Способ отбелки целлюлозы для химической переработки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

7197 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено: 190977 (21) 2523641/29-12 с присоединением заявки ¹

С 9/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2502.80, Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 250280

676.1 ° 023. .1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.Д.Перминов, Л.В.Лойко, Н.А.Добрынин, Н.И.Хлебников

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (71) Заявитель (54) CIIOCOB 0ТБЕЛКИ ПЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ

ПЕРЕРАБОТКИ

Изобретение относится к целлюлоз.но- бумажной промышленности и может быть использовано при отбелке целлю. лозы,:предназначенной для химической переработки.

Известен способ отбелки сульфит. ной целлюлозы, включающий ступень хлорирования, горячее облагораживание, осуществляют щелочью при температуре 80-120 С в течение 120150 мин, а гипохлоритную обработку при температуре 35-40 С в течение

120-180 мин (1).

Недостатком известного способа отбелки целлюлозы для химической переработки является большая потеря целлюлозного волокна на ступени горя. чего облагораживания, составляющая в зависимости от содержания с-целлюлозы, 20-30Ъ от массы абсолютно сухой целлюлозы. Установлено, что на каждый процент повышения х -целлюлозы, теряется 3-4% целлюлозного волокна.

Наиболее близкчм по технической сущности к предложенному способу является способ отбелки целлюлозы, в котором, с целью снижения хиМических потерь, предусмотрено проведение горячего облагораживания .смешанным раствором щелочи и гипохлорита (2) .

Способ заключается в том, что целлюлоза после хлорирования (Х) поступает на горячее .облагораживание, которое осуществляют щелочью с добавлением гипохлориза натрия (ГО+Г): прн .t = 98-100 С в течение 120150 мин, расходе щелочи 10% к массе абсолютно-сухой целлюлозы (а.с.ц.), -.и расходе гипохлорита 0,5-3Ъ к массе а.с.ц. Далее следует вторая ступень хлорирования (Х), затем две ступени гипохлоритной отбелки (Г) н кисловка (Х-(ГО+Г) -Х-Г-Г-К). Расход гипохлс рита натрия на первой ступени составляет 1% к массе а.с.ц., продолжительность обработки 180 мнн, температура

40 С. Расход гипохлорита на второй ступени 0,6% к массе а.с.ц., продолжительность . 180 мин, температура 40 С.

25 Добавление гипохлорита в процессе горячего облагораживания позволяет. увеличить выход целлюлозы на 2-7В с сохранением содержания -целлюлозы в пределах нормы ГОСТа 95982-75 (cM.

30 табл.1) .

717197

Таблица 1

Изменение содержания .а-целлюлозы, вязкости и химических потерь целлюлозы в зависимости от обработки по известному и предлагаемому способам

87 1

383

87,8

345 97,5 2,5

420

Горячее облагораживание с добавлением гипохлорита (известный способ) 78,46 21,54

Х-ГО

93,5

80,5

392

2,05

92,.4

82,6

308

4,10 х-(ГО+Г ) о

90,7

86,2

224

13,8

7,67

Горячее облагораживание с предварительной обработкой щелочью хлоритом (предлагаемый способ) и гипо5,41

93,3

314

83,87 х-щ-ro -ГО

16, 13

12, 3.

252

91,9

87,7

9,24

87,76

91,7

212

12,.2 4

9,30

Таблица 2 о

Изменеиие содержания карбонильных и карбоксильных групп в целлюлозе в зависимости от ступени отбелки по известному способу

Карбонильные группы

11,3

12,7

1,09

1,04

0,54

0,45

Карбоксильные группы

6,99

4,55 4,21 4,17

5 07

5,24

Небелевая сульфитнай целлюлоза х- (10+rjo )

Х- (ГО+Г, ) х-щ-Г -ro

2<ф

Х-Щ-r 0 -ГО . /о

Однако химические потери при таком способе обработки все же остают ся достаточно высокими, очевидно, в связи с тем, что целлюлоза, поступающая на горячее облагораживание

19,5

17,4 после хлорирования, содержит довольно большое количество карбонильных групп 12 ммоль (100 г целлюлозы), ответственных эа растворение ее в горячей щелочи (см.табл . 2 и 3) .

717197

Т а бли цa 3

Изменение содержания карбонильных и карбоксильных групп в целлюлозе в зависимости от ступени отбелки по предлагаемому способу

Карбонильные группы 11,3 12,7 8,68 7,9 7,25 5,96 0,89 0 5 0,38

Карбоксильные группы

5,07 4,55 4, 7 5,17 6,72 7,1 5,32 6,3 6,65

Бель изобретения — снижение хи- расходе щелочи 0,5-1,53 к массе мических потерь целлюлозы, .увеличе- абсолютно сухой целлюлозы. Такая ние ее выхода при сохранении чистоты д обработка снижает содержание карбоконечного продукта, а также уменьше- нильных групп в целлюлозе с 12 до ние количества органических загрязне- 8,7 ммоль/100 r целлюлозы (см. ний в сточных водах.,табл.3) . Поставленная цель достигается Следующее отличие предлагаемого тем, что после хлорирования перед щ способа от известного заключается горячим облагораживанием осуществЛя- в том, что после указанной щелочной ют последовательные операции обработ- обработки целлюлозу обрабатывйот гнки целлюлозы щелочью и затем гипо- похлоритом при расходе последнего хлоритом при расходе последнего оТ 0,5-4Ъ K массе абсолютно сухой

0,5-4,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы npu t 40-45 С в течение целлюлозы в течение 60-120 мин. 60-120 мин. Наиболее предпочтительВ отличие от известного способа,; ное время обработки гипохлоритом на в котором хлорированная целлюлоза этой ступени составляет 90 мин, поступает сразу на горячее облагора- так как по истечении этого времени живание, в предлагаемом способе цел- в целлюлозе начинает происходить люлозу после хлорирования дополни- 40 процесс накопления карбонильных тельно обрабатывают щелочью при групп и продолжать обработку далее. о

40-60 С в течение 60-120 мин и нецелесообразнО 1см.табл.4) .

Таблица 4

Изменение содержания карбонильных и карбоксильных групп в целлюлозе в зависимости от продолжительности ее обработки гипохлоритом

Расход гипохлорита, Ъ к массе а.с.ц

Продолжительность обработки гипохлоритом арбоильые руппы ммоль/

00 r

9,64 5,34

5,75

6,34

7,62

8,32

30 мин

5,97 6,29

5,48

8,93 5,22

7,08

6,21

60 мин

90 мин

5,58

6,12

6,72

6,77

5,33

5,41

5, 16

6,34

7,14

8,93

6,81

6,8

120 мин

150 мин 9,29 6,66

5,96

7,1

7,25

717197

Обычное обла- „ гораживание:

Х-ГО

94,5

78,46 21,54

420

Известный способ

Х- (ГО+Г„) 80,5

19,5

93,5

392

Предлarаемый способ

Х-Щ-r о„-ГО

93,3

Известный способ х-ro+r, 2 бр

82,6 17,4

92,4

308

Предлагаемый способ

Х-Щ- Г -ГО

2Фо

252

12,3

91,9

87,7

Сокращение продолжительности обработки целлюлозы гипохлоритом перец горячим облагораживанием (ГО) также является отличительным признаком предлагаемого .способа по сравнению с известным, где обычная гипохлоритная отбелка продолжается в течение

120-150 мин.

Пример 1. Небеленую целлюлозу, например, сульфитную вискозную хлорируют, как обычно, при температуре 20 С в течение 60 мин и расходе активного хлора 1,0-1,5Ъ к массе а. с.ц..

Хлорированную целлюлозу после промывки подвергают щелочной обработ- 15 ке при t = 40©С в течение 120 мин и расходе щелочи 1,0% к массе а.с.ц, Как следует из данных таблицы 5, осуществление йредлагаемого способа отбелки целлюлозы путем дополнительной обработки ее перед горячим обла гораживанием щелочью и гипохлоритом, при расходе последнего 1Ъ и продолжительности обработки 90 мин, позволя"ет снизить химические потери до

16,1%, вместо 19,5% по известному способу {схема Х-(ГО+Г о,). Химичес, о кие потери при обычном облагораживании (схема Х-ГО) беэ добавки окислителя еще больше и составляет 21,54%, Содержание с-целлюлозы по предлагаемому,способу отбелки находится в пределах ГОСТа.

П р и м,е р 2. Небеленую целлюло-. .зу сульфитную вискозную хлорируют, как в,примере l,при температуре 20 С Я

Далее целлюлоза поступает на гипохлоритную отбелку. Обработку гипохлоритом ведут при t = 40ОС, расходе гипохлорита 1% к массе а.с.ц. время обработки 90 мин.

После гипохлоритной отбелки цел,люлоза поступает на ступень обычного горячего облагораживания, которую осуществляЮт уже без добавок окислителя, .при t = 98-100ОС, с расходам щелочй 10% к массе а.с.ц, в течение

130 .мин.

Следующей ступенью отбелки может быть либо обработка гипохлоритом с расходом последнего 0,6% к массе а.с.ц., либо отбелка двуокисью хпора по обычному режиму. Предлагаемый способ отбелки, как правило, завершает кисловка.

Таблица 5

314 85,87 16,1. в течение 60 мин и расходе активного хлора 1,0-1,5% к массе а.с.ц.

Хлорированную целлюлозу после промывки подвергают щелочной обработке при t = 40 С в течение 120 мин и расходе щелочи 1,5% к массе à.с.ц.

Далее целлюлоза поступает на гипохлоритную отбелку. Обработку гипохлоритом ведут при, t = 40 C, расходе гипохлорита 2,0% к массе а.с.ц., время обработки 90 мин.

После гипохлоритной отбелки целлюлоза поступает на горячее облагораживание, которое осуществляют без добавок окислителя, при t = 98-100 С, с расходом щелочи 10% к массе à.с.ц. в течение 130 мин.

Далее целлюлоза отбеливается обычным путем.

Т а б л и ц а 6,9

Т а б л и

" Анализ сточной воды после облагораживания сульфитной вис19зной целлюлозы

1 „;Обйчйое об:лагоржкнванне Х-ГО

2320 6075

12,25 50,4

11500 3200

2 Известный способ. Х-ГО+Гало

12,4 66,0

3 Предлагаемый способ

Х-Щ-Г -ГО

2 0 о

12,7

57,0

Таблица 8

Известный способ

X-ГО+Г о

90, 7

224

13,8

86,2

Предл а гаечный способ

X=L1-Г -ГО %

9 1,7

212

12, 24

87, 76

717

;+Из данных таблицы 6 следует, что . предварительная. o6pa6îòéà -целлюлбзы

-гипохлоритом при.расхбде.последнего

2% позволяет снизить химические "потери при горячем облагбраЖиванйи " до 12,3%, по сравнеиию с ИЗВЕСтНыМ способом, где зти потери состанйяют

-17,4%. Содержанйе с -,.целлюлозы=При

:.этом остается практйчески без изйе.:::.нений., Кроме того, анализ сточных =Йод

:после горячего облагораживания уМь- "

".фитной вискозной целлюлбзы показал, . П р н м е р 3. Небеленую суЛьфитную вискозную целлюлозу хлорйруют как в примерах 1 и 2. 40

Хлорированную целпюлозу после промывки подвергайт щелочнбй обработке при t = 40 С з течение 120 мин и расходе щело и 1,5% к массе а.с.ц. далее целлюлоза поступает на гипо- 45 хлоритную обработку, которую проВодят при t =. 40 С, расходе гипохэЖ197 10 что отбелка целлюлозы по предлагаемому способу значительно снижает в них "содержание органических загрязнений. Сравнительные результаты, анализа сточных" вод после горячего облагораживания целлюлоэы по известному и предлагаемому способу представлЕны В таблице 7.

Из данных т аблицы 7 следует, что лучшие санйта15йые характеристики сточных вод после горячего облагораживания наблюдаются при отбелке целлюлозы по предлагаемому способу. ц а 7

8500 2880 1600 4650

5150 2480 1280 3750 рита 3,0% к массе а.с.ц. Продолжительность обработки 90 мин.

После гипохлорнтной обработки целлюлоза поступает на горячее облагораживание, которое осуществляют беэ добавок окислителя при t = 98100 С с расходом щелочи 10% к массе а.с.ц. в течение 130 мин.

Далее целлюлозу отбеливают обычным путем.

717197

Формула изобретения

Составитель А.Моносов

ТехредН.Ковалева Корректор В,Синицкая

Редактор Д.Зубов

Заказ 9779/36 . Тираж 430 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4

Йз дайных таблицы 8 следует, что предварительйая обработка цейлюлбэы

Ьипохлорйтбм с расхбдом последнего

ЗВ йозволяет сократить химические потери до 12,2%, сохранив при этом содержание с-целлюлозы. Дальнейшее увеличение расхода гипохлорита натрия при обработке целлюлозы нецелесообразно, т.к. при этом начинает па 1ать вязкость, что может привести к разрушению целлюлозного волокна.

Таким образом, предлагаемый „нами способ отбелки целлюлозы для химической переработки дает воэможность получать высококачественную целлю« ,лозу с большим вйходом, что сущест венно снизит расход древесины 1 т ° целлюлозы.

Уменьшение содержания органичес: ких загрязнений в сточных водах является дополнительным преимущеСтвом предлагаемого способа, По срав-, нению с известными способами отбел ки целлюлозы для химической переработки.

Дальнейшая разработка предлагаемого способа отбелки целлюлозы будет направлена на внедрение его в проьишленность, в частности, на

Приоэерском целлюлоэном заводе и дру гих предприятиях, вырабатывающих сульфнтную целлюлозу для химперера- ботки.

Способ отбелки целлюлозы для хи мической переработки, включающий хлорирование целлюлозы, горячее облагораживание ее с последующей до,белкой, отличающийся тем, что, с целью снижения химических потерь целлюлозы, увеличения ее выхода и уменьшения органических загрязнений, после хлорирования перед горя1Э чим облагораживанием осуществляют последовательные операции обработки целлюлозы щелочью и затем гипохлоритом при расходе последнего 0,5-4,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы

2О в течение 60-120 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отбелка целлюлозы. Монография

Таппи. Под редакцией Ф.П.Комарова. д США, 1957, с. 65-68, 160-163, 2. Патент CIQA 93817825, кл. 162-89, 1974 (прототип) .