Добавка для улучшения удаления экстрактивных веществ при варке древесины в производстве целлюлозной массы, способ ее получения и применение

Добавка, способ ее получения и применение предназначены для варки древесины и могут быть использованы в целлюлозно-бумажной промышленности. Добавка включает смесь жирных кислот и смоляных кислот и/или их солей в соотношении, эффективном для удаления экстрактивных веществ при производстве целлюлозной массы. Способ получения добавки для варки древесины, в котором жирные кислоты и смоляные кислоты представлены в виде смеси в соотношении, эффективном для удаления экстрактивных веществ при производстве целлюлозной массы. При необходимости, соли указанных кислот получают взаимодействием указанной смеси жирных и смоляных кислот, содержащей требуемое соотношение жирных кислот и смоляных кислот, с водой и гидроксидом натрия. Добавку для варки древесины изобретения используют при варке твердой древесины, предпочтительно, древесины березы. Техническим результатом является улучшение качества добавки для лучшего удаления экстрактивных веществ в процессе варки древесины. 3 н. и 17 з.п. ф-лы.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к новой добавке для варки древесины, которая может быть использована при варке древесины для улучшения удаления экстрактивных веществ при производстве целлюлозной массы. Настоящее изобретение также относится к способу получения новой добавки для варки древесины.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При производстве целлюлозной массы, особенно в Скандинавии, в качестве сырья используют как мягкую, так и твердую древесину. Наиболее важными породами деревьев, используемыми при производстве целлюлозной массы, являются сосна, ель и береза. В процессе превращения в волокнистую массу древесину измельчают, а затем варят в присутствии щелочного раствора, такого как сульфид натрия и гидроксид натрия, при температуре около 150-170°С. Во время варки клейкое вещество древесины, лигнин, растворяется в водном растворе, при этом остается волокнистый материал, который выделяется для применения в качестве сырья для бумаги.

При варке мягкой древесины лигнин и другие экстрактивные вещества древесины высвобождаются относительно легко. При варке твердой древесины экстрактивные вещества выделяются не так легко, как из мягкой древесины, из-за различной химической структуры мягкой и твердой древесины и, таким образом, часть экстракта остается в волокнах. Экстрактивные вещества, оставшиеся в волокнах, создают проблемы при производстве бумаги.

В процессе варки натриевые соли карбоновых кислот, жирные кислоты и смоляные кислоты вымывают экстрактивные вещества из целлюлозы. Мягкая древесина содержит как жирные кислоты, так и смоляные кислоты, и экстрактивные вещества легко удаляются при варке. Однако твердая древесина, такая как береза, содержит только жирные кислоты и совсем не содержит смоляных кислот. Жирные кислоты, содержащиеся в древесине березы, не способны вымывать из нее экстрактивные вещества при производстве целлюлозной массы. В древесине жирные кислоты присутствуют, главным образом, в этерифицированной форме, тогда как смоляные кислоты присутствуют в виде свободных кислот. В процессе варки эфиры жирных кислот разлагаются. Свободные жирные кислоты образуют натриевые соли, которые растворимы в воде и действуют как детергенты. Однако в случае березы экстрактивные вещества не вымываются таким способом.

Проблем с варкой древесины березы можно избежать, если использовать сырое талловое масло, получаемое при варке мягкой древесины. Жирные кислоты и смоляные кислоты сырого таллового масла улучшают удаление экстрактивных веществ из древесины березы, поскольку выступают в роли поверхностно-активных агентов.

В литературе из области настоящего изобретения содержатся сведения о том, что при варке древесины березы для снижения количества экстрактивных веществ в целлюлозной массе принято добавлять сырое талловое масло или щелок натронной варки. Об этом упоминается, например, в руководстве ассоциации Finnish Paper Engineer' Association под названием Puumassan valmistus II osa 2, стр.1341 (Производство целлюлозной массы II, часть 2). Добавка сырого таллового масла или щелока натронной варки улучшает как отделение мыла, так и качество целлюлозной массы при варке древесины березы.

Однако способы, известные из уровня техники, недостаточно эффективны в плане удаления экстрактивных веществ и, таким образом, некоторое количество экстрактивных веществ по-прежнему остается в целлюлозной массе после варки. Кроме того, отдельные агенты, используемые в известных способах, являются очень дорогостоящими, и их применение увеличивает расходы. С другой стороны, некоторые агенты трудно удаляются после использования, что делает их применение менее целесообразным. Таким образом, существует необходимость более эффективного удаления экстрактивных веществ из твердой древесины, которое было бы технически осуществимым и рентабельным.

Теперь установлено, что некоторые добавки для варки древесины обеспечивают эффективное удаление экстрактивных веществ в процессе варки. Эффективное удаление экстрактивных веществ дает возможность получить чистую целлюлозную массу, которая не вызовет проблем при производстве бумаги.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание добавки для варки древесины, которая бы улучшала удаление экстрактивных веществ в процессе варки древесины. Авторы изобретения установили, что использование при варке древесины добавки с контролируемым распределением жирных и смоляных кислот позволяет получать целлюлозную массу хорошего качества, если жирные кислоты и смоляные кислоты и/или их соли выбраны на основании их действия при удалении экстрактивных веществ.

Установлено, что жирные и смоляные кислоты и/или их соли в соотношении, которое является эффективным для удаления экстрактивных веществ, в качестве добавки для варки древесины эффективны при удалении экстрактивных веществ также в случаях, когда древесину трудно варить с обычными добавками, например, с сырым талловым маслом. Кроме того, добавка для варки древесины настоящего изобретения является природным и недорогим продуктом, легко удаляемым после использования.

Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, солями указанной добавки для варки древесины являются мыла указанных кислот, и данная смесь жирных и смоляных кислот содержит менее примерно 15%, предпочтительно, менее примерно 10%, более предпочтительно, менее примерно 5% неомыляемых веществ. При омылении такой смеси получается добавка для варки древесины, имеющая столь же низкое содержание неомыляемых веществ. Низкое содержание неомыляемых веществ является важным, поскольку они вредны при производстве целлюлозной массы, так как сами могут действовать как экстрактивные вещества. Добавка для варки древесины настоящего изобретения содержит меньшее количество неомыляемого остатка, чем, например, сырое талловое масло, используемое в известных методах. Таким образом, добавка для варки древесины не приводит к увеличению количества вредных веществ, но обеспечивает получение из древесины более чистой целлюлозной массы.

Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, указанная смесь жирных и смоляных кислот содержит примерно от 20 до 98%, предпочтительно, примерно от 35 до 80%, более предпочтительно, примерно от 50 до 70% смоляных кислот и примерно от 70 до 2%, предпочтительно, примерно от 55 до 15%, более предпочтительно, примерно от 45 до 25% жирных кислот. Мыльная композиция, которая может быть получена из указанной смеси жирных и смоляных кислот путем омыления, будет иметь тот же самый процентный состав смоляных кислот и жирных кислот, что и исходная смесь.

Добавка для варки древесины настоящего изобретения также может быть приготовлена смешением солей жирных кислот и солей смоляных кислот с получением требуемого состава.

Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, смоляные кислоты или, по меньшей мере, основная часть смоляных кислот, входящих в состав добавки для варки древесины, включает смоляные кислоты таллового масла, предпочтительно, абиетиновую кислоту, дегидроабиетиновую кислоту и/или палюстровую кислоту. Кроме того, предпочтительными смоляными кислотами настоящего изобретения являются пимаровая кислота и 8,15-пимаровая кислота. Также можно использовать смоляные кислоты, полученные, например, из ангидрида абиетиновой кислоты (живичной канифоли).

Согласно другому предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, жирные кислоты, входящие в состав добавки для варки древесины, включают жирные кислоты растительного и/или животного происхождения, например, твердый животный жир.

Согласно еще одному предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, жирные кислоты, входящие в состав добавки для варки древесины, включают ненасыщенные жирные кислоты. Согласно наиболее предпочтительному осуществлению изобретения, указанные жирные кислоты включают олеиновую кислоту, линолевую кислоту и/или пиноленовую кислоту.

Жирные кислоты настоящего изобретения могут быть линейными или разветвленными. Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, жирные кислоты представляют собой разветвленные жирные кислоты. Наиболее предпочтительными жирными кислотами являются ненасыщенные разветвленные жирные кислоты. Также в настоящем изобретении могут быть использованы жирные кислоты, содержащие сопряженные двойные связи, синтетические жирные кислоты и/или циклические жирные кислоты.

Согласно еще одному предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, указанные жирные кислоты представляют собой мономерный компонент, полученный при димеризации жирных кислот. Согласно наиболее предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, количества жирных кислот в указанном мономерном компоненте следующие: разветвленные олеиновые кислоты - от 13 до 20%, разветвленные стеариновые кислоты - от 7 до 20%, олеиновая кислота - от 15 до 25%, другие жирные кислоты - от 28 до 58%, остальное - неомыляемый остаток. Более предпочтительно, чтобы количества жирных кислот в указанном мономерном компоненте были следующими: разветвленные олеиновые кислоты - примерно от 14 до 16%, разветвленная стеариновая кислота - примерно от 13 до 15%, олеиновая кислота - примерно от 19 до 21%, другие жирные кислоты - примерно от 42 до 44%.

Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, указанные жирные кислоты и указанные смоляные кислоты получены из таллового масла. Можно также использовать фракции перегнанного таллового масла, которые содержат предпочтительные жирные и смоляные кислоты. Такими наиболее предпочтительными жирными кислотами являются 5,11,14-C20:3 и 11,14-C20:2, также полученные из фракции перегнанного таллового масла.

Согласно другому предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, вышеупомянутые соли жирных и смоляных кислот, входящие в состав добавки для варки древесины, получены из перегнанного таллового масла и/или смолы таллового масла, и/или жирных кислот таллового масла.

Согласно способу получения добавки для варки древесины настоящего изобретения, жирные и смоляные кислоты получают в виде смеси в соотношении, которое является эффективным для удаления экстрактивных веществ при производстве целлюлозной массы. При необходимости соли указанных кислот получают взаимодействием указанной смеси жирных и смоляных кислот, содержащей требуемое соотношение жирной кислоты и смоляной кислоты, с водой и гидроксидом натрия. Реакцию предпочтительно проводить в реакторе под давлением при температуре выше 100°С. Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения, указанную реакцию проводят в реакторе непрерывного действия.

Добавку для варки древесины настоящего изобретения используют при производстве целлюлозной массы, предпочтительно, при варке твердой древесины. Добавка для варки древесины настоящего изобретения наиболее эффективна при варке березы.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что содержание экстрактивных веществ может быть снижено при замене сырого таллового масла, использовавшегося ранее при варке, на более эффективную добавку для варки древесины. Добавка для варки древесины настоящего изобретения содержит такое соотношение жирных и смоляных кислот, при котором экстрактивные вещества легче растворяются в процессе варки, и, таким образом, данная добавка более эффективна для вымывания экстрактивных веществ, чем сырое талловое масло.

«Добавка для варки древесины» настоящего изобретения представляет собой композицию, состоящую из жирных кислот, смоляных кислот и/или их солей, а также небольшого количества неомыляемых веществ, и ее используют при получении целлюлозной массы для улучшения удаления экстрактивных веществ из древесины.

«Экстрактивные вещества» представляют собой целый ряд разнообразных веществ, которые выделяются из древесины экстракцией. Экстрактивные вещества растворимы в нейтральных органических растворителях или в воде.

«Смесь жирных и смоляных кислот» настоящего изобретения представляет собой смесь жирных кислот, смоляных кислот и/или их солей, а также неомыляемых веществ, которую используют в качестве добавки при варке древесины и которая, при необходимости, может быть омылена реакцией с водой и щелочью (например, гидроксидом натрия) с образованием солей указанных кислот.

«Талловое масло» в данном описании и формуле изобретения означает побочный продукт, полученный из древесины при производстве крафт-целлюлозы. «Сырое талловое масло» получают подкислением мыла таллового масла, выделенного из щелока натронной варки, и оно содержит жирные кислоты, смоляные кислоты и нейтральные, то есть неомыляемые, вещества.

«Неомыляемые вещества» представляют собой вещества, присутствующие в талловом масле, которые включают высшие жирные кислоты, эфиры, растительные стерины и некоторые углеводороды. Неомыляемые вещества являются неактивными соединениями, которые могут сами выступать как вредные экстрактивные вещества при производстве бумаги.

«Смоляные кислоты» - это монокарбоновые дитерпеновые кислоты, основную часть которых составляет абиетиновая кислота. «Смоляные кислоты таллового масла» получают фракционной перегонкой сырого таллового масла.

Дистиллированное талловое масло получают в результате перегонки и сбора отдельных фракций. Продуктами перегонки таллового масла являются чистые жирные кислоты таллового масла, чистая канифоль и так называемое дистиллированное талловое масло. Все продукты перегонки имеют очень низкое содержание неомыляемых веществ.

«Жирные кислоты таллового масла» означают жирные кислоты, полученные при перегонке сырого таллового масла. Жирные кислоты таллового масла настоящего изобретения в большинстве своем содержат цепь длиной C1424.

Жирные кислоты обозначаются в соответствии с длиной их углеродной цепочки и количеством двойных связей по стандартной номенклатуре, где, например, С18:0 указывает на цепочку из 18 атомов углерода и отсутствие двойных связей, тогда как С20:4 означает цепочку из 20 атомов углерода и 4 двойные связи. Положение всех двойных связей указывается номерами, например, как 9,12-18:1, где 9 и 12 указывают на положения двух двойных связей.

«Ненасыщенные жирные кислоты» - это жирные кислоты, содержащие в углеродном скелете двойные связи. «Разветвленные жирные кислоты» означают жирные кислоты, имеющие разветвленный углеродный скелет. Мономерный компонент жирных кислот получают в процессе димеризации жирных кислот.

«Жирные кислоты растительного происхождения» представляют собой жирные кислоты, полученные из растений. «Жирные кислоты животного происхождения» означают жирные кислоты, полученные из животных, и представляют собой, например, твердый жир.

Эффективное удаление экстрактивных веществ из твердой древесины является достаточно трудно выполнимым процессом, особенно в случае древесины березы. Авторы настоящего изобретения установили, что можно получить эффективную добавку для варки древесины, состоящую из жирных кислот и смоляных кислот, такую, что, когда жирные кислоты и смоляные кислоты в добавке для варки древесины выбраны контролируемым образом, получают смесь с улучшенной способностью удалять экстрактивные вещества в процессе варки. Различные жирные и смоляные кислоты обладают различной способностью удалять экстрактивные вещества.

Важным свойством добавки для варки древесины настоящего изобретения является ее растворимость в варочном растворе. Жирные и смоляные кислоты в мыле имеют гидрофобный скелет, содержащий гидрофильные карбоксильные группы, что позволяет эффективно растворять экстрактивные вещества при варке. Натриевые соли насыщенных жирных кислот нерастворимы в воде в такой степени, как соли ненасыщенных жирных кислот. Натриевые соли смоляных кислот в воде растворяются лучше, чем соответствующие натриевые соли жирных кислот. Таким образом, правильное сочетание жирных и смоляных кислот является важным фактором эффективности добавки для варки древесины настоящего изобретения.

Согласно настоящему изобретению, добавка для варки древесины разработана таким образом, что можно регулировать соотношение жирных кислот и смоляных кислот для того, чтобы обеспечить максимальное удаление экстрактивных веществ при производстве целлюлозной массы также и из сырья, которое трудно поддается варке.

Добавка для варки древесины позволяет получить более эффективные результаты при производстве целлюлозной массы, чем, например, сырое талловое масло, которое использовалось ранее, поскольку распределение жирных и смоляных кислот в сыром талловом масле невозможно контролировать. Добавка для варки древесины настоящего изобретения имеет контролируемое соотношение жирных и смоляных кислот, а также низкую концентрацию неомыляемых веществ, что делает ее более эффективной, чем, например, сырое талловое масло.

При необходимости смесь жирных кислот, смоляных кислот и неомыляемого остатка используют в качестве исходного материала для реакции омыления водой и щелочью (гидроксидом натрия), в результате которой образуются соли жирных и смоляных кислот.

Жирные кислоты и смоляные кислоты настоящего изобретения получают из различных источников. Добавка для варки древесины настоящего изобретения также может быть получена добавлением дистиллированного таллового масла с высоким содержанием смоляной кислоты в смесь жирных и смоляных кислот, которую затем, при необходимости, используют для получения солей жирных кислот и смоляных кислот. Предпочтительными смоляными кислотами таллового масла согласно настоящему изобретению являются абиетиновая кислота, дегидроабиетиновая кислота или палюстровая кислота.

Кроме того, в добавке для варки древесины настоящего изобретения можно использовать жирные кислоты твердого жира или ангидрид абиетиновой кислоты (живичную канифоль). Также в добавке для варки древесины настоящего изобретения можно использовать жирные кислоты, полученные из растений. В качестве жирных кислот в настоящем изобретении также могут быть использованы жирные кислоты с сопряженными двойными связями, циклические жирные кислоты и т.д.

Основными продуктами перегонки сырого таллового масла являются: чистая жирная кислота таллового масла, чистая канифоль и так называемое дистиллированное талловое масло. Все продукты перегонки имеют очень низкое содержание неомыляемых веществ. Таким образом, данные продукты перегонки являются очень хорошим сырьем для приготовления смеси жирных и смоляных кислот, которую используют в добавке для варки древесины настоящего изобретения для снижения содержания экстрактивных веществ в целлюлозной массе.

Дистиллированное талловое масло получают при перегонке таллового масла и отборе фракций. Фракции содержат жирные и смоляные кислоты, температуры кипения которых настолько близки, что они не делятся при перегонке. Эту фракцию обычно называют «дистиллированное талловое масло». Эти фракции могут быть использованы как таковые в настоящем изобретении. Предпочтительная фракция перегнанного таллового масла содержит жирные кислоты 5,11,14-С20:3 и 11,14-С20:2. Они представляют собой ненасыщенные жирные кислоты и, следовательно, натриевые соли указанных кислот легко растворяются в воде, действуя при этом как поверхностно-активные вещества. Таким образом, добавка для варки древесины настоящего изобретения, содержащая такие жирные кислоты, является эффективной для удаления экстрактивных веществ.

Согласно настоящему изобретению, ненасыщенные жирные кислоты более предпочтительны, поскольку их натриевые соли лучше растворимы в воде, чем натриевые соли насыщенных жирных кислот. Олеиновая кислота, линолевая кислота или пиноленовая кислота являются ненасыщенными жирными кислотами, предпочтительно использующимися в настоящем изобретении.

Разветвленные жирные кислоты эффективно удаляют экстрактивные вещества и, следовательно, они предпочтительны для добавки для варки древесины настоящего изобретения. Предпочтительными жирными кислотами, использованными согласно настоящему изобретению, являются разветвленные олеиновые кислоты, разветвленные стеариновые кислоты и олеиновая кислота.

Мономерный компонент, содержащий конкретные жирные кислоты, получают в процессе производства димеров жирных кислот. Мономерный компонент обычно содержит разветвленные олеиновые кислоты, разветвленные стеариновые кислоты и олеиновую кислоту и другие жирные кислоты, а также неомыляемые вещества. Поскольку разветвленные жирные кислоты предпочтительны в качестве добавки для варки древесины настоящего изобретения, желательно использовать мономерный компонент, содержащий композицию из таких жирных кислот.

Соли кислот, входящих в состав добавки для варки древесины настоящего изобретения, могут быть получены обычной реакцией омыления. Для этого может использоваться стандартное оборудование. Реакцию проводят при повышенном или атмосферном давлении. Однако предпочтительней использовать реактор высокого давления, в котором можно проводить реакции при высоких температурах. Предпочтительной является температура выше 100°С. Высокая температура предпочтительна, поскольку при этом уменьшается время реакции.

При проведении реакции при атмосферном давлении используют более низкую температуру и большее время реакции.

Реакцию омыления предпочтительно проводить в реакторе непрерывного действия. Он дает возможность непрерывного и экономичного способа проведения реакции.

Добавку для варки древесины настоящего изобретения используют в виде натриевой соли в водном растворе, поскольку варку осуществляют в щелочной среде. Однако композиция может содержать свободную щелочь либо может быть кислой.

Добавка для варки древесины настоящего изобретения особенно полезна при производстве целлюлозной массы. Добавка для варки древесины настоящего изобретения имеет соотношение жирных кислот и смоляных кислот или их солей, которое является эффективным для удаления экстрактивных веществ из твердой древесины при ее варке. Добавку для варки древесины предпочтительно использовать при варке березы. Древесина березы плохо поддается варке, поскольку вообще не содержит смоляных кислот, а жирных кислот содержит больше, чем мягкая древесина. Добавка для варки древесины настоящего изобретения увеличивает содержание смоляных кислот в процессе варки, которые способствуют удалению экстрактивных веществ из древесины березы.

Содержание сухого вещества в добавке для варки древесины настоящего изобретения предпочтительно составляет примерно от 20 мас.% до 70 мас.%. Если содержание сухого вещества в продукте низкое, объемы композиции возрастают и это влечет дополнительные расходы. Если содержание сухого вещества высокое, вязкость продукта увеличивается настолько, что затрудняется его перекачивание.

Процентное содержание компонентов в настоящем описании изобретения и в формуле изобретения вычислено на основании общей массы смеси жирных и смоляных кислот.

Изобретение дополнительно проиллюстрировано следующими примерами, которые не ограничивают рамки изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример 1

Добавку для варки древесины согласно настоящему изобретению готовили перемешиванием 84,8 г смолы таллового масла и 35,2 г дистиллированного таллового масла, содержащего 30% смоляной кислоты, до растворения. Содержание смоляной кислоты в полученной смеси смоляных и жирных кислот составляло 72%, жирной кислоты - 23% и неомыляемых веществ 5%.

Отвешивали 64,3 г смеси жирных и смоляных кислот, полученной выше, 127,2 г воды и 8,5 г твердого гидроксида натрия, помещали в реактор высокого давления и перемешивали при температуре 120°С в течение 30 минут. Затем полученную добавку для варки древесины охлаждали до комнатной температуры (примерно до 20°С).

Содержание сухого вещества в добавке для варки древесины анализировали с помощью радиационной сушилки, 160°С, 15 минут. Содержание свободной щелочи определяли титрованием HCl, а вязкость анализировали на вискозиметре Брукфилда.

Проанализированная добавка для варки древесины имела следующие свойства:

Содержание сухого вещества 34,1%
Содержание свободной щелочи 0,12%
Вязкость при 50°С 67 мПз
Вязкость при 90°С 21 мПз

Добавка для варки древесины легко закачивалась насосом и использовалась при варке целлюлозной массы из древесины березы. Экстрактивные вещества эффективно удалялись из целлюлозной массы.

Пример 2

Добавку для варки древесины согласно настоящему изобретению готовили перемешиванием 99,0 г воды, 5,8 г гидроксида натрия и 50,0 г дистиллированного таллового масла, содержащего 35% смоляной кислоты, в колбе при температуре 95°С в течение 2 часов. Содержание смоляной кислоты в полученной смеси смоляных и жирных кислот составляло 36%, содержание жирной кислоты 60% и содержание неомыляемых веществ 5%. Затем полученную добавку для варки древесины охлаждали до комнатной температуры.

Добавку для варки древесины анализировали аналогично Примеру 1, при этом она имела следующие свойства:

Коэффициент кислотности 4,9 мг КОН/г
Содержание сухого вещества 32,7%
Вязкость при 50°С 214 мПз
Вязкость при 90°С 84 мПз

Добавка для варки древесины легко закачивалась насосом и использовалась при варке целлюлозной массы из древесины березы. Экстрактивные вещества эффективно удалялись из целлюлозной массы.

Пример 3

Смесь 1200 г дистиллированного таллового масла с содержанием смоляной кислоты 30% и 300 г мономера, содержащего разветвленные жирные кислоты, который получали из синтеза димеров жирных кислот, перемешивали до полного растворения. Содержание смоляной кислоты в полученной смеси смоляных и жирных кислот составляло 28%, содержание жирной кислоты 67% и содержание неомыляемых веществ 5%.

1292 г полученной выше смеси смоляных и жирных кислот отвешивали в реакционную колбу и нагревали до 90°С. Готовили раствор NaOH растворением 150 г твердой NaOH в 2558 г воды, и полученный раствор медленно добавляли в смесь смоляных и жирных кислот. В процессе прибавления поддерживали температуру смеси 90°С. Полученную добавку для варки древесины охлаждали до комнатной температуры.

Продукт анализировали аналогично Примеру 1 и получали следующие результаты:

Коэффициент кислотности 4,7 мг КОН/г
Содержание сухого вещества 35,3%
Вязкость при 50°С 813 мПз
Вязкость при 90°С 257 мПз

Вязкость добавки для варки древесины при температуре 50°С была недостаточной для перекачивания ее насосом. Коэффициент кислотности также оказался недостаточным для того, чтобы расходовать щелочной раствор, используемый при варке. Экстрактивные вещества эффективно удалялись из целлюлозной массы при варке древесины березы.

Пример 4

Добавку для варки древесины согласно настоящему изобретению получали из 127,2 г воды, 8,7 г гидроксида натрия и 64,3 г смолы таллового масла, содержащей 92,3% смоляной кислоты, 4,8% жирных кислот и 2,9% неомыляемых веществ в реакторе высокого давления. Температуру в реакторе поднимали до 120°С, после чего массу перемешивали в течение 30 минут. Затем реактор охлаждали до комнатной температуры.

Смоляную добавку для варки древесины анализировали аналогично Примеру 1 и получали следующие результаты:

Содержание сухого вещества35,1%Инфракрасная сушилка, 160°С, 15 минут
Содержание свободной щелочи0,068%Титрование HCl
Вязкость при 50°С762 мПзБрукфилд
Вязкость при 90°С75 мПзБрукфилд

Здесь содержание смоляной кислоты, которое составило 92,3%, привело к вязкости продукта, оказавшейся недостаточной для перекачивания его с помощью насоса в широком интервале температур.

Пример 5

Композицию согласно настоящему изобретению получали смешением 81,4 г смолы таллового масла и 48,6 г жирной кислоты твердого жира, основными компонентами которого были олеиновая кислота, пальмитиновая кислота и стеариновая кислота. Содержание смоляной кислоты в полученной смеси составляло 72,1%, содержание жирной кислоты 23,3% и содержание неомыляемых веществ 4,6%.

В реактор высокого давления помещали 127,2 г воды, 8,8 г гидроксида натрия и 64,3 г приготовленной выше композиции. Температуру в реакторе поднимали до 120°С, после чего смесь перемешивали в течение 30 минут. Затем реактор охлаждали до комнатной температуры.

Смоляную добавку для варки древесины анализировали и получали следующие результаты:

Содержание сухого вещества34,5%Радиационная сушилка, 160°С, 15 минут
Содержание свободной щелочи0,134%Титрование HCl
Вязкость при 50°С55 мПзБрукфилд
Вязкость при 90°С21 мПзБрукфилд

Композиция хорошо удаляла экстрактивные вещества при варке партии, содержащей древесину березы.

Пример 6

Композицию согласно настоящему изобретению получали смешением 81,4 г смолы таллового масла и 18,6 г жирной кислоты кокосового масла, основными компонентами которого были лауриновая кислота, миристиновая кислота и пальмитиновая кислота. Содержание смоляной кислоты в полученной смеси составляло 71,0%, содержание жирной кислоты 24,3% и содержание неомыляемых веществ 4,7%.

В реактор высокого давления помещали 123,5 г воды, 9,3 г гидроксида натрия и 64,3 г приготовленной выше композиции. Температуру в реакторе поднимали до 120°С, после чего смесь перемешивали в течение 30 минут. Затем реактор охлаждали до комнатной температуры.

Смоляную добавку для варки древесины анализировали и получали следующие результаты:

Содержание сухого вещества34,7%Радиационная сушилка, 160°С, 15 минут
Содержание свободной щелочи0,16%Титрование HCl
Вязкость при 50°С49,6 мПзБрукфилд
Вязкость при 90°С17 мПзБрукфилд

Композиция хорошо работала при варке твердой древесины.

Настоящее изобретение подробно проиллюстрировано приведенными выше примерами. Специалисту в данной области очевидно, что изобретение может быть использовано другими способами и для других применений.

1. Добавка для варки древесины, характеризующаяся тем, что содержит смесь жирных кислот и смоляных кислот и/или их натриевых солей в соотношении, эффективном для удаления экстрактивных веществ при производстве целлюлозной массы, причем указанная смесь жирных и смоляных кислот содержит примерно от 2 до 70% жирных кислот, примерно от 20 до 98% смоляных кислот и менее примерно 15% неомыляемых веществ.

2. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные соли являются мылами указанных кислот, а указанная смесь жирных и смоляных кислот содержит предпочтительно менее примерно 10%, более предпочтительно менее примерно 5% неомыляемых веществ.

3. Добавка для варки древесины по п.1, в которой смесь жирных и смоляных кислот содержит примерно от 15 до 55%, более предпочтительно примерно от 25 до 45% жирных кислот и примерно от 35 до 80%, более предпочтительно примерно от 50 до 70% смоляных кислот.

4. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные смоляные кислоты представляют собой смоляные кислоты таллового масла, предпочтительно абиетиновую кислоту, дегидроабиетиновую кислоту и/или палюстровую кислоту.

5. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные смоляные кислоты представляют собой пимаровую кислоту и/или 8,15-пимаровую кислоту.

6. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные жирные кислоты представляют собой жирные кислоты растительного происхождения и/или жирные кислоты животного происхождения, например твердый жир.

7. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные жирные кислоты представляют собой ненасыщенные жирные кислоты.

8. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные жирные кислоты представляют собой олеиновую кислоту, линолевую кислоту и/или пиноленовую кислоту.

9. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные жирные кислоты представляют собой разветвленные жирные кислоты, жирные кислоты, содержащие сопряженные двойные связи, синтетические жирные кислоты и/или циклические жирные кислоты.

10. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные жирные кислоты представляют собой мономерный компонент, полученный в процессе димеризации жирных кислот.

11. Добавка для варки древесины по п.10, в которой мономерный компонент содержит от 13 до 20% разветвленных олеиновых кислот, от 7 до 20% разветвленных стеариновых кислот, от 15 до 25% олеиновой кислоты, от 28 до 58% других жирных кислот, а остальное представляет собой неомыляемые вещества.

12. Добавка для варки древесины по п.11, в которой мономерный компонент имеет следующее соотношение жирных кислот: разветвленных олеиновых кислот - примерно от 14 до 16%, разветвленной стеариновой кислоты - примерно от 13 до 15%, олеиновой кислоты - примерно от 19 до 21%, других жирных кислот - примерно от 42 до 44%.

13. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные жирные и смоляные кислоты получены из таллового масла.

14. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные жирные и смоляные кислоты представляют собой фракции дистиллированного таллового масла.

15. Добавка для варки древесины по п.14, в которой указанные жирные кислоты представляют собой кислоту 5,11,14-С20:3 и кислоту 11,14-С20:2.

16. Добавка для варки древесины по п.1, в которой указанные жирные и смоляные кислоты получены из дистиллированного таллового масла, и/или смолы таллового масла, и/или жирных кислот таллового масла.

17. Способ получения добавки для варки древесины по п.1, характеризующийся тем, что жирные кислоты и смоляные кислоты получают в виде смеси, содержащей примерно от 2 до 70% жирных кислот, примерно от 20 до 98% смоляных кислот и менее примерно 15% неомыляемых веществ, которая является эффективной для удаления экстрактивных веществ при производстве целлюлозной массы, и, при необходимости, соли указанных кислот получают взаимодействием указанной смеси жирных и смоляных кислот, содержащей требуемое соотношение жирных кислот и смоляных кислот, с водой и гидроксидом натрия.

18. Способ по п.17, в котором указанное взаимодействие проводят в реакторе под давлением при температуре выше 100°С.

19. Способ по п.17, в котором указанное взаимодействие проводят в реакторе непрерывного действия.

20. Применение добавки для варки древесины, охарактеризованной в п.1, для удаления экстрактивных веществ при варке твердой древесины, предпочтительно древесины березы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве целлюлозы сульфатным или натронным способом.
Изобретение относится к области химической переработки древесины, а именно древесины лиственницы, и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности для получения целлюлозных полуфабрикатов.
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и предназначено для получения высокооблагороженной целлюлозы, используемой для производства химических волокон и пленок.

Изобретение относится к способу непрерывного перемещения жидкостей при вываривании пульпы в автоклаве. .

Изобретение относится к технологии изготовления целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. .

Изобретение относится к технике для производства целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. .

Изобретение относится к области процессов химической варки и, в частности, к способу варки целлюлозы (например, для изготовления бумажных изделий), при котором волокнистый материал варят при повышенных температуре и давлении в присутствии химических реагентов, а затем подвергают обработке в варочном котле для отделения волокон от связующих веществ, присутствующих в материале, и для осветления целлюлозной пульпы.

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажного производства, может быть использовано при получении волокнистых полуфабрикатов из сельскохозяйственных отходов переработки крупяных и злаковых культур (солома, плодовые оболочки).

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажного производства, может быть использовано при получении волокнистых полуфабрикатов из однолетних растений, в частности из соломы риса.
Изобретение относится к целлюлозной промышленности, а именно к производству целлюлозы из растительного целлюлозосодержащего материала, и может быть использовано для производства целлюлозы из льняного сырья, предназначенной для химпереработки, производства ваты в бумажной промышленности, строительстве и т.д.
Изобретение относится к целлюлозной промышленности, а именно к производству целлюлозы из растительного целлюлозосодержащего материала, и может быть использовано для производства целлюлозы из льняного сырья, предназначенной для химпереработки, производства ваты, в бумажной промышленности, строительстве и т.д.
Изобретение относится к целлюлозной промышленности, а именно к производству целлюлозы из растительного целлюлозосодержащего материала, и может быть использовано для производства целлюлозы из льняного сырья, предназначенной для химпереработки, производства ваты, в бумажной промышленности и т.д.
Изобретение относится к технологии получения катализатора делигнификации древесины на основе антрахинона (АХ) и может быть использовано при варке растительного сырья щелочными способами.
Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве целлюлозы сульфатным или натронным способом.
Изобретение относится к технологии получения целлюлозы и может быть использовано при ее получении путем варки щелочным, нейтральным, нейтрально-сульфитным способами.
Изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано для получения целлюлозы повышенного качества из недорогого и быстро воспроизводимого травянистого сырья с минимизацией экологической нагрузки на окружающую среду

Изобретение относится к новой добавке для варки древесины, которая может быть использована при варке древесины для улучшения удаления экстрактивных веществ при производстве целлюлозной массы

Наверх