Варочный раствор для получения волокнистого целлюлозусодержащего полуфабриката высокого выхода Советский патент 1978 года по МПК D21C11/00 D21C3/04 

1

Изобретение относится к варочным растворам для получения волокнистого целлюлозосодержащего полуфабриката высокого выхода и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности,

Известен варочный раствор для получения полуцеллюлозы по иейтрально-сульфитному способу варки, состоящий из Na2SO3-+-NaHSO3 или Na2SO3+NaOH, или NaSOs-Ь Na2CO3 + NazS. Величина рН варочиого раствора 8-10. Основным веществом в растворе является моносульфит натрия (Na2SO3). Добавляемые к нему реагенты - Ма2СОз, NaHCOs, Na2S и NaOH служат буфером, позволяющим окончить варку в нейтральной или слабощелочной среде. Расход моносульфита натрия при получении полуцеллюлозы составляет В-16% (в ед. Ма25Оз) к весу исходной древесины. Нейтрально-сульфитный варочный раствор готовят путем насыщения соды сернистым газом, который получают сжиганнем серосодержащих материалов 1.

Основными недостатками известного нейтрально-сульфитного варочного раствора являются сложность технологии и его аппаратурного оформления, периодичность процесса, что затрудняет регулировку постоянства состава и требует установок дополнительных емкостей и насосов. Высокая стоимость моносульфита натрия и большой расход его на варку значительно иовышают себестоимость полуцеллюлозы.

Известен также способ варочного раствора для получения целлюлозы, при котором на сульфитную варку исиользуют отработанный щелок нейтрально-сульфитно варки взамен черного 2.

Основная цель, которую преследуют в этом способе, - разбавление белого щелока в котле. Обычное соотношение щелоков в этом случае составляет в среднем 50:50.

Наиболее близким к предлагаемому является варочный раствор для получения волокнистого целлюлозосодержащего полуфабриката высокого выхода, содержащий отработанный щелок от нейтрально-сульфитной варки полуцеллюлозы н белый сульфатный щелок 3.

Недостатком этого варочного раствора является низкий выход полуфабриката н сложность технологии приготовления раствора.

Цель изобретения - увеличить выход полуфабриката и упростить технологию приготовления раствора.

Поставленная цель достигается тем, что компоненты раствора взяты нри следующем их соотношении, мол. %: Отработанный щелок от нейтрально-сульфитной варки полуцеллюлозы 80-90 Белый сульфитный щелок 10-20

Варочный раствор приготавливают следЗЮщим образом.

Смешивают 80-90% щелока от варки полуцеллюлозы нейтрально-сульфитным способом (красный щелок) с 10-20% белого сульфатного щелока.

Высокие технологические показатели полуфабриката, получаемые при использовании предлагаемого варочного раствора, в значительной степени обусловлены пнгибирующей способностью органических компонентов, содержащихся в отработанном растворе.

Благодаря высокому уровню паромагнитнойвосприимчивости(10 -

- Ю спин/см) эти органнческие комноненты подавляют нежелательные процессы термоокислительной деструкции углеводной части древесины в ходе варки, обеспечивая тем самым более высокий выход и механич-ские показатели получаемого полуфабриката.

Добавка белого сульфатного щелока в композицию варочного раствора обеспечивает сохранение высокого значения рН варочного раствора (8,5-9,2) на протяжении всей варки, что необходимо для удержания в нужной фазе высокомолекулярной фракции органических веществ, ингнбирующих варку.

Кроме того, эта добавка обеспечивает более эффективное проведение процесса делигнификации за счет ввода активной щелочи.

Приме р. Для опытов используют растворы, состоящие из смеси отработанного щелока, полученного от варки полуцеллюлозы по нейтрально-сульфитному способу с содержанием сульфита натрия 12,4 г/л в ед. NajO, величиной рН 6,8, и белого сульфатного щелока со следующими параметрами, г/л в ед. NagO:

Общая щелочность121,5

Активная щелочность105,2

Содержание23,3

Соотношение компонентов - нейтральносульфитного отработанного щелока и белого щелока - 80:20. С этим раствором получают волокнистый целлюлозосодержащий полуфабрикат. Опыты проводят в лабораторных автоклавах из кислотостойкой стали емкостью 0,5 л, гидромодуль варки 1 :4.

Автоклавы с раствором и щепой из березовой древесины помещают в предварительно нагретую глицериновую баню. Те.мпература варки 175°С, продоллсительность 25 мин. Варку ведут без подъема температуры (моделирование непрерывного процесса). После варки определяют рН щелоков, выход и физико-механические показатели полуфабриката. Сопоставление параметров варки с использованием предлагаемого раствора и прототипа, а также показатели качества полученпых образцов полуфабриката приведены в таблице.

Таблица

Соотношение компонентов: отработанный щелок НСПЦ-бельп ще.г1ок

) режим варок одинаковый

Расчет соотнощения компонентов в известном варочном растворе представлен ниже, где в качестве отработанного раствора используют отработанный щелок от варки полуцеллюлозы нейтрально-сульфитным способом.

Расчет. Варочный раствор состоит из 80 мл предварительно унаренного белого щелока с содержанием активной щелочи 187 г/л в ед. Na2O и 135 мл моносульфитного щелока Архангельского ЦБК. На варку расходуется 80 мл- 187 г/л в ед. X - 120 г/л в ед. NaaO х 140 мл белого щелока со средней концентрацией 120 г/л, обычно используемой на варку сульфатной целлюлозы.

Всего расходуется 275 мл щелока (140 мл белого, 135 мл отработанного моносульфитиого). Это составляет 51% белого и 49% отработанного.

Расход химикатов на варочный раствор - 50 кг Na2O на 1 т абсолютно сухой древесины, что в 2-5 раз меньше количества химикатов, идущих на способ приготовления варочного раствора для пол)чения сульфатной целлюлозы по известному способу, где расход химикатов - 100- 240 кг NazO на 1 т абсолютно сухой древесины.

Показатели качества и выход полуфабриката, полученного с использованием предлагаемого варочного раствора значительно выше, чем в известном, так как предлагаемый варочный раствор используют на варку полуфабриката высокого выхода, а не на варку сульфатной целлюлозы.

Опытно-промышленная выработка полуцеллюлозы с использованием предлагаемого варочного раствора позволила вдвое сократить количество отработанных щелоков: до 2,0-2,5 м с 1 т полуцеллюлозы против 5,0-5,5 м от нейтрально-сульфитной варки.

Экономический эффект от внедрения варочного раствора на Архангельском ЦБК при годовом выпуске полуцеллюлозы 106400 т составит 642 тыс. руб.

Формула изобретения

Варочный раствор для получения волокнистого целлюлозосодержашего полуфабриката высокого выхода, содержаш,ии отработанный Ш,елок от нейтрально-сульфитной варки полуцеллюлозы и белый сульфатный гцелок, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода полуфабриката и упрощения технологии приготовления раствора, указанные компоненты раствора взяты при следующем их соотношении, мол. %:

Отработанный щелок от

нейтр ально-сульфитной варки полуцеллюлозы 80-90 Белый сульфатный щелок 10-20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бутко Ю. Г. и Пелевин Ю. А. Современные методы приготовления сульфитных варочных растворов. М., 1970, с. 153.

2.«Tappi, 1969, 52, № И, с. 2105-2108. 3. Авторское свидетельство СССР

№ 539113, кл. D 21С 11/100, 1975.