Способ отбелки целлюлозы для химической переработки Советский патент 1980 года по МПК D21C9/12 

1 Изобретение относится к целлюлоз но-б мажной промЕлшленности и может быть использовано при отбелке целлю лозы Д предназначенной для химической переработки. Известен способ отбелки сульфитной целлюлозы, включающий ступень хлорирования, горячее облагораживание, осуществляют щелочью при температуре 80-120°С в течение 120150 мин, а гипохлоритную обработку при температуре 35-40°С в течение 120-180 мин 1. Недостатком известного способа отбелки целлюлозы для химической , переработки является большая потеря целлюлозного волокна на ступени гор чего облагораживания, составляющая в зависимости от содержанияс -целлю лозы, 20-30% от массы абсолютно сухой целлюлозы. Установлено, что на каждый процент повышения ос -целлюлозы, теряется 3-4% целлюлозного воло на:. / Наиболее близким по технической сущности К предложенному способу яв ляется СГ1ОСО6 отбелки делЛюлрзы, в котором, с целью снижения химических потерь, предусмотрено проведение го рячего облагораживания Чемоданным раствором щелочи и гипохлорита 2. Сйособ заключается в том, что целлюлоза после хлорирования (X) поступает на горячее .облагораживание, ;котррое осуществляют щелочью с добавле нйем гипохлорич а натрия (ГО+Г), при t -98-ioO°C в течение 120150 мин, расходе щелочи 10% к массе абсолютно-сухой целлюлозьл (а. с. ц.) , , J и расходе гипохлорита 0,5-3% к массе a.c.li. Далее следует вторая ступень хлорирования (X), затем две ступени гипохлоритной (Г) и кисловка (Х-(ГО+Г)-Х-Г-Г-К). Расход гипохлс рита натрия на первой ступени составляет 1% к массе а.с.ц., продолжи ельность обработки 180 мин, температура . Расход гипохлорита на второй ступени 0,6% к-массе а.с.ц., продол|житёльность . 180 мин, температура 40 ° с. Добавление гипохлорита в процессе горячего облагораживания позволяет. увеличить выход целлюлозы на 2-7% с сохранением содержания ot-целлюлозы в пределах нормы ГОСТа №5982-75 (см. 1табл. 1) .

Изменение содержания ос-целлюлозы, вязкости и химических потерь целлюлозы в зависимости от обработки по известному и предлагаемому способам

Таблица 1

383

87,1 87,8 345 420 94,5

Горячее облагораживание с добавлением гипохлорита (известный способ)

Х-{10+Г.„. ) 93,5 392 80,5 19,5 2,05

92,:4 308 82,6 17,4 4,10

Х-() Х-(ГО+Гз9) 90,7 224 86,2 13,8 7,67

Горячее облагораживание с предварительной обработкой щелочью и гипохлоритом (предлагаемый способ)

Однако химические потери при таком способе обработки все же ос-цаются достаточно высокими, очевидно, в связи с тем, что целлюлоза, поступающая на горячее облагораживание

Измен.ие содержания карбонильных и карбоксильных групп в целлюлозе в зависимости от ступени отбелки по извест ному способу

11рЗ , 12,7 1,09

4,55 4,2

97,5

2,5 78,46 21,54

после хлорирования, содержит довольно большое количество карбонильных групп 12 ммоль (100 г целлюлозы), ответственных за растворение ее в го- рячей щелочи (см.табл. 2 и 3).

. Т а б л и ц а .2

Изменение содержания карбонильных и карбоксильных групп в целлюлозе в зависимости отступени отбелки по предлагаемому способу Карбонильные группы 11,3 12,7 8,68 7,9 Карбоксильныегруппы 5,07 4,55 4,/7 5,17 Цель изобретения - снижение химических потерь целлюлозы, увеличение ее выхода при сохранений чистоты конечного продукта, а также уменьшение количества органических загрязне ний всточных водах. Поставленная цель достигается темг что после хлорирования перед горячим облагораживанием осуществляют последовательные операции обработ ки целлюлозы щелочью и затем гипохлоритом при расходе последнего 0,5-4,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы в течение 60-120 мин. В отличие от известного способа, в котором хлорированная целлюлоза поступает сразу на горячее облагораживание, в предлагаемом способе целлюлозу после хлорирования дополнит льно обрабатывают щелочью при : t° 40-60С в течение 60-120 мин и Изменение содержания кар в целлюлозе в зависимост ботки гип

Продолжительностьобработки гипохлоритом

9,64

5,34 8,93 5,22 7,14 5,16 6, 34 8,93 9,29 6,66

Т а

лица

6,34

5,75

7,62 6,29 5,48 5,97 6,77 5,58

.5,33 6,81 5,41 6,12 5,96 7,1 6,72 7,25 5,96 0,89 0,5 0,38 6,72 7,1 5,32 6,3 6,65 расходе щелочи 0,5-1,5% к массе абсолютно сухой целлюлозы. Такая обработка снижает содержание карбо-. нильных групп в целлюлозе с 12 до 8,7 ммоль/lpO г целлюлозы (см. .табл.3) . Следующее отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что после указанной щелочной обработки целлюлозу обрабатывают гйпохлоритом при расходе последнего от 0,5-4% к массе абсолютно сухой целлюлозы при t 40-45°С в течение 60-120 мин. Наиболее предпочтительное время обработки гипохлоритом на этой ступени составляет 90 мин, так как по истечении этого времени в целлюлозе начинает происходить процесс накопления карбонильных групп и продолжать обработку далее, нецелесообразно см.табл.4} . Таблица ьных и карбоксильных групп продолжительности ее обраитомСокращение продолжительности обработки о за гипохлоритом пере горячим облагораживанием (ГО) также является отличительным признаком предлагаемого способа по сравнению с известным, где обычная гипохлоритная отбелка продолжается в течение 120-150 мин. Пример 1. Небеленую целлюhosiy, например, сульфитную вискозную хлорируют, как обычно, при температуре в течение 60 мин и расход активного хлора 1,0-1,5% к массе а.с.ц.. . , Хлорированную целлюлозу после промывки подвергают щелочной рбрабо ке при t в течение 120 мин и расходе щелочи 1,0% к массе а.с.ц

Обычное обла- ., гораживание: Х-ГО94,5

Известный

способ

Х-(ГО+Г,) 93,5

Предлагаемый способ Х-Щ-Цо/д-ГО 93,3

Как следует из данных таблицы 5, Осуществление предлагаемого способа отбелки целлюлозы путем дополнительной обработки ее перед горячим облагораживанием щелочью и гипохлоритом, при расходе последнего 1% и продолжительности обработки 90 мин, позволя;ет снизить химические потери до 16,1%, вместо 19,5% по известному способу .(схема Х-(ГО+Г ) . Химические потери при обычном облагораживании (схема Х-ГО) без добавки окислителя ещё больше и составляет 21,54%

Содержание оС-целлюлозы по предлагаемому , способу отбелки находится в пределах ГОСТа. .

П р и м.е р 2. Небеленую целлюлозу сульфитную вискозную хлорируют, как в .примере температуре

420

78,46

21,54

80,5

19,5

392

83,87

314

16,1

в течение 60 мин и расходе активного хлора 1,0-1,5% к массе а.с.ц.

Хлорированную целлюлозу после промывки подвергают щелочной обработке при t в течение 120 мин и расходе щелочи 1,5% к массе а.с.ц.

Далее целлюлоза поступает на гипохлоритную отбелку. Обработку гипохлоритом ведут при. t 40 °С, расходе гипохлорита 2,0% к массе а.с.ц., время обработки 90 мин..

После гипохлоритной отбелки целлюлоза поступает на горячее облагоражи ание, которое осуществляют без добавок окислителя, при t 98-100°С, с расходом щелочи 10% к массе а.с.ц. в течение 130 мин.

Далее целлюлоза отбеливается обычным путем, . . Таблиц-а 6 Далее целлюлоза поступает на гипохлоритную отбелку. Обработку гипохлоритом ведут при t 40°С, расходе гипохлорита 1% к массе а.с.ц. время обработки 90 мин. После гипохлоритной отбелки цел-люлоза поступает на ступень обычного горячего облагораживания, которую осуществляют уже без добавок окислителя, .при t 98-100°С, с расходом щелочй lb% к массе а.с.ц. в течение 130:мин. . Следующей ступенью отбелки может быть либо обработка гипохлоритом с расходом последнего 0,6% к массе а.с.ц., либо отбелка двуокисью хлора по обычному режиму. Предлагаемый способ отбелки, как правило, завершает кисловка,. Таблица 5 Иэ данных таблицы 6 следует, что предварительная обработка целлйлозы гйпоклорйтЪм при расходе последнего 2% позвбляёт хкмические потери при горячем облйгбргЬКквавГйи о 12,3%, по сравнению с {звестным .способом, потери составляют .17,4%. Содержание о -целлюлозы При .этом остается практичёдйи без Шмеi tHeHHft. ; Кроме того, анализ сточных после гбрячего облагораживания cyjifc фитярй вискознЬй целлюлозы показал.

|la;гIйэ вода йбйпе бблагора живания сульфитной вйс|Шнбй целлюлозы

Пример 3. Небеленую сульфитную вискозную цёллю 1рзу хлорируют как в примерах 1 и 2.

Хлорированную целлюлойу nOeite промыв ки подйгёргайт (делрчйШ 6брабЬт кё при t 40°С в течение120 МИН и расходе щелочи 1,5% к массе .ц.

, Далее целлюлоза поступает Йа тгйпохлоритную обработку, Шторую йрЬВОдят ПРИ t , расходе Гйпб ашИзвестный способ

Х-ГО+Г о/

/а

Предлагаемый

способ

Х-Ц-Г су-го

3 /о

рита 3,0% к массе а.с.ц. Продолжительность обработки 90 мин.

После гйпохлорйтной обработки целлюлоза поступает на горячее облагбргикиванйё, которое осуществля5бт без добавок окислителя при t 98100 С с расходом щелочи 10% к массе а.с.ц, в течение 130 мин.

Далее целлюлозу отбеливают обычным путем.

Таблица 8

86,2

224

13,8

212

12,24

87,76 что отбелка целлюлозы по предлагаем&му способу значительно снижает в них содержание органических загрязнений. Сравнительные результаты анализа сточных вод после горячего облагоражи:ванйя цёллюйоэы по известному и предлагаемому способу П редсТйВлены в таблице 7. ИЗ даИНыХ таблицы 7 следует, что л у чши е сани fai Hae Jiap akTeplH ст сточных вод йбслё горячего облагораживания наблюдгоотся при отбелке целjifenoiia tJC) продвигаемому с;йсЛ с бу. .Т а б л и ц а 7

Из данных таблицы в следует, что предварительная обработка и,гтюпЪзы УИ11бхл6|) б расхЪдом посшеднего 3% поз Виляет сократить химические потери до 12,2%, сохранив при этом сбдёрясайиеос -цёллкшозы. Дальнейшее увеличение pacxt flia гйпохлорйта натрия п|ри обработке целлюлозы нецелесообразно, т.к. при этом начинает паtjaib вязкость, что может привести к разрушению целлюлозкого волокн а.

Таким образом, предлагаемый.яами Способ отбелки целлюлозы для химиiiecKott переработки дает возможность ггёлучать высококачественнз,по целлюлЬзу с б(эльшим выходом, что сущест :венно снизит расход , древесины 1 т целлюлозы.

Уменьшение содержания органических загрязнений в сточных водах является допОлййтёпьным прёйму1:|ёством предлагаемого способа, по срав-, нению с известными способ㹫 отбелки целлюлозы для химической переработки. , /;

Дальнейшая разработка предлагаемого способа отбелки целлюлозы будет направлена на внедрение его в промышленность, в частности, на

Приозерском целлюлозном заводе и дру гих предприятиях, вырабатываюишх сульфитную целлюлозу для химперера-« ,ботки. .

Формула изобретения

Способ отбелки целлюлозы для химической переработки, включающий хлорирование целлюлозы, горячее облагоргикивание ее с последующей до.белкой, отличающийся тем, что, с целью снижения химических потерь целлюлозы, увеличения ее выхода и уменьшения органических загрязнений, после хлорирования перед горячим облагораживанием осуществляют последовательные операции обработки целлюлозы щелочью и затем гипохлоритом при расходе последнего 0,5-4,0% от м&ссы абсолютйо сухой целлюлозы в течение 60-120 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США №3817825, мл. 162-89, 1974 (прототип).