Способ получения целлюлозной массы

 

Изобретение относится к способу получения целлюлозной массы из измельченного целлюлозного волокнистого материала. Сущность изобретения состоит в том, что измельченный целлюлозный волокнистый материал предварительно обрабатывают, затем производят варку в присутствии варочных средств, включающих органический растворитель и щелочное вещество. При этом pH материала поддерживают по меньшей мере нейтральным, проводят экстракцию лигнина растворителем и удаляют отработанный растворитель. Обработанный целлюлозный волокнистый материал промывают для удаления и экстрагирования растворенного лигнина и посторонних примесей из него. Измельченный материал предварительно обрабатывают щелочным веществом для набухания волокнистого материала и улучшения проникновения растворителя и повышения pH с тем, чтобы поддерживать pH материала во время варки с растворителем в заданном диапазоне. 1 с.п. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к способу получения целлюлозной массы из измельченного целлюлозного волокнистого материала.

Изобретение представляет собой усовершенствование в способах варки в растворителе (например, варки в органическом растворителе), часто называемых "варка с растворителем, описанная в общих чертах в патенте США N 3585104.

Дерево содержит в целлюлозных волокнах лигнин как внутри волокон, так и между волокон. Чтобы тщательно отделить волокна одно от другого, лигнин между волокнами надо удалить, удаление обычно сопровождается растворением лигнина. Обычно варочные жидкости состоят из гидроксида натрия (т.е. содовая варка), гидроксила натрия, содержащего сульфид натрия (т.е. сульфатный или крафт-варка, также называемая щелочной варкой), или например, ионов сульфита (т. е. сульфидная варка, также называемая кислотной сульфитной варкой). Лигнин можно также удалить некоторыми органическими растворителями (отсюда коммерческое наименование органосолв-процесс), наиболее известными из которых являются метанол и этанол. Муравьиная кислота является другим предложенным органическим растворителем. Метанол и этанол можно использовать в качестве растворителей как в щелочных, так и в кислотных варках. Преимуществом кислотных варок является простая регенерация целлюлозы, поскольку древесина содержит кислоты, которые делают варку кислотной, если в качестве растворителей варки является плохое качество полученной массы, потому что целлюлозные волокна до некоторой степени разлагаются в кислотной обработке. В щелочных варках качество полученной массы остается хорошим, но проблема заключается в регенерации целлюлозы. Некоторые щелочи, в основном, щелочи на основе натрия, вначале следует добавлять в котел, а затем регенерировать и использовать снова.

Известным способом с щелочным органическим растворителем является способ "Органоцелл-процесс". Способ включает предварительную обработку измельченного волокнистого материала, варку в присутствии варочных средств, включающих органический растворитель и щелочное вещество, при этом pH материала поддерживают по меньшей мере нейтральным. Способ включает экстракцию лигнина растворителем и удаление отработанного растворителя, причем, обработанный целлюлозный волокнистый материал промывают для удаления и экстрагирования растворенного лигнина и посторонних примесей из него. (ФРГ, заявка, 2644155 кл. D 21 C 3/20, 1977).

В соответствии с настоящим изобретением было установлено, что во время варки с растворителями в самом начале варки образуются кислоты, pH варки можно поддерживать в нужном диапазоне (обычно нейтральном) удалением кислот с самого начала варки, т.е. почти сразу после их образования. При поддерживании pH нейтральным улучшается качество массы, как в непрерывном, так и в периодическом процессах. Это осуществляется противотоком при непрерывном процессе и при периодическом процессе варки удалением растворителя из варочного котла после определенного времени после начала варки (и возможно, периодически в процессе), в то время как варка продолжается после удаления растворителя с добавлением нового растворителя.

В соответствии с одним аспектом изобретения предлагается способ получения целлюлозной массы из измельченного целлюлозного волокнистого материала вывариванием с органическим растворителем, включающий стадию (а) контроля pH материала во время варки с поддержанием его нейтральным удалением кислот, образованных в начале варки вместе с органическим растворителем, используемым в варке, и добавлением щелочи к целлюлозному волокнистому материалу в качестве, достаточном, чтобы поддерживать pH на нужной величине. Этот способ можно осуществлять, используя реактор для обработки, и он далее включает стадии подачи волокнистого целлюлозного материала в реактор в одном направлении и удаление из реактора в том же направлении, в то время, как нужное количество щелочи добавляют к материалу до поступления его в реактор обработки, и введения органического растворителя, содержащего жидкий поток для растворения лигнина целлюлозного волокнистого материала, в реактор обработки в другом направлении, противоположном первому.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения целлюлозной массы из измельченного целлюлозного волокнистого материала варкой с растворителем, включающей стадии: подачи измельченного целлюлозного волокнистого материала в первом потоке в первом направлении, подача потока органического растворителя, который вступает в контакт с измельченным целлюлозным волокнистым материалом, в другом направлении, противоточным первому потоку, через область контакта между ними, что приводит к образованию органических кислот в процессе растворения органическим растворителем лигнина из целлюлозного волокнистого материала и удаления органических кислот, образованных во время варки растворителем при контакте с целлюлозным волокнистым материалом и противопоточным потоком органического растворителя.

Решаемая задача настоящего изобретения обеспечить эффективный способ варки растворителем со стабильным pH. Этот и другие аспекты изобретения будут очевидны из подробного описания изобретения.

Способ получения целлюлозы по изобретению описан со ссылкой на сопровождающие чертежи, где на фиг. 1 представлена схема примерного варианта способа варки (экстракции по изобретению); на фиг. 2 схематическое изображение другого примерного варианта способа варки (экстракции по изобретению); на фиг. 3 схема стадии промывания, следующая за способом варки/экстракции; на фиг. 4 схематический вид примерного варианта способа регенерации растворителя по изобретению; на фиг. 5 схематическое изображение другого примерного варианта способа варки/экстракции по изобретению; на фиг. 6 и 7 изменение pH, наблюдаемое в процессе варки/экстракции способа фиг. 1; на фиг. 8 схематический чертеж устройства для проведения способа в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 9 схематический вид примерного варианта способа регенерации растворителя и щелочи по изобретению; на фиг. 10 - возможный альтернативный вариант способа применения настоящего изобретения.

На фиг.1 схематически представлен принцип противоточной обработки в процессе варки/экстракции в реакторе, позиция 20. Позиция 10 обозначает целлюлозный волокнистый материал ( например, древесина), подающийся в реактор, а позиция 11 относится к целлюлозным волокнам, полученным растворением и извлечением лигнина из дерева, 12 означает органический растворитель, подающийся в процесс, и 13 обозначает отработанный органический растворитель, удаляемый из процесса, с растворенным лигнином. Способ фиг. 1 был проведен в лабораторных условиях с удивительным результатом, показанным на фиг. 6.

В обычной органосолв-варке древесины хвойных пород значения pH соответствуют кривой 100. Когда кислоты в древесине растворялись, pH уменьшалось в течение 15 минут до 3,6 3,5 и оставалось на этом уровне всю остальную часть варки. В органосолв -процессе твердой древесины pH уменьшалась до 3,8 4,0. Это означает, что все кислоты или образуются или растворяются на первоначальной фазе варки. Слабую силу полученного волокна можно отнести за счет кислотных условий варки. Низкая величина pH при варке древесины хвойных пород может также привести к конденсации лигнина, которая препятствует растворению лигнина.

В органосолв-варке с противоточным потоком по изобретению pH соответствовало кривой 101. Было замечено, что на первоначальной стадии экстракции pH резко уменьшалось, но затем быстро повышалось почто до первоначального уровня около 5,5. Причиной этого должно быть то, что органические кислоты, присутствующие в древесине, первоначально растворяются в растворителе, а когда в процессе вводится противоток, кислоты вымываются с растворителем на последних стадиях варки, pH может поддерживаться почти на нейтральном уровне во время варки без использования щелочи. Качество массы улучшается благодаря сниженной кислотности на последних стадиях варки.

Падание pH можно предотвратить противоточные потоком и жидкости варки, как показано на фиг. 6 (или удалением образованных кислот вскоре после образования в котле периодического процесса). Очевидно, оставшиеся смоляные и жирные кислоты удаляются благодаря противоточному характеру процесса. Таким образом, по изобретению pH процесса экстракции можно контролировать удалением органических кислот, образованных во время процесса, вместе с постоянным противоточным потоком растворителя.

Результаты экспериментов, описанных на фиг. 6, можно далее объяснить средствами фиг. 7.

В области C фиг. 7 pH имеет величину ниже 4,5, из-за чего качество массы ухудшено. В случае обычной этанольной варки большую часть времени pH ниже этого уровня и это приводит к плохому качеству массы. Этот случай представлен кривой 104 на фиг. 7. Однако при использовании процедуры варки с противотоком по изобретению pH остается ниже минимальной желаемой величины (линия 105) для pH во время варки только очень короткий период времени. Поскольку время, в течение которого pH очень низкое, короткое, получается масса с хорошим качеством. Это представлено кривой 103 на фиг. 7.

Качество целлюлозной массы можно еще улучшить добавлением щелочи в противоточный процесс варки в начале процесса. Этот случай показан на фиг. 7 кривой 102. Щелочь, добавленная вначале, повышает pH, и кислоты, образованные или растворенные, нейтрализуют варку, pH снижается почти до нейтральной величины при противоточном процессе. Линия 106 представляет максимально желаемую величину pH, которую лучше не превышать (область A на фиг. 7), поскольку тогда количество щелочи, которое следует регенерировать, становится таким высоким, что система регенерации будет дорогостоящей. Контролируя pH таким образом, как в области B, можно получить массу хорошего качества.

Уже говорилось, что наиболее выгодно поддерживать pH процесса варки с растворителем в пределах от 4,5 до 12, но на очень короткое время допускается снижение ниже 4,5 или повышение выше 12 в начале варки. Минимальная величина достигается, когда щелочи нет, и максимальная когда она используется. Щелочь можно также добавлять в таком количестве, чтобы поддержать pH варки между минимальным и максимальным пределами.

Экстракция с противотоком на фиг. 2 гарантирует, что pH не снижается на первоначальных стадиях варки/экстракции 20. Добавление щелочи 14, например, CaO, Na₂CO₃ или NaOH или их комбинации к древесному материалу 10, подающемуся в котел, нейтрализует первоначальную стадию варки и таким образом, препятствует снижению pH. Поэтому pH не падает ниже 3 4, когда гидролиз разлагает целлюлозные волокна. Количество кислоты, образующейся на первоначальных стадиях варки, составляет 8 20 кг/т массы и щелочь добавляется в количестве, соответствующем количеству кислоты, если pH поддерживать вне кислотного диапазона (например, нейтральным, около 6,5 - 7,5). Благодаря практически полностью противоточному характеру варки, какая-то часть щелочи присутствует на первоначальных стадиях варки 20, но затем она вымывается и удаляется с растворенным лигнином в потоке 13.

При проведении такого характера варки с противотоком в лабораторных условиях было также выявлено, что высокое содержание эталона или метанола (например, 70% или больше) в органическом растворителе, содержащем жидкость, дает лучший результат в освобождении от лигнина. Обычно считалось, что из-за наличия в древесине воды содержание этанола может быть не более 50% При варке с противоточным потоком содержание этанола можно значительно повысить и превысить цифру 50% органического растворителя, содержащего жидкость, поддерживая высокий уровень этанола во входящих потоках 12 (фиг. 1 и 2). В соответствии с изобретением вода вымывается в начале варки и удаляется с потоками 13. Таким образом, противоточный тип варки предоставляет возможность как контролировать pH, так и повышать содержание органического растворителя.

Остаточный растворитель в потоке волокон после экстракции 20 должен вымываться, как показано на фиг. 3. Поток 11 волокон представляет собой смесь органических растворителей и волокон древесины. Учитывая противоточный характер варки/экстракции, можно предположить, что волокна суспендируются почти в чистом растворителе. На стадии вымывания 21 растворитель вымывается с вымывающейся жидкостью 16, в основном водой. В результате остается древесная суспензия 15 из волокон и воды и раствор 17 из воды и растворителя, в основном, представляющим собой смесь воды и этанола или метанола.

Растворитель регенерируется из потока 17 способом, например, по фиг. 4. Раствор 17 из воды и растворителя направляется в дистилляционный аппарат 22, где вода 18 и растворитель 12 разделяются. Растворитель 12 направляется к котлу 20.

Как показано на фиг. 4, можно провести промывание в 21 водой и при этом поддерживать высокое содержание этанола и/или метанола в котле 20. Масса, при наличии таковой, если все еще в виде стружки до промывания, расщепляется на волокна до промывания для оптимизации промывки. Органический растворитель 12 предпочтительно включает содержание метанола или этанола более 30% На фиг. 5 показан более детализированный способ изобретения. Древесина 30, поступающая в процесс, нагревается в начале варки подачей потока 31 к древесине в предварительном выпарном аппарате 23. В это же время в древесный материал вводится щелочь 32, чтобы повысить pH на первоначальной стадии варки. Для ускорения растворения лигнина можно ввести катализатор 33, либо на предварительной обработке 23, либо в начале варки 20. Обычно используемым катализатором в кислотном процессе является CaCl₂ ионы Ca₂₊ благоприятно влияют на процесс, но с другой стороны, количество кислоты нежелательно увеличивать в реакции 2C^-+2H⁺__→ 2HCl Органические основания, такие как амин, можно использовать в качестве катализаторов в кислотных, нейтральных и щелочных процессах. Добавленный этанол или метанол 34 восполняет потери растворителя в процессе.

Далее процесс дополняется обработкой лигнин-содержащей выходной жидкостью 36. Естественно, выходные жидкости 13 предшествующих вариантов можно также обрабатывать соответственно. Выходной поток 36 растворителя из котла 20 в основном, содержит растворитель, полисахариды, лигнин и воду. Смесь 36 направляется на стадию дистилляции/выпаривания 24, где растворитель, в основном, этанол и/или метанол 37 отделяются от воды 38 и лигнина и полисахаридов 39. Растворитель 37 можно вернуть к котлу 20 вместе с растворителем 12 из стадии дистилляции 22, а вода в лигнин направляются к камере сгорания 25 или другому аппарату обработки. Одним из вариантов является отделение лигнина и получение, например, ванилина из отделенного лигнина. Добавленная щелочь 32 может направляться к камере сгорания 25, а затем использоваться повторно, или при желании удаляется. Удаление, как правило, практикуется, если количество добавленной щелочи небольшое, например, 10 50 кг на тонну массы.

В лабораторных испытаниях получения целлюлозы хорошего качества в качестве катализатора использовался CaCl₂ количество которого составляло 5 50 г/л, т.е. около 5 50 г катализатора на литр обрабатываемого материала. Температура в котле была 195^oC и время варки составило 3 ч. Другими возможными катализаторами, кроме Ca++ являются Mg++ и Na+. Для экстракции лигнина желательно, чтобы древесина была насыщена щелочью (14, 32), поскольку в этом случае она набухает и улучшает экстракцию.

Возможно этанол является лучшим растворителем, чем метанол в реализации настоящего изобретения, но деацетилирование, которое происходит в древесине, образует метанол. Поэтому в процессе всегда присутствует какая-то часть метанола, даже если свежим растворителем будет только этанол.

Изобретение можно использовать с разными видами котлов, как в периодических, так и в непрерывных процессах. Например, в варочных котлах непрерывного процесса и зоной предварительной обработки или в таких же котлах с отдельным реактором для предварительной обработки. Если изобретение практикуется с периодическими процессами варки, кислоты, образованные в начале варки, можно удалить выведением растворителя из котла после определенного времени (например, 5 10 мин, но в зависимости от материала варки, точного состава органического растворителя и т.п.), образованные кислоты удаляются с растворителем, и вводится по меньшей мере какая-то часть нового растворителя. Поскольку большая часть кислот образуется в течение первых пяти минут, процедуру удаления и замены можно проводить периодически, при желании, хотя это не обязательно. pH в периодической варке можно также поддерживать нейтральным на первоначальных стадиях варки добавлением щелочи к материалу до или одновременно с введением в котел.

Далее изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Для изучения способа была проведена серия лабораторных исследований. В лаборатории органосолв-процесс варки проводился следующим образом.

Стадия 1.

Стружки предварительно обрабатывались в жидкости, состоящей из NaOH, растворенного в воде. Время предварительной обработки составляет около 30 мин и температура 120^oC. Цель этапа предварительной обработки заключается в том, чтобы волокна разбухли таким образом, чтобы усилить последующую экстракцию этанола. Другая причина стадии предварительной обработки - добавление щелочи к стружке для поддержания pH на достаточно высоком уровне во время остальной части варки.

На этапе предварительной обработки количество щелочи составляет между 0,25 и 1,50 моль NaOH/л. Было выявлено, что если количество щелочи ниже 0,25 молей NaOH/л, освобождение от лигнина недостаточное и количество неразволокненной древесины очень высокое. При уровнях щелочи выше 1,00 молей NaOH/л потеря выхода в процессе варки становится слишком большой. Возможно количество нужной щелочи зависит от типа используемой древесины. Для тестуемой скандинавской ели оптимальный уровень щелочи составил между 0,5 и 1,0 молей NaOH/л.

Стадия 2.

Стружки удалялись из жидкости предварительной обработки простым изъятием стружек. Около 30 70 кг NaOH на тонну массы впитывалось в стружки.

Щелочь также потреблялась в реакторе предварительной обработки. Потребление составило 50 300 кг NaOH на тонну массы.

Стадия 3.

После стадий 1 и 2 стружки подавались на этап противоточной экстракции этанолом. Длительность этого этапа с растворителем составила около 120 мин и температура составила 185^oC. Для улучшения освобождения от лигнина к растворителю добавляется антрахинон. Добавленное количество антрахинона составило между 0 и 1,0 мм.

Крепость этанола составила между 25% и 100% Наиболее низкое остаточное содержание лигнина достигалось, когда содержание этанола было между 40 и 70% в жидкой фазе. При тестировании на отбеливаемость и свойства целлюлозы было выявлено, что масса обладает свойствами, близкими к свойствам крафт-целлюлозы в отношении белимости и прочности.

На фиг. 8 показано устройство, в котором можно провести способ примера 1. Устройство включает обычный бункер 201 для стружек, связанным обычным механизмом подачи низкого давления 202 с традиционным выпарным аппаратом 203, который в свою очередь связан желобом 203 с механизмом подачи высокого давления 204. Стружки древесины вначале запариваются и предварительно нагреваются, а затем проходят через первый механизм подачи давления 204 в линии 205 к резервуару предварительной обработки 206, в котором стружка обрабатывается в щелочном растворе. Щелочной раствор вводится в систему в линии 207. Традиционная система разделения жидкость/материал предусмотрена в верхней части реактора с выведением жидкости с повторной циркуляцией через линию 208 к входному отверстию механизма подачи с высоким давлением 204. Щелочь может поступать из одного или нескольких источников: отработанной воды со стадий щелочного отбеливания, например, стадий E или P, NaOH либо свежего, либо каустицированием Na₂CO₃ и/или Na₂CO₃ если нужная щелочность настолько низка, что только часть щелочи должна быть NaOH Из реактора 206 предварительной обработки стружка подается к зоне экстракции 215 во втором реакторе давления 213 в котором давление гораздо выше, чем в резервуаре 206. Стружка проходит через линию 21 к верхней части реактора 213, от механизма подачи высокого давления 209 в нижней части резервуара предварительной обработки 206. В верхней части 213 предусмотрена традиционная система разделения жидкости/материала с выведением жидкости и рециркуляцией через линию 212 ко входному отверстию с высоким давлением механизма подачи 209. Чтобы контролировать температуру рециркулирующей жидкости с целью снизить негативные воздействии на механизм подачи с высоким давлением 209, жидкость пропускается через теплообменник 210.

Второй реактор 213 предпочтительно состоит из двух зон: (1) зоны 215, в которой стружка экстрагируется этанолом/метанолом, и (2) зоны 216, в которой стружка промывается до выгрузки из резервуара.

Фильтрат из последующего этапа промывания или отбеливания используется в качестве промывочной жидкости. Промывочная жидкость вводится в нижнюю часть реактора 213 через линию 218. Масса в нижней части реактора 213 промывается и выгружается в линию 219.

Этанол и/или метанол добавляется в месте выше зоны промывания 216 в линии 217. Этанол вводится с такой концентрацией и в таком количестве, что в зоне экстракции 215 достигаются оптимальные условия экстракции. При необходимости воду можно выделить из циркуляции 220 дистилляцией, с тем, чтобы контролировать концентрацию метанола-этанола в зоне экстракции 215.

Экстракционная жидкость выводится из экстрактора/котла 213 в выводную трубку 214. Выводная жидкость, содержащая используемую щелочь, этанол-метанол и растворенный лигнин, подается на регенерацию.

Упрощенная система регенерации для растворителя и щелочи показана на фиг. 9. Экстракционная жидкость 214 из фиг. 8 обрабатывается следующими стадиями: (a) отделение этанола/метанола (250). Затем растворитель повторно используется в реакторе экстракции 213(b). Выпаривание (252), в котором отделяется вода (c). Сжигание (254) лигнина и полисахаридов.

При сжигании образуется расплав (255), состоящий преимущественно из Na₂CO₃. Этот расплав растворяется в воде и используется как Na₂Co₃, содержащий жидкость, в резервуаре предварительной обработки 206 или каустицируется до NaOH до использования в резервуаре предварительной обработки 206. Если количество Na₂CO₃ не больше, его не следует использовать повторно.

Если полученная масса должна быть свободна от хлора, ее можно отбеливать кислородом, озоном и перекисью. На фиг. 10 показана схема способа, в котором первоначальное отбеливание проводится кислородом и окончательное озоном и перекисью.

В системе фиг. 10 стружки древесины, 300, которые вводятся в процесс, вначале нагреваются подачей пара 301 к древесине в резервуаре предварительной обработки 323. В то время щелочь 302 вводится в древесный материал так, чтобы стружка обрабатывалась с pH 11-12. Щелочь получают из промышленных отбеливающих стоков; которые содержат 40 -120 кг NaOH/т. Если объем стока слишком большой, он выпаривается, чтобы снизить объем. При необходимости дополнительную щелочь можно ввести в виде NaOH или Na₂CO₃.

После предварительной обработки 323 стружка 310 вводится в стадию экстракции 320, в которой вначале можно добавить немного метанола и/или этанола 312, чтобы контролировать соотношение жидкости к древесине, или чтобы повысить содержание метанола, этанола в начале процесса экстракции 320.

После экстракции стружка 311 промывается промышленными отбеливающими стоками 302, 303, 304, которые могут быть кислотными или щелочными в зависимости от того, как проводится отбеливание. Если возможно, кислотные фильтраты 303 и 304 используют в промывке 321 и щелочной фильтрат 302 в обработке стружки 323. Промывочную жидкость 317, содержащую растворитель, можно концентрировать дистилляцией 322 до добавления метанола и/или этанола 312 к стадии экстракции 320.

Масса 315 на стадии промывания вводится в установку отбеливания 330, в которой масса отбеливается в последовательности OZP.

После стадии экстракции 320 отработанная жидкость 306 восстанавливается, выпаривается и сжигается. Если количество щелочи небольшое, Na₂CO₃, образованный в процессе регенерации удаляется из установки и вводится свежий NaOH. Некоторую часть Na₂CO₃ можно использовать на стадии предварительной обработки. Если количество щелочи в стоке высокое, лучше каустицировать образованный Na₂CO₃ до NaOH и таким образом получать свежий NaOH для отбеливания и предварительной обработки.

Пример.

В одном успешном эксперименте древесина предварительно обрабатывалась смесью из 75% Na₂CO₃ и 25% NaOH в количестве, которое соответствовало 200 кг Na/adt, выраженном в виде NaOH. Это означало, что использовалось около 50 кг/adt NaOH и остальную часть составлял Na₂CO₃.

Количество NaOH, необходимое в последовательности отбеливания OZЕP, составляет также около 50 кг/adt. Таким образом, всю щелочь, необходимую в предварительной обработке стружки в виде NaOH, получают из промышленных стоков отбеливания. Остальную щелочь можно использовать в виде Na₂CO₃, которая представляет собой форму Na при сгорании остаточной жидкости в регенерационном котле.

Таким образом, установка не требует каустицирующих средств, а использует Na₂CO₃ от сгорания отработанной жидкости и из стоков отбеливающих предприятий.

Фильтраты с отбеливающих заводов можно использовать для растворения Na₂CO₃ из регенерационного котла, снижая таким образом, объем потока воды.

Хотя изобретение было описано с тем, что можно считать наиболее практическим и предпочтительным вариантом, оно не ограничивается до раскрытого варианта, а наоборот, охватывает различные модификации и эквивалентные конструкции.

Формула изобретения

1. Способ получения целлюлозной массы из измельченного целлюлозного волокнистого материала путем варки с органическим растворителем, предварительной обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала, последующей обработки его в присутствии варочных средств, включающих органический растворитель и щелочное вещество, при этом рН материала поддерживают по меньшей мере нейтральным, и экстракции лигнина растворителем и удалением отработанного растворителя, причем обработанный целлюлозный волокнистый материал промывают для удаления и экстрагирования растворенного лигнина и посторонних примесей из него, отличающийся тем, что измельченный целлюлозный волокнистый материал предварительно обрабатывают щелочным веществом для набухания волокнистого материала и улучшения проникновения растворителя и повышения рН с тем, чтобы поддерживать рН материала во время варки с растворителем в заданном диапазоне.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку растворителем и промывание проводят противотоком.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку растворителем и промывание проводят фактически непрерывно.

4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что обработку растворителем и промывание проводят с использованием реактора обработки, в котором целлюлозный волокнистый материал подают в одном направлении в реактор обработки и выводят из него в том же направлении, а нужное количество щелочного вещества добавляют к материалу до введения в реактор обработки, и поток жидкости, содержащей органический растворитель, подают в реактор обработки в другом направлении, противоположном первому, чтобы растворить лигнин целлюлозного волокнистого материала, и кислоты, образованные во время варки, удаляют с противоточным потоком отработанного органического растворителя из реактора обработки.

5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что отработанный органический растворитель подвергают обработке для удаления органического растворителя из растворенного в нем материала.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что отделенный органический растворитель из стадии отделения вводят для использования в качестве органического растворителя.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что отделенный материал, удаленный из органического растворителя на стадии отделения, сжигают для получения расплава, содержащего Na₂CO₃, и расплав растворяют в воде для получения жидкости, которую используют в качестве щелочи без каустицирования или после него и добавляют к целлюлозному волокнистому материалу в предварительной обработке.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что некоторая часть химических соединений, удаленных во время промывания, включает органический растворитель, который отделяют от промывочной жидкости и вводят в стадию обработки растворителем.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что органический растворитель отделяют от промывочной жидкости дистилляцией.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измельченный целлюлозный волокнистый материал пропаривают до или во время стадии предварительной обработки.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии предварительной обработки или в начале обработки растворителем в целлюлозный волокнистый материал вводят катализатор для усиления растворения лигнина.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что катализатор выбирают из группы, состоящей преимущественно из солей щелочно-земельных металлов, антрахинона и органических оснований.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что варку проводят в котле периодического процесса с удалением отработанного растворителя, содержащего образованные кислоты, из котла вскоре после образования большинства кислот в начале варки.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что органический растворитель в жидкости, содержащей органический растворитель, выбирают из группы, состоящей преимущественно из метанола, этанола и смесей метанола и этанола.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что количество метанола, этанола и смесей метанола и этанола составляет значительно больше 50% от общего количества жидкости, содержащей растворитель.

16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии предварительной обработки в качестве щелочи используют NaOH.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что на стадии предварительной обработки в качестве щелочи используют также Na₂CO₃.

18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что целлюлозный волокнистый материал промывают водой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10

PD4A - Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 4-2001

(73) Новое наименование патентообладателя:
Андритц - Альстрем Ой, FI (RU)

Извещение опубликовано: 10.02.2001