СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВЫХОДА И СТЕПЕНИ ПРОВАРА МЯГКОЙ И СРЕДНЕЙ СУЛЬФИТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Советский патент 1973 года по МПК D21C3/04 

1

Изобретение относится к способу контроля степени провара и выхода средней и мягкой целлюлозы в процессе варки ее кислым сульфитным способом на натриевом, аммониевом и магниевом основаниях. Способ контроля процесса варки может майти применение как при периодическом, так и при непрерывном способе сульфитной варки, а также при производстве иолуцеллюлозы и целлюлозы бисульфитным и нейтрально-сульфитным способами.

Известный способ контроля степени провара целлюлозы по рН варочного раствора не обеспечивает точности контроля, что объясняется значительной сложностью процессов сульфИтной варки, при которых кислот1ность пделока не находится в какой-либо определенной зависимости от степени провара, выхода или других важных показателей целлюлозы.

По предлагаемому способу контроля, с целью повышения точности контроля степени провара и выхода целлюлозы в процессе сульфитной варки (что ПОЗВОЛИТ, в свою очередь, точно определять момент окончания варки и даст возможность получать более качественную целлюлозу без неоправданных потерь в ее выходе), определяют степень разложения сернистой КИСЛОТЫ и бисульфита в щелоке и по этой величине, с помощью предварительно построенной кривой, определяют степень провара ИЛИ выход целлюлозы в данный момент варки.

Степень разложения сернистой кислоты и бисульфита характеризуют одним из двух методов:

1. По суммарному содержанию тиосульфата (одному пз основных продуктов разложения), как находящегося в щелоке, так и образующегося из тетра- и пентатионата (также содери ащихся в щелоке) в результате воздействия на них сульфита:

+ sol 8зОГ + 8,0з.(1)

+ 2SOl

S,Ol + 2S,Ol . (2)

В свою очередь, тиосульфат, находящийся в щелоке и образовавщийся по реакдням (1) н (2), легко и быстро определяется обычным 20 иодометрическим титрованием:

28,0з -f I,

(3)

+ 2Г

Таким образом, расход 0,01 н. Ь на конечное титрование пропорционален степени разложения варочного раствора.

2. По содерлсанию сульфат-ионов в щелоке на данной стадии варки. Содержание сульфатионов может быть относительно быстро онределено методом кондуктометрического титрования. Причем в данном случае лучше пользоваться непосредственно величиной получаемого расхода 0,1 н. BaCU на титрование сульфат-ионов в пробе щелока, не прибегая к расчету содержания сульфат-ионов.

Первый из двух предлагаемых методов определения степени разлолсения точен, достаточно быстр, прост и не требует специальной аппаратуры. При наличии некоторого навыка в титровании он легко может быть освоен как лаборантами, так и рабочими-варщиками. Поэтому данный метод может найти применение не только для контроля лабораторных и опытных варок, но прежде всего - непосредственно для производственного контроля.

Второй метод при точности, не уступающей первому, несколько более продолжителен (около 10 мин), а также требует наличия титровальной установки с кондуктометром. Этот метод легче реализовать в лабораторных, чем в производственных условиях. Однако данный метод может служить хорошей основой для создания полуавтоматических или автоматических приборов для определения уровня разложения варочного раствора и тем самым - для полуавтоматического и автоматического контроля за процессом варки целлюлозы.

Пример. Проводят серию кислых сульфитных варок на иатриевом основании мягкой целлюлозы и целлюлозы средней жесткости. Определяют степень провара и выход полученных целлюлоз, а также степень разложения сернистой кислоты и бисульфита в щелоках, соответствующих полученным целлюлозам. Степень разложения сернистой кислоты и бисульфита в щелоках определяют и но суммарному количеству тиосульфата, и по количеству сульфат-ионов в щелоке.

Суммарное содержание тиосульфата определяют следующим образом.

1, а) В колбе емкостью 200-250 мл наливают 50 мл дистиллированной воды и пипеткой вносят 2,00 мл анализируемого щелока. Далее титруют 0,1 н. иодом (индикатор: 1%-ный раствор крахмала), добавляют 5 мл 0,4 М. Ыа250з, подщелачивают 1 н. NaOH

(индикатор: спиртовой раствор фенолфталеина) и выдерживают 1-2 мин. Затем в пробу добавляют 1 мл формалина и после перемешивания 10 мл 10%-ного СНзСООН. После этого добавляют 2 мл 1 %-ного р.аствора кр ахмала и титруют со скоростью 2-3 капли в 1 сек 0,01 н. иодом при непрерывном перемешивании до окрашивания всего объема пробы серовато-синеватой окраской. Общее время определения - 4-5 мин.

1, б) Этот вариант отличается от варианта а отсутствием предварительного титрования пробы 0,1 н. иодом, которое необходимо для того, чтобы уменьшить возможность взаимодействия с 0,01 я. иодом (при конечном титровании) органических веществ щелока. Если точка эквивалентности ясно получается без этого предварительного титрования, то его можно опустить. В данном примере определение проводилось по обоим вариантам.

Содержание сульфат-ионов в щелоке определяли с помощью кондуктометрического титрования по известной методике, но несколько модифицированной. Модификация заключается в отказе от ионообмена (ионообмен необхоДИМ только в случае анализа щелоков на кальциевом или магниевом основании), введением операции нейтрализации щелока 1 н. NaOH до рН 4-5, варьированием величины пробы щелока в пределах 2-10 мл с таким расчетом,

чтобы исходное сопротивление не было меньше 1000 ом, в результате чего точка эквивалентности получается более заметной (конечный результат безуслов1но пересчитывается па один и тот же объем пробы).

Полученные данные по определению степени разложения щелока обоими способами представлены в табл. 1.

Таблица 1

По данным табл. 1 построены кривые, представленные на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 представлена кривая зависимости степени провара целлюлозы от степени разложения щелока; на фиг. 2 - зависимость выхода целлюлозы от стецени разложения щелока.

Па фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: кривая / расхода 0,01 н. иода с предварительной обработкой пробы 0,1 н. иодом (вариант ,а); кривая 2 расхода 0,01 н. иода без предварительной обработки пробы 0,01 н. иодом (вариант 1,6); кривая 3 расхода 0,1 н. хлористого бария на кондуктометрическое титрование сульфат-ионов (метод 2); точки О, соответствующие результатам первой серии варок; точки X, соответствующие результатам второй серии варок. Затем была проведена вторая, аналогичная 5 Зная степень разложения, соответствующую целлюлозам второй серии варок (см. табл. 2), и пользуясь кривыми, полученными ранее по результатам первой серии варок (см. фиг. 1 и 2), определяют степень провара и выход10 целлюлоз второй серии, варок.

Степень провара, число Каппа

Предмет изобретения

Способ контроля выхода и степени провара мягкой и средней сульфитной целлюлозы в процессе ее получения путем обработки исходного целлюлозосодержащего сырья варочным щелоком, содержащим сернистую кислоту и

Таблица 2

Выход, % от а. с. древесины

бисульфит, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности контроля, определяют степень разложения сернистой кислоты и бисульфита известными методами и по величине разложения судят о выходе целлюлозы и степени ее провара. первой, серия варок, при которой были получены такие же, а также несколько отличные по степени провара и выходу целлюлозы (за счет изменения времени стоянки на конечной температуре), см. табл. 2. Степень провара и выход целлюлозы, определенные по предлагаемому способу, хорощо совпадают с экспериментально онределенными степенью провара и выходом целлюлозы (см. табл.3), Таблица 3

§