Способ отбелки целлюлозы Советский патент 1983 года по МПК D21C9/10 

(5) СПОСОБ ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛОЛОЗЫ

Изобретение относится к лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности и касается способа получения беленой целлюлозы из различных видов растительного сырья. Известен способ отбелки целлюлоз включающий щелочную обработку в при сутствии гипохлорита, хлорирование с последующими операциями обработки гипохлоритом, добелки и кисловки. Щелочную обработку в присутствии гипохлорита натрия проводят при рас ходе щелочи 10-25 кг/т, температуре , продолжительности 15 150 мин, концентрации массы 6-16% и расходе гипохлорита (по активному хлору) 0,5-3,.. Подобная обработка позволяет сократить общее количество ступеней отбелки с одновременным снижением общего сора в результате окисления части костры и луба, уменьшает смоляную сорность и содержание вредной смолы в беленой целлюлозе. Однако при замене ступеней хлорирования и щелочения на обработку целлюлозы щелочью с добавлением гипохлорита даже при эквивалентном расходе активного хлора на проведение указанных ступеней и при равном снижении жесткости, требуется дополнительный расход едкого натра на приготовление гипохлорита при сопоставимом качестве конечной беленой целлюлозы . Известен способ отбелки целлюлозы, заключающийся в хлорировании, щелочении, обработке двуокисью хлора, щелочении, обезвоживании целлюлозной массы до сухости 60-70, ее дезинтегрировании, разбавлении водой до концентрации 15-50% и введении щелочного раствора для создания рН среды 7-10 и последующей обработки щелочной целлюлозной массы газообразным хлором в количестве до 1 от веса абсолютно сухой массЫ f 2 . Однако способ направлен на добелку делиснифицированной и отбеленной в одну ступень целлюлозы, а проведение подготовительных операций (обезвоживание, дезинтегрирование, разбавление) пёред обработкой щелочной массы газообразным хлором значительно усложняет способ отбелки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является способ отбелк целлюлозы, включающий хлорирование целлюлозной массы, щелочную экстракцию, последовательные обработки целлюлознои массы гипохлоритом, двуокисью хлора или перекисью водорода и кисловку Г 31. i Однако этот способ характеризуетс большим количеством высокозагрязненных Сточных вод, особенно после начальных ступеней отбелки и не всегда обеспечивает требуемый уровень показателей качества беленой целлюлозы, в частности, содержание смолы и пока зателей физико-механическбй прочности. Цель изобретения - снижение содер жания смолы в целлюлозе, количества сточнух вод и улучшение физико-механических показателей целлюлозы. Поставленная цель достигается тем что согласно способу отбелки целлюло зы, включающему хлорирование целлюло ной массы, обработку ее гипохлоритом или перекисью водорода и кисловку, хлорирование проводят.при рН 10-11, а обработку гипохлоритом или перекисью водорода осуществляют непосредственно после хлорирования,. Предлагаемый способ осуществляетс следующим образом. Целлюлозную массу обрабатывают при тщательном перемешивании щелочью например едким натром, с расходом 0,5-,0% при 20-80°С, концентрации массы 5-15%. В щелочную массу, в зависимости от вида целлюлозы - сульфи ная, сульфатная, бисульфитная и т.д. а также ее жесткости, подают газообразный хлор или хлорную воду. Продолжительность хлорирования 15-150 ми Расход активного хлора 1-10% от массы абсолютно сухой целлюлозы. После хлорирования осуществляют обработку целлюлозной массы гипохлоритом или перекисью водорода в одну или нескол 194 ко ступеней. Обработку гипохлоритоМ на первой ступени проводят при,3550 С, концентрации массы 8-12%, продолжительности 90-180 мин, расходе гипохлорита по активному хлору кг/т целлюлозы; на второй ступени при указанных условиях с расходом активного хлора 5-15 кг/т целлюлозы взамен гипохлорита возможно использование двуокиси хлора с расходом кг/т при концентрации массы 8-12%,. температуре б5-85°С и продолжительности 120-2 0 мин или перекисью водорода с расходом НО 0,71,5 (в пересчете на 100%-ную концентрацию), метасиликата натрия (жидкого стекла) 1 ,5-2,5%, едкого . натра 0,5-1,0% к массе абсолютно сухого волокна при рН 0,5-11,0, температуре 60-80 С, продолжительности 120 180 мин и концентрации массы 8-12%. Беленую целлюлозу обрабатывают сернистой кислотой для нейтрализации остатков отбеливающих реагентов и повышения стабильности белизны с расходом SO,, до 10 кг/т абсолютно сухой массы. Предлагаемый способ получения беленой целлюлозы проверен в лабораторных и промышленных условиях. Пример 1.В лабораторных условиях сульфитную небеленую целлюлозу жесткостью 9 перм.ед. обрабатывают в щелочной среде (рН 10-11) хлорной воды (концентрация 3-5 г/л) в одну ступень в течение 120 мин при . Расход активного хлора при этом составляет 3%, а расход едкого натра 2,5% к массе абсолютно сухого волокна. Для сравнения проводят обработку целлюлозы гипохлоритом натрия в щелочной среде известный способ и по способу прототипу хлорирование щелочение. Расход отбеливающих реагентов и условия обработки во всех случаях были аналогичными. Результаты опытов, представленные , в табл. 1, показывают, что предлагаемый способ обеспечивает достаточное сншениГжёсткостйпр 1 хл рйровании д дальнейшей отбелки, Пример 2. Бисульфитную небеленую целлюлозу жесткостью 115 перм. ед. хлорируют аналогично примеру 1, при этом необходимое количество хлора вводят в две ступени с промежуточной промывкой водой.

Данные по расходам реагентов приведены в табл. 2.

Целлюлозную массу разделяют на две части. Одну часть массы обрабатывают гипохлоритом натрия в две ступени с расходом 1,5 и 1,3 активного хлора к массе абсолютно сухого волокна, соответственно, а другую . часть - последовательно гипохлоритом и перекисью водорода. Расход перекис водорода 1,0 (в пересчете на концентрацию), метасиликата натрия 1,5, едкого натра 1,0 к массе абсолютно сухого волокна при рН 11,0, температуре , продолжительности 120 мин и концентрации массы 9%. Кисловку проводят водным раствором 0.

Результаты опытов показаны в

табл. 3.

Как видно из табл. 3 предлагаемый способ обеспечивает существенное снижение содержания смол и жиров против прототи.па и известного способов, а также уменьшение количества стоков по сравнению со способом-прототипом.

Пример 3. Сульфитную небеленую целлюлозу жесткостью 9 перм. ед. обрабатывают хлорной водой в две ступени в течение 120 мин при рН 7 и

3,0

3,0 3,0

рН 11. Температура обработки . Дальнейшую обработку осуществляют ги похлоритом в две ступени аналогично примеру 2.

Результаты опытов представлены в табл. k.

Результаты, приведенные в табл. k показывают, что при рН 11 хлорирование происходит в более мягких условиях и это обеспечивает снижение содержания смолы, повышение показателе физико-механической прочности целлюлозы.

Пример . Сульфитную, сульфатную и бисульфитную небеленую целлюлозу практически равной жесткости (100-105 перм. ед.) обрабатывают, как указано в примере 2, используя при этом на ступени хлорирования как хлорную воду с концентрацией активного хлора Ц,5 г/л, так и газообразный хлор.

. Полученные результаты представлены в табл. 5.

Данные,представленные в табл. 1-5 свидетельствуют, что предлагаемый способ отбелки позволяет снизить содержание смолы в целлюлозе, улучшить ее физико-механические показатели, уменьшить количество сточных вод.

Таблиц а 1

60

25

20/60

22

32 60

Предлагаемый 0,28

86,6

0,21 88,0

86,9 6800 0,9

Известный

86,5 6900 Щ(Г)-Щ(Г)-Г-Г-К0,35

Таблица 2

7000

1100 UOO 7300

1100

1000

Таблица k

990919

10 Таблица 5

n99091912

Формула изобретения похлоритом или перекисью осуществСпособ отбелки целлюлозы, включаю-вания.

щий хлорирование це ллюлозной массы,Источники информации,

обработку ее гипохлоритом,или пере- 5принятые во внимание при экспертизе кисью водЬрода и KHCjriosKy, о т л и - 1. Авторское свидетельство СССР

чающийся тем, что, с цельюff , кл. D 21 С 9/10, 1979. снижения содержания смолы в целлю- 2. Патент США № 3907632,

лозе, количества сточных вод и улуч-кл. D 21 С 9/12, опублик. 1975. шения физико-механических показате- Ю 3. Монография TAPPI Отбелка ц ллей целлюлозы, хлорирование ее про-люлозы. Под ред. Рэпсона, М., 1968,

водят при рН 10-11, а обработку ги-с. 7-12 (прототип). ляют непосредственно после хлориро