Способ получения целлюлозы для химической переработки Советский патент 1979 года по МПК D21C3/00 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕЛШОЛОЗЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ

ПЕРЕРАБОТКИ

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промыишенности и касается способа получения целлюлозы для химической переработки. В настоящее время широко распространен сульфатный способ производства целлюлозы. Однако нрименение для сульфатной варки сернистых соединений обусловливает наличие вредных газовых выбросов - сероводорода, меркаптанов и других и загрязнение промстоков токсичными компонентами. Известен способ обработки целлкшозосодержащего сырья не содержащим Сернистых соединений щелоком, состоящим из 15-50% едкого натра и 50-85% карбоийанатрия. Процесс ведут при повыщенных температурах и давлешш 1. Известный способ получения целлюлозы пригоден только дпя производства различных видов бумаг и картона. При производстве целлюлозы для химической переработки применяют сочетание предварительного гидролиза с последующей сульфатной варкой, многоступенчатой отбелки с применением щелочного облагораживания. Наиболее эффективным способом щелочного облагораживания при производстве кордной целлюлозы является способ холодного облагораживания 2. В практике производства целлюлозы для хи лшческой переработки холодное облагораживание производят белым сульфатным щелоком для того, чтобы отработанные после облагоражива1шя щелоки после упаривания использовать на варку, a затем регенерировать гю общепринятой в сульфат-целлюлозном производстве схеме. Применение белого сульфатного щелока для холодного облагораживания вызывает значительное ухудщение качества готовой кордной целлюлозы, усиленную деструкцию целлюлозы и процессе холодного облагоражива1 ия и последующей добелки из-за окисления целлюлозы кислородом в присутствии сульфида натрия, что препятствует получению продукции с требуемой вязкостью. Кроме того, сульфид натрия не способствует повыщению содержания альфацеллюлозы, вызывай в то же время образова1ше в целлюлозе значительного количества целлюлозы П, что приводит к резкому зтвеличению набуха1шя, снижению плотности, вязкости

целлюлозы и ухудшению качества кордного волокна.

Цель изобретения - повышение качества целевого продукта путем увелшюния содержания альфа-целлюлозы, снижения набухания и повьЕиения объемной массы целлюлозной палки.

Для достижения поставленной цели водный гидролиз ведут в течение 20-30 мин, а щелочную варку и холодное облагораживание производят смесью раствора едкого натра и карбоната натрия в соотношении от 8:2 до 1:9, используя на варку отработанный щелок после холодного облагораживания.

Проведение процесса получения целлюлозы дня химической переработки по предложенному способу обеспечивает требуемые показатели качества целевого продукта. Кроме того, применяя древесину лиственницы, можно в значительной степени улучшить качество получаемой целлюлозы, так как в лиственнице содержится большое количество легкорастворимых углеводов (арабогалактана), которые переходят в раствор при достаточно низких температурах. На сосновой древесине результаты получаются несколько , чем на лиственничной, но применение небольших количеств солей магния при нредгидролизе выравнивает эту разницу.

Вязкость 1% медно-аммиачного

П р и м е р 2. Продолжительность водного гидролиза 30 мин. Варку вели в условиях, аналогичных опыту 1, но использовали при этом рреъесщу сосны и лиственницы.

Варочный раствор содержал смесь едкого натра i 50 н карбоната натрия, взятых в соотношении 9:1. Результаты опытов представлены в табл. 2.

Жесткость целлюлозы, °Б

Применение при холодном облагораживании щелочных растворов, не содержащих сульфида натрия, позволяет устранить деструкцию целлюлозы, снизить содержание целлюлозы П и получить в конечном итоге готовую кордную целлюлозу более высокого качества, чем в известном случае.

Ниже приводятся примеры получения целлюлозы по предлагаемому способу.

Пример 1. Для варки использовали древесину лиственницы. Продолжительность водного гидролиза в пределах от 20 до 90 мин, время подъема температуры до 165° С при водном гидролизе составляет 105 мин, температура щелочной варки 170°С. Продолжительность пропитки во время щелочной варки при 135°С - 30 мин, подъем-от 135 до 170°С - 60 мин, варка при 170°С - 90 мин. Варючный раствор содержал смесь едкого натра и карбоната натрия, взятых в соотнощении 8:2.

Результаты этого опыта предоставлены в табл. 1, они свидетельств)тот о том, что продолжительность водного гидролиза должна быть значительно сокращена (до 20-30 мин вместо 90 мин Т1ри известном способе), что дает возможность значительно повысить вязкость небеленной целлюлозы.

Таблица 1

Как видно из приведенных данных, при предлагаемом способе получения целлюлозы для химической переработки древесина лиственницы обладает преимуществом перед сосновой древесиной в отношении качества целлюлозы. Вязкость-целлюлозы и содержание альфа-цеялюлозы значительно выше.

Т а б л и ц а 2

133

133

Вязкость 1%-ного медно-аммйачного раствора, мпз

Содержание альфа-целлюлозыД Полученная описанным выше способом целлю лоза из древесины лиственницы была отбелена по схеме: хлорирование, щелочение, хлорирование, гипохлоритная отбелка, холодное облагораживание, горячее облагораживание, отбелка двуокисью хлора, кисловка. Отработанный щелок после холодного облагораживания выпаривали и направляли на высокотемпературную обработку с целью разрушения г -мицеллюлоз, а затем использовали на варку. Было проведено

Условия опыта и показатели качества целлюлозы

Показатели качества небеленой целлюлозы:

Показатели качества беленой целлюлозы:

содержание альфа-целлюлоэь,%

вязкость 1%-ного медно-аммиачного раствора, мпз

белизна,%

набухание весовое,% плотность, г/см содержание целлюлозы П

Продолжение табл.2

356

430

94,8

96,4

Варка с тем же щелоком после высокотемпературнойобработки

97,6-97,7

220

88

640

0,65

О две серии варок по режиму, описанному в примере 2 на древесине лиственницы со свежим щелоком и с отработанным щелоком после высокотемпературной обработки. Результаты помещены в табл. 3. Как следует из табл. 3, применение отработанного щелока после высокотемпературной обработки не изменяет качества целлюлозы по сравнению с использованием свежего раствора. Таблица 3

П р и м с р 4. Древесину лиственницы варили по режиму, представленному в примере 2, для сравнения с сульфатным способом варки с продолжительностью водного гидролиза 90 мин, условияхолодного облагораживания были -такими же, как и в примере 3.

Ре: ультаты представлены в табл. 4..

Предлагаемый способ получения целлюлозы для химической переработки позволяет получать. Целлюлозу из древесины лиственницы боПоказатели качества небеленой целлюлозы:

содержание альфа-целлюлозы,%

вязкость 1%-ного медно-аммиачного раствора, мпз

жесткость целлюлозы, Б

Условия холодного облагораживания: облагораживающий реагента

концентрация, г/л ад. NaOH температзфа, °С продолжительность, мин

Показатели качества беленой целлюлозы:

содержание альфа-целлюлозь,%

вязкость 1%-ного медно-аммиачного раствора, мпз

белизна,%

набухание весовое,% плотность, г/см содержание целлюлозы П

Формула изобретения

лее высокого качества, чем при известном способе получения целлюлозы для химической переработки. НаприЧ1ер, такие важные Показатели качества, как содержание альфа-целлюлозы и вязкость в готовом продукте выше. Особенно следует подчеркнуть отсутствие в целлюлозе, полученной по предлагаемому способу, целлюлозы П, что способствует получейию целлюлозы с пониженным набуханием и высокой плотностью листа.

Таблица 4

96,5

430-450 130-136

едкий натр и карбонат натрия 90

25 40

97,7

223

87

650

0,65 О

многоступенчатой отбелки с холодным облагораживанием, отличающийся тем, .что с целью повыше1шя качества целевого продукта, водный гидролиз ведут в течение 20-30 мин а варку и холодное облагораживание осущес вляют водным раствором смеси едкого натра

9699063j

и карбоната натрия, взятых в соотношенииИсточники информации,

от 8:2 до 9:1.принятые во внимание при экспертизе

тем, что щелочную варку проводят отработан- 5 - Косая Г. С. Производство сульфатной ным щелоком после холодного облагоражива-вискозной целлюлозы, изд-во Лесной ирония,мышленности, М, 1966, с. 78-89.

1. Патент США № 3954553, кл. 162-90,