Способ отбеливания целлюлозы Советский патент 1981 года по МПК D21C9/10 

Изобретение относится к способу отбеливания целлюлозы окислительным газом, в частности кислородом в щело ной установке, особенно при проиэвод стве пульпы сульфатным способом. До настоящего времени отбеливание пульпы кислородом обычно осущест влялось образом, что после промывания почти вся жидкость, нахолящаяся между волокнами, выжимала из , после чего концентрация пульпы приближалась к 30%. После этого пульпа перемешивалась с определёиный количеством щелочи (раствором МаОН) необходимым дЛя отбеливания, 6 результате чего концентраций пульпы снижалась до 25%. Отбеливание кислородом представл ет собой процесс, пр« которсад пос1редством щелочи, воды, тепла и кис лорода пытаются удалить лигнин из волокон целлюлозы. Количество реаге а (Oij,llaOH), переносимого на. волокно, прямо пропорционально площад фазовой поверхности (поверхности переноса жидкости к волокну), которая максимум может быть внешней поeiepxHOCTbio волокна, в этом случае предполагается, что вoлokнa отделены друг от друга. Если волокна флоккулируют вместе, общая поверхность соприкосновения волокон становится Меньше и требуемое время реакции для удаления лигнина из волокон, находящихся внутри флоккулированного осадка (хлопьев) увеличивается,.В результате этого имеет место перебелка волокон на внешней поверхности хлопьев, где даже подьергается воздействию целлкшрза в волокнах,: и тем самым отбеливание волокон в целом осуществляе Ья неравномерно. Когда же имеет мес-го отделение волокон друг от друга осуществляется равномерное отбелиэанне всех волокон. . Пульпу с высокой концентрацией волокон очень трудно обрабатывать, а именно смешивать с ней требуемое количество щелочи,так как при смешиваний целочь распределяется неравномерно. Трудно также транспортировать такую пульпу к реактору. При использовании известных в настоящее время способов, невозможно подавать ее в резервуар большой емкости и другом виде; ромё хлопьев. Известный способ отбеливания кислородом требует продолжительного времени реакции, что приводит к необхо димости увеличения размера реактора Внутренние и внешние волокна в хлоп ях приобретают различную прочность вязкость. При неравномерном распределении щелочи это приводит к тому, что в некоторых местах желаемая рет акция не проходит до конца. Количество кислорода, требуемое для удаления лигнина из волокон цел люлозы, составляет 1-1,5 вес.% от пульпы. Реактор емкостью 1 м содер жит приблизительно 100 кг влажной рыхлой пульпы, т.е. при концентрации волокон в 25% - 25 кг сухой целлюлозы. Если реакция проходит при давлении 10 кг/см, требуется примерно 10 кг кислорода, что примерно в 30 раз больше требуемого количества. Поэтому реакция проходит при очень большом избытке кислорода. Наиболее близким к преллагаемому по технической сущности является сп соб отбеливания целлюлозы, преимущественно молекулярным кислородом в щелочной среде, согласно которому в целлюлозную массу дополнительно вводят поверхностно-активные вещества. Добавка поверхностно-активных вещес улучшает смачивание целлюлозы щелоч увеличивает проникновение щелочи и кислорода, растворенного в ней, в волокна 1 . Однако данный способ не лишен все недостатков, отмеченных вьоие.. Цель изобретения - устранение недостатков известных способов. Поставленная цель достигается тем, что щелочную водно-целлюлозную пульпу с концентрацией целлюлозы 615% перемешивают в присутствии окис лительного газа, в частности, кислорода и поверхностно-активного вещества до образования устойчивой пены.. При осуществлении предложенного способа поверхностно-активные ве-: щества способствуют образованию кислородсодержащих пузырьков. Когда кислород диспергирует среди волокон в виде пузырьков, создается большая поверхность контакта между кислородом и волокнистым материалом. Способ позволяет примешивать к пульпе столько кислорода, сколько его требуется для отбеливания (делиг нификация) . Так как волокна хорошо диспергируют и создаются благоприятные условия для перемещения кислорода в волокна,процесс проходит быстро и дает ровные результаты,.. Осуществление спрсоба позволяет получать низкое число каппа, характ териэующее остаточное содержание лигнина в целлюлозе, в то время как вязкость остается на постоянном уровне. При осуществлении способа в качестве поверхностно-активных веществможет использоваться либо щелок, оставшийся в пульпе в результате предшествующих отбеливанию технологических операций и/или синтетические пЬверхностнотактивные вещества, такие как полиоксиалкиленовый конденсат, додецилбензолсульфонат и октилфеноксиполиэтосиэтанол. До настоящего времени в производстве пульпы стремились предотвратить образование пены как нежелательное явление. Из-за этого щелок тщательно удалялся из пульпы. В предлагаемом способе пена используется для рассеивания волокон. Кроме того, пена облегчает транспортировку пульпы. Вместо кислорода, воздуха или других газов может использоваться, например озон, С l,j , Clj + С10,;, или смеси газов. В предлагаемом способе время реакции может быть значительно сокращено. Оно составляет только 10-20 мин по сравнению с 30-60 мин в известных способах. Благодаря этому емкость реактора для отбеливания может быть значительно уменьшена. Пример. Экспериментальный реактор заполняют пульпой, пропитывают ее кислородом и нагревают паром, после чего пропускают раствор щелочи . через пульпу, В другом случае при тех же самых условиях осуществляют отбеливание пульпы, содержащей 1% Теапола (товарный знак фирмы Шэлл), синтетического моющего средства, вспенивание производят миксером. . Перед испытанием пульпа имеет следующие параметры: ЭС 29,3; 7; 1086; белизна 26,5%. После обработки раствором NaOH при следующих условиях: Загрузка щелочи, %6 Давление, атм4 Температура,с110 Консистенция пульпы,% 8 Время реакции, мин 15 Пульпа имеет следующие параметры: Испытание 1 Испытание 2 с пеной без пены, 16,5 С 22,5 г 890 . Ч 985 Белизна,% 35,7 Белизна,% 31,1 Трудно получить в способе обработки без пены параметр ЗС 20 без увеличения консистенции пульпы до величины, превышающей 10%. При увеличении консистенции пульпы о беливание осуществляется неравномерно. В испытаниях без образования пены с загрузкой щелочи свыше 10% и при тех же самых условиях, что в испытаниях примера 1 следующие результаты: без пены 21,2) {, 900; белизна 31,3%. Пример 2, Сульфатную целлюлозу, содержащую 1% Теапола, отбеливают в реакторе. Плотность слоя целлюлозы 30 см. Во время обработки кислородо|м через целлюлозу пропускают раствор NaOH,

Отбеливание части целлюлозы выпонено в пенном режиме, другую часть отбеливают без образования пены.

Перед обработкой кислородом 9$ 26,3 г 1049,

После обработки получены результ таты,представленные в таблице.

. Результаты показывают, что отбеливание целлюлозы окислительным газом

в присутствии щелочи и поверхностноактивного вещества позволяет получить положительный результат только в том случае, если процесс проходит в пенном режиме,

Формула изобретения

Способ отбеливания целлюлозы окислительным газом в воднощелочной среде в присутствии поверхностноактивных веществ при повышенной температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и равномерности отбеливания целлюлозы, щелочную водно-целлюлозную пульпу с концентрацией целлюлозы 6-15% перемешивают в присутствии окислительного газа и поверхностно-активного вещества до образования устойчивой пены.

(Источники информации, принятые во внимание при эксги-ртизе

1, Авторское свидетельство СССР №348664, кл. D 21 С 9/10, опублик. 1971 (прототип).