоков, при одновременном получении целевого продукта с высокой степенью белизны и малым пожелтением - предложен способ отбеливания целлюлозного волокнистого полуфабриката, заключающийся в том, что процесс ведут в четыре ступенп с использованием обработки исходного целлюлозного полуфабриката, например древесной пульиы, кислородом или кислородсодержащим газом в щелочной среде в присутствии соединений магния при новыи1енной температуре и давлении на первой и третьей ступенях, хлора и/или двуокиси хлора на второй ступени и двуокиси хлора на четвертой; прпчем желательно на каждой ступени обработки древесную пульпу использовать в виде водной суспензии с консистенцией 3-30 вес. %.
Желательно также процесс на первой п третьей ступенп вести при температуре 100- 200°С и давлении 0,6-14 атм, обработку хлором и двуокисью хлора на второй ступени - ири весовом отношении хлора к двуокиси хлора от 95:3 до 80:20, ири температуре 10-40°С, а обработку на четвертой ступени - при температуре 60-90°С.
При такой послехаовательности продукт отхода (щелок) на первой стадпп кпслородной обработки иригоден для подачп его в систему регенерации черного щелока, полученного при варке целлюлозы, а древесная пульпа по предлагаемому способу получается с высокой степенью белизны п малым пожелтением.
3
Процесс отбеливания волокнистого целлюлозного полуфабриката происходит в несколько этанов:
1)обработка лигноцеллюлозиого материала в водной щелочной среде кислородом или кислородсодержащим газом при давлении выше атмосферного;
2)обработка материала, нодвергнутого воздействию кислорода, в водной суснензии хлором илн двуокисью хлора, илн смесью хлора и двуокиси хлора, в которой концентрация наличного хлора составляет 0,11-0,3 каниачнсла обработанного кислородом материала;
3)обработка материала, иодвергнутого воздействию хлора или двуокиси хлора, в водной щелочной среде кислородом или кислородсодержащим газом ири давлении выше атмосферного;
4)обработка материала, иодвергнутого воздействию кислорода на третьем этапе, в водной суспензии двуокисью хлора.
При отбеливании древесной пульпы, полученной в результате сульфатного процесса, щелочной продукт отхода носле первого этапа может быть повторно обработан в системе регенерации черного щелока завода.
Щелочной продукт отхода носле третьего этапа может быть опущен в отбросы обычным путем или обработан известью для нолучения органического осадка, который затем можно удалить неред спуском продукта отхода в отбросы.
Обработка лигноцеллюлозного материала кислородом осуществляется на нульие в водной суспензии при концентрации 3-30%. Пульпу делают щелочной путем обработки (1-5% от веса пульпы) щелочью. Можно также добавлять сохраняющее вязкость вещество, например карбонат магния, окись или гидроокись магния. Щелочная пульпа затем обрабатывается в котле давления кислородным или кнслородсодержащнм газом с парт циальным давлением кислорода в интервале 0,6-14 атм в течение 10-45 мин при 100- 200°С. В процессе кислородной обработки при низкой консистенции пульпу лучще пепрерывно взбалтывать. Жидкую нульпу предпочтительно обрабатывать сначала щелочью, затем под давлением воздействовать кислородом и, наконец, подвергать реактпвную смесь действию температуры реакции. Такая последовательность дает лучшую делигнификацню лигноцеллюлозной пульпы. По окончании кислородной обработки пульпу обычно промывают водой. Щелочной продукт отхода после первого этапа может быть повторно пропущен через заводскую систему регенерацпп черного щелока.
Обработка пульпы хлором или двуокисью хлора, или смесью хлора в двуокиси хлора осуществляется в водной суспензии при консистенции 3-30% и температуре 10--40°С. Концентрация хлора или двуокиси хлора, или смеси хлор/двуокись хлора такова, что наличие хлора составляет 0,11--0,3 каппа-числа
обработанного Кислородом лигноцеллюлозного материала. Канпа-число - иоказатель окислительной нотребности лигнина в отбеливаемой пульие. Каииа-число определяется но способу 1АРР1, стандарт Т 2йЬ. Весовое соотиощение хлора и двуокиси х-юра в смеси колеблется от 100:0 до 0:100. Предпочтительное весовое отношение хлора и двуокиси хлора - от 96 :5 до 80:20. Обработка занимает 10- 60 мин. После обработки хлором пульна иромывается водой.
При второй щелочно-кислородной обработке пульпа с консистенцией 3-30% обрабатывается 1-3%-ной щелочью и затем подвергается обработке кислородом или кнслородсодержащнм газом нри давлении 0,6-14 атм. Предпочтительно ирнмеиять вещество, сохраняющее ее вязкость, иаиример карбонат магния, окись или гидроокись магния. Обработка длится 10-30 мин нрн 100-200С, нредпочтительно со взбалтываиием. Затем иульиа иромывается водой, а йотом нульна с коиснстеицией 3-307о обрабатывается 0,1 -1%-ной двуокисью хлора ири 60-90 С в течение I - 4 час. После этого иульпа промывается водой.
Этапы типовой обработки крафт- или сульфатпой древесиой пульны.
1.Щелочно-кислородная обработка. Древесную нульпу с 6%-ной консистенцией
смешивают с 3%-иой гидроокисью натрия и 1% карбоната магния. Затем щелочную пульпу обрабатывают в реакторе при температуре 130°С воздухом под давлением 14 атл1. в течение 10 мин с одновременным перемещивапием пульпы. Затем пульпу промывают водой. Щелочиую жидкость и продукт отхода после промывки подвергают повторной переработке в заводской системе регенерации черного щелока.
2.Обработка смесью хлор/двуокись хлора. Обработанную кислородом пульну с 3%-иой
коисистенцней затем обрабатывают с.месью 2,16% хлора и 0,15% двуокиси хлора в течение 10 мин ири комнатной температуре. Затем пульпу промывают водой.
3.Щелочно-кислородная обработка. Древесную нульпу с 3%-ной консистенцней
смешивают с 1,75% гидроокиси натрия. Щелочную иульпу затем обрабатывают в реакторе при температуре 130°С воздухом под давлением 14 атм в течение 10 мин при одновременном перемешивании пульпы. После этого пульпу промывают водой.
4.Обработка двуокиси хлора.
Древесную пульпу с 12%-ной консистенцией обрабатывают 0,4%-ной двуокисью хлора при 80°С в течение 3 час.
Обычно на первом и втором этапах процесса в качестве щелочи применяют гидроокись натрия. -Однако нригодны также гидроокись калия или кальция, карбонат натрия или калия и т. д. Применение на нервом этапе процесса карбоната ма11 ия, окиси или гидроокиси магния способствует замедленному расщеплснию лигноцеллюлозной пульпы при обработке кислородом.
Согласно описываемому способу получают отбеленпый продукт, обладающий удовлетворительной белизной и вязкостью, в то же время - продукт отхода, который можно легко обработать так, чтобы уменьшить загрязнение. К тому же стоимость химикатов, используемых в пропессе, ниже, чем при .других способах кислородного отбеливания, обеспечиваюших получение продукта сравнительно такой же белизны.
Величины характеристик древесной ПУЛЬПЫ по белизне, каппа-числу и вязкости определены по способу TAPPI: белизна - по стандарту Т 217 м и 218 .4/; каппа-число - стандарту Т 236 и вязкость - стандарту Т 230 см.
Установлено, что пожелтение - это понижение величины белизны, измеренное после нагревания образца в течение 1 час при 105°С
Таблица 1
в печи с пртшудительнои циркуляцией воздуха.
В описан все числа в прО 1ентах берутся от веса вь СУИ ен110го в печи лигно 1.еллюлозного материала, если нет спец 1альных оговорок.
П р 1 м е р 1. Ппоцесс отбел 1вания сог.тасио изобретению (О-С/Л-О-Д, где О - обработка к 1слородом. С/Л - смесью хлора с .твуокись О хлора, Л - дв oкиcью хлора) сравнивают с ДВУМЯ aнaлoгпчньI rи пронессами отбелива 1пя: О-С/Л-Е-Л С/Л-О-Л-Е-Л (Е - о елочная обоаботка). Пр 1меняют два образна древесной крафт-п льпы: образец Т - восточная канадская кпафт-древес П а, каппа-число 27, вязкость 35 R неотбеленном состоян И1; обпазец IT - шведская крафт-древесина, каппа-число 35.5, вязкость 75 в неотбеленном состоян1 и. (См. табл. 1-3).
Продолжение
Таблица 2
Применяется реактор-мешалка. Стоимость химикатов из расчета, цент1фунт: jfJiop- окись кальция-0,5.
Пример 2. Восточно-канадскую древесную крафт-пульпу с каппа-числом 26,2 отбеливают по двум процессам: О-С/Д-О-Д и С/Д-Е-Д-Е-Д, где О -обработка кислородом, С/Д - смесью хлора с двуокисью хлора, Д - двуокисью хлора, Е - щелочная обработка. (См. табл. 4, 5).
Таблица 4
По окончании обоих процессов отбелива П1я проводились измерения вязкости, белизны и пожелтения древесной пульпы. Кроме того, в первом процессе устанавливали каппа-число после первой стадии и белизпу после третьей. Измерения белизны после заключительной стадии проводились по обработке пульпы двуокисью серы. Результаты показаны в табл. 6.
Следовательно, при осуществлении предложенного способа отбеливания обеспечивается тот же уровень белизны, что и при обычно применяемых способах отбеливания, но хлора и двуокиси хлора расходуется меньше.
Таблица 3
Таблица 5
Таблица 6 3,25; гидроокись натрия-3,25; двуокись хлора-20,0,
Предмет изобретения
ступенях, хлора и/или двуокиси хлора на второй ступенп и двуокиси хлора на четвертой.
обработку на четвертой ступени ведут при . 
