Способ обработки целлюлозной массы Советский патент 1981 года по МПК D21C9/10 

Изобретение относится к способу обработки целлюлозной массы и может найти применение в целлюлозно-бумажной промьшшенности. Известен способ обработки целлюло ной массы путем ее варки, промывки, отработанным отбельным растворе, пр питки щелочью в присутствии ингибито ров окисления целлюлозы и отбелки кислородом 1}. Недостатком данного способа является невысокое качество обработанной целлюлознсж массы. Цель изобретения - уулчшение каче ства целлюлозной массы. Цель достигается тем, что целлюлозную массу, полученную путем варки промывки отработанным отбельным раствором, пропитки щелочью в присутствии ингибиторов окисления целлюлозы и отбелки кислородом, на стадии пропитки подвергают избыточному давлению равному 3-30 кг/См. В предлагаемом способе можно применять щелочной, нейтральный или кис лый процессы варки целлюлозы с вароч ными щелоками, содержащими натрий в качестве главного металлического катиона. Примеракм таких процессов являются кислые сульфитные варочные , процессы, нейтральные сульфитные ваф очные процессы, щелочные сульфит,ные варочные процессы, многоступенчатые варочные процессы по сульфитному методу, а тАкж варочные процессы сульфатные, полисульфидные, содовая варка (с §дним «атрием), кислородщелочная варка и кислороднобикарбонатная. Способ также включает получение массы по непр нлвномУ способу варки древесины, находящейся под избыточным давлением от большей части варочного щелока, путем вытеснения его отбельным раств ч ом из стадии кислс одногазовой отбелки, после чего массу, находящуюся все ещё под избыточным давлением, импрегнируют химикалиями, необходи1 ыми для кислородно-газовой отбелки. Стадию импрегнирования проводят в двух зонах таким образом, что водный раствор, содержащий ионы магния, например сернокислый магний, хлористый магний, ацетат магния и комплексные магниевые соли, вводят в первую зону а во вторую зону - раствсч щелочной с такой величиной рН, что происходит осаждение труднорастворикых магниевых соединений, например. гидроокиси и карбоната магния. Особенно целесообразно вводить в первую зону отработанный раствор, содержащий №оны магния и дополнять его добавлением, например, сульфата, карбоната или окиси магния. Когда применяют трудно растворимые соли магния, то они должны быть в контакте с отработанным отбельным раствором в течение периода времени, достаточного для достижения почти полного растворе ния, до подачи отработанного раствоpa, содержащего окись магния., в зону импрегнировайия. Время, контакта также зависит от размера частиц солей и эффективности смеси, причем достаточное время контакта составляет 560 мин. Обушю зазтрузку магниевых солей лучше регулировать так, чтобы общее количество магния в растворенном и осажденном состоянии, оставшееся в массе после конечного импрегнирования составляло- О ,05-1%, лучше 0,05-0, 3% считая на МдО и сухой вес массы. Целесообразно выбирать условия во врем импрегнирования- таким, чтобы часть магнизиального содержимого находилас в осажденном состоянии, например в виде гидроокиси, а часть в растворен ном виде, лучше в виде комплексных магниевых соединений и комплекс связан с органическими жидкостями типа гидрооксикислот и кислот, содержащих не менее двух карбоксильных груп присутствующих в отработанной жидкости. Для получения оптимального ре зультата необходимо, чтобы после конечной стадии импрегнирования в маесе содержалось растворимой магнезиальной соли не менее 0,03, лучше 0,05-0,1 зес,% МдО, считая на сухую MaCqy, На первой стадии импрегнирования большая часть магнезиального содержания, а лучше все содеЁ)жание должно находиться в растворенной фор для того, чтобы масса была равномерн импрегнирована и получен оптимальный эффект в стадии кислородной отбелки. в некоторых случаях целесообразно добавлять в отработанный отбельный раствор другие комплексообразователи например, полифосФаты или умеренное количество азотистых поликарбоновых кислот у лучше те, которые дают сравнительно слабые комплексзы с магнием, например амино-диацетилуксусную кислоту или нитрилтриацетилуксусную кис лоту и к массам, содерх«ащим кобальт добавлять небольшое количество, например 0,1 кг,этилендиамина на тонну массы. Процесс импрегнирования предшествукяций стадии промывки, осуществляют известным образом в непрерыв но работающем варочном аппарате или другом известном аппарате, в котором массу прокывают под избыточным давлением, например, в диффузорах прд давлением. Стадию промлвки осуществляют путем вытеснения отработанного варочного щелока отработанным отбельным раствором из стадии кислородногазовой отбелки, т.е. водным раствором, содержащим отработанную жидкость стадии кислородной отбелки. Этот отработанный отбельный раствор содержит также и другие растворы, например, от проьывки отбеленной кислородом мaccы конденсаты и другие промлвные жидкости, полученные, например, из стадии промывки, полученных после других стадий отбелки или из регенерации адсорбционных агентов, на которых . адсорбированы органические вещества известным образом. Степень массы от варочного щелока регулируют так, ч|тобы большая часть органических веществ отработанного варочного щело.ка вытеснялась из массы и возвращалась в систему регенерации химикалий или в варочный котел, тогда как меньшую часть, целесообразнее 1-20 кг, лучше 1-10 кг на 100 кг сухой массы, направляют на стадию кислородно-газовой отбелки. Стадию прокивки лучше проводить в нескольких промывочных зонах и отработанную жидкость с большим содержанием сухих веществ, отобранную из первой зоны, направляют в систему упаривания и затем в систему сжигания, тогда как отработанная жидкостьиз последней зоны используется как компонент в варочном щелоке. Обработанные жидкости могут подвергнуты стадии мокрого сжигания, которые производят без предварительного упаривания уже известным способом. Для получения хорошей экономии тепла целесообразно отг лвать отработанный отбельный раствор из массы после гаэо- кислородной отбелки противоточно, так что в отбельном растворе получается высокое содержание органических ве ществ. Особое преимущество, достигаемое от поддержания избыточного давления ВО время процесса импрегнирования массы состоит в том, что облегчается транспортировка целлюлозной массы через зоны импрегнирования и в аппарат кислородной отбелки после конечной зоны импрегнирования. Равно-мерное отбеливание с меньшим разгложением кислых карбонатов достигается при импрегнировании щелочью под давлением. Давление во время импрегнирования равно 3-30 кг/см, лучше 520 кг/см. Температура, при которой варочный щелок вы1уывается отбельным раствором может быть в пределах 17050 С, вь1сокая же температура вызывает быстрое вытеснение варочного щелока. При варке массы щелочным способом, например, сульфатным, лучше поддерживать температуру в пределах 150-80 С, тогда более низкие температуры целесообразно применять для варки в кислой среде, например, при варке по сульфитному способу порядка 110-50 С. Те же пределы температур как при вытеснении варочного раствора из массы могут быть использованы в зонах импрегнирования. Однако при импрё1: нировании щелочью целесообразно пользоваться более низкой температурой 130-70с.В случае варки в кислой ереде целесообразно поддерживать температуру порядка 30-ЮО С,лучше 40-бО С Стадию импрегнирования, на которой массу обрабатывают водным раствором, содержащим нояа магния, можно успешно осуществлять таким образом, чтобы водный раствср циркулировал через зону импрегнирования и пополнялся добавлением магниевых соединений и когда в процессе импрегнирования полу чается избыток жидкости, то его сбрасывают из циркуляции и подают в пропроцесс промлвки, т.е. для вытеснения варочного щелока из массы. Это осуществляют, в отдельной конечной зойе ПРОМ1ВКИ или путем смешивания избыточной жидкости с отработанным отбельным раствором из стадии кислс одногазовой отбелки. После прохода зоны импрегнирования ее подают в реактор для отбелки кислородным газом, Это осуществляют путем выгрузки массы обычным образом из варочного котла и отдельных резервуаров, например непрерывно работакщих диффузоров или т.п., где расположена конечная зона импрегнирования, и приведения массы в контакт с окружающим воздухом, после чего массу подеиот в реактор для отбелки кислородным газом. В качестве щелочи используют гидроокиси щелочных металлов, например гидроокись натрия, другие щелочно реагирующие соли щелочных металлов, такие как натриевые соли и их смеси. Особенно подходящими селями являются карбонат натрия, бисульфит натрия, сульфид натрия и гидросульфид натрия. Растворы, содержащие несколько компонентов, например белый щелок, зеленый щелок и их смесь могут также быть использованы в данном способе. В отношении химического баланса системы щелочь целесообразно применять в форме белого щелока или смеси белого щелока -с едким натрием и/или карбонатом натрия.Если главными компонентами щелочной загрузки являются едкий натрий и сульфид натрия, то кислродноггазовая отбелка успешно может проводится при 90-120°С. При использовании же зеленого щелока, карбоната и гидрокарбоната натрия твм пературу поддерживают порядка 100140 с. .Если применять сульфид-или сульфидсодержащие растворы и/или зеленый щелок, то целесообразно окислят сульфиды полностью или частично известным приемом на стадии предварительной обработки, в результате чего получают этилсульфид и/или сульфат. Стадию предварительной обработки лучш проводить в качестве отдельной ста- , дии, на которой сульфиды окисляют

перед контактом сульфидсодержащих растворов с подлежащими отбелке массами, при этом стадия окисления може быть после стадии импрегнирования. Стадия предварительной окислительной обработки дает уменьшение расход кислорода во время последующей стадии отбелки. Стсцщю окисления проводять воздухом или кислородом при атмосферном или избыточн{ 1 давлением Данную стадию ведут в присутствии в качестве, инициатора перекиси В систему вместо сульфидсодержащего раствора можно вводить элементарную серу и в коь инации с окислительнс обработке сера в щелочном растворе быстро реагирует с сульфидом с образованием полисульфида. Это особенно Целесообразно, при применении кислой варки, например, для сульфитЕВЫХ масс Избыток щелочной импрегнирующей жидкости целесообразно использовать в .зоне импрегнирования в присутствии. щелочи, что обеспечивает равномернос импрегнирования. Избыточную жидкость из этой стадии можно подавать в процесс варки или использовать для приготовления свежего варочного щелока путем введения ее на |ужной стадии в процессе регенерации химикалий. При производстве сульфатнсА массы применение белого щелока по желанию сочетают с едким натрием или карбонатом натрия, при этом избыток жидкост можно эффективно использовать при варке без химической обработки на промежуточной стадии.

Пример 1. Сосновую щепу подвергают варке обычным способам в зоне непрерывно работающего котла для сульфатной варки. Полученную массу с числом Каппа 30непрерывно подают в зону промлвкк, разделенную на две зоны А и Б, в котсрых массу, пбступающую из зоны варки,. обрабатывают противоточно отбельным раствором. С одержд,ние сухого вещества в отработанном отбельном растворе сбставляет 1%. Варочный щелок, смешанный с отбельным раствором, отбираиот из нижней части зоал Б. Отобранную жидкость, составляюи(ую 2 м на тонну массы, возвращакп: на стадию варки. Отработанный варочный щелок отбирают из верхней части зоны А и разбавляют вытесняемый от ; аботанным отбельным раствс ом. Содержание органической части в жидкости составляет 16%. Затем жидкость направляют на стадиюг упаривания и сжигания. Температуру в зоне промывки поддерживают порядка , а общее время пребывания массы составляет около 5 ч. Общее количество отработанного отбельного растBiopa,. подаваемого в зоны проАшвки, равно 3 мЬ на тонну массы. Затем массу из эо№Л ПРО1ЛЛВКИ, направляют в пер.вую зону йМ1ч; егнирования, -где массу импрегнируют цирку лиру кхцей жидкостью. содержащей главным образом отработан ный отбельный раствор, но содержащий также некоторый процент отрабо танного варочного щелока, сопровожда щего массу в зону импрегнирования, в которую пропускают около 30 кг на то ну массы растворенных -органических / веществ варочного раствора. Циркулирующую жидкость пропускают через буферный резевуар и здесь смешивают с сульфитом магния, растворенным в циркулирующей жидкости.Полученный раствор закачивают в зону импрегнирования и вытесненный раствор удаляют по трубопроводу и возвращают в буферный резервуар. Избыток раствора удаляют по трубопроводу. Количество загружаемого магния, считая на МдО, составляет 2 кг на тонну сухой масс. Температура в зоне импрегниро вания и концентрация массы 15% а врекй пребывания 60 мин. Массу рав номерно передают из зоны импрегнирования в другую .зону импрегнирования где массу обрабатывают щелочью, растворенной в растворе, содержащем главным образом отработанный отбельный раствор, полученный на стадии кислородно-газовой отбелки. Щелочь загружают в виде 35%-нрго едкого натрия в буферный раствор в количестве 25 кг едкого натрия на тонну сухой массы. Разбавленный раствор, полученный в буферном резервуаре по дают в зону импрегнирования, а вытесняемую из зоны жидкость возвраща ют в резервуар и пополняют едким натрием. Температуру в зоне импрег нирования поддерживают , концен рацию массы 15% и время пребывания зоне 60 мин. Из.быток жидкости удаляют по трубопроводу и используют для вытеснения отработанного варочного щелока из массы или для приготовления варочного щелока. Отработанную целлюлозную массу выгружают зоны импрегнирования под собственны давлением в реактор для кислородногазовой отбелки. Массу обрабатывают в реакторе кислородом под парциаль.ным давлением 4 кг/см 30 мин при , Отбеленную массу проилвают водой противоточно для извлечения отработанн.ого отбельного раствора, который непрерывно возвращают в прог, цесс. После прохода через эту стадию отбелки получают массу с числом Каппа 14 и степень белезны 44 по SCAN, что соответствует снижению числа . Каппа на две единицы и увеличению степени белезны-на 4% в сравнении с обычной отбелкой с такой же загрузкой щелочи.. Пример 2. Варку массы проводят до такого же числа Каппа, как в примере 1, и обработку ведут аналогичным образом, за исключением того, что вместо едкого натрия используют белый щелок с сульфидностью 35%. Количество загруженной щелочи вычисляют по кислотному титрованию до рН 10. Загруженную щелочь вычисляют как NaOH, хотя сульфид и карбонат также входят как активные химические компоненты. Белый шелок содержит щелочь, считая на .NaOH, 130 г на литр. Для получения такого же числа Каппа, как при загрузке 25 кг NaOH, на тонну массы, загрузку увеличивают до 28 кг NaOH по указанному определению. Степень белезны отбеленной массы такая же как при использовании чистого ед-. кого натрия. Формула изобретения Способ обработки целлюлозной массы путем варки, промывки отработанным отбельным раствором, пропитки щелочью в присутствии ингибиторов окисления целлюлозы и отбелки кислородом, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества массы , пропитку щелочью осуществляют под избыточным давлением, равном 3- 30 кг/см. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 374402, кл. D 21 С 3/02, 1969 (прототип).