Способ получения целлюлозы

 

1. СПСХ:ОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем варки целлюлоэусодержащего сырья окислительным раствором, содержавшим перекись водорода уксусную и серную кислоты, отличающ и и с я тем,, что, с целью обеспечения возможности получения .целевого продукта из льняноя костры, перед варкой сырье пропитывают окислительным раствором при модуле Ij (;3-5) в течение 1-2 ч при 18-20 С, при этом используют окислительный раствор с содержанием перекиси водорода 13,5 14% . 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю (ц и и с я тем, что варку осуществляют при 95-100 С в течение 1ч,

СОКИ СОВЕТСНИХ

МВН ЛИПА

РЕСПУБЛИН

ГОО)ЯАРОТВЕННЬЮ НОМИТЕТ СССР

Г3б ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

/ ".-

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

: (21) 3313985/28-12 (22) 10. 07 ° 81 (46) 30.03.83 Бюл..Р 12 (72) И. И. Савина, А.Д. Алексеев, В.М.Резников, Ж.Г.Дрожжа, Л.Ю.Малицкая и В.Л,Колесйиков (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени технологический ин ститут им. С.И.Кирова (53) 676.1.022.1 (088.8) . (56) 1. Акцептованиая заявка Японии

:В 52-6362, кл. 39 A 4, 1977.

;2. Авторское свидетельство СССР.

В 761647, кл; 0 21 С 3/04, 1978 (прототип) °,SU„„. 0 15 .А (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем варки целлюлозусодержащего сырья окислительным раствором, содержащим перекись водорода, уксусную и серную кислоты, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения целевого продукта из льняной костры, перед варкой сырье пропитывают окислительным раствором при модуле 1: (3-5) в течение 1-2 ч при 18-20 С, при этом используют окислительный раствор с .содержанием перекиси водорода 13,5. 143.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что варку осуществляют при 95-100 С в течение 1 ч. - ® о

1008315

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для производства целлюлозы из костры, предназначенной для изготовления бумаги и средних слоев картона. 5

Известен способ получения целлюлозы нз злаковых растений, заключающийся в том, что растительное сырье (солому риса, пшеницы, эспарто, багассы, стеблей кукурузы ) разрезают на кусочки длиной 3-4 см. Сечку равномерно обрызгивают 15-40%-ным раствором КаОН или КОН при гидромодуле

2:5 и тщательно перемешивают. Массу загружают в закрытый сосуд и обрабатывают сжатымвоздухом (РО 1 атм), После водной промывки и сушкйполучают целлюлозу с выходом 46,2%, содержащей 1,7% непровара f1).

Недостатком этого способа являет-. ся высокий расход реагентов, используемых на варку злаковых растений, низкий выход полуфабрикатов и выделение в процессе варки веществ, загрязняющих атмосферу воздуха и сточные воды.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения целлюлозы путем варки целлюлозусодержащего сырья окислительным раствором, содержащим перекись водорода, уксусную и серную кислоты (2 ).

Однако такой способ не позволяет получить целлюлозу из льняной костры, так как концентрация окислительного реагента в процессе варки является 35 недостаточной для глубокой делигнификации костры.

Цель изобретения — обеспечение возможности получения целевого йродукта иэ льняной костры. 40

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения целлюлозы путем варки целлюлозусодержащего сырья окислительным раствором, содержащим перекись. водорода, уксус- 45 нуЬ и серную кислоты, перед варкой сырье пропитывают окислительным раствором при модуле 1:(3-Я в течение

1-2 ч при 18-20 С, при этом используют окислительный РаствоР с содер- 50 жанием перекиси водорода 13,5-14%.

Варку осуществляют при 95-100ОС в течение 1 ч.

Введение стадии пропитки окислительным раствором, имеющим концентрацию 13,5-14%, позволяет в течение 1-1,2 ч окйслить большую часть лигнина костры, чего не наблюдается при концентрации Н О ниже 13,5%.

Использование Н202 концентрацией вы ше 14% приводит к окислению не толь- 60 ко ароматических компонентов сырья, но и углеводной ее части.

Последующее проведение парогазовой варки йри 95-100ОС способствует фрагментации макромолекулы лигнина 65 и окислению продуктов деструкции до ниэкомолекулярных веществ, растворимых в варочном растворе и горячей воде, используемой для промывки целлюлозы.

Снижение модуля варки до 1:5 позволяет уменьшить общий расход окислителя (H202) несмотря на использование его более. концентрированных растворов. Дальнейшее снижение модуля до 1:3,0 нежелательно, так.как ухудшается пропйтка костры окислительным раствором, что приводит к возрастанию непровара.

Пример 1. Варку костры проводят в условиях прототипа. Обрабатывают 4 r абс. сухой костры в течение 1,33 ч при 80 C Мес ; состоящей из 40 мл (77,4%) уксусной кислоты, 11 мл (6,7%) пергидроля и

0,1 мл (0,34%) серной кислоты (модуль 1:12,,7). После промывки с выходом 66,7% получается непровар. Таким образом, глубоко делигнифицировать костру смесью органической кислоты и перекиси водорода при концентрации Н202 в растворе 6,7% (или 85% от абс. сухой костры ) в условиях прототипа невозможно.

Пример 2 (контрольный ). Варку проводят в тех же условиях, что и в примере 1, но концентрацию Н О2 в варочном растворе увеличивают до

14 вес.%, а модуль варки снижают до 1г5. При этом получается целлюло- за (выход 40,4% от або. сухой костры ) и непровар (20,0%). Повышение концентрации Н О в окислительном растворе при одновременном снижении общего расхода перекиси водорода позволяет получить целлюлозу из костры.

Пример 3. Обрабатывают 5 r або. сухой костры в теченйе 1 ч прн

20 С 25 мл раствора (модуль 1:5), содержащего 14% Н202, 44% уксусной кислоты, 0,34% серной кислоты (остальное вода ). Затем в течение 0„1 ч температуру повышают до 95 С и проводят варку при 95оС в течение 1 ч. После промывки горячей водой получается целлюлоза с выходом. 48,5% и 2,2% непровара. Введение стадии низкотемпературной пропитки окислительным раствором при тех же расходах И О, что и в приваре 2, позволяет повысить выход целлюлозы и уменьшить непровар.

Пример 4 ° Условия те же, что и,в примере 3. Отличие состоит в том, что для снижения расхода Н20 модуль варки равен 1:3,5. При этом получается целлюлоза с выходом 54,1% содержащая 6,5% непровара.

Пример 5. Условия те же, что и в примере 4, но парогазовую варку осуществляют в автоклаве с тефлоновым вкладышем под давлением

1008315

6,0-6,1 атм. С выходом 50% без непровара получается ие требукщая отбелки целлюлоза.

Пример 6. Условия те яе, что и в примере 5. Отличие состоит в том, что парогазовую варку нро« водят под давлением при гидромодуле 1 3 и концентрации перекиси водорода 13,5%. При этом получается целлюлоза с выходом 56%, содериащим 8% непровара.

Таким образом, только при соблюдении условий проведения варки по режиму примера 5-.мозно получить целлюлозу высокого выхода без непррвара. Дальнеййее сниаение модуля варки до 1!3 приводит к Увеличению нецровара.

Прочностные характеристики,целлюлоз, полученные для отливок массой

75 г/м, приведены в таблице.

1008315 х

Ь . Д

;Е о х с

О ЦФ Э

l:OОа,х

<ъхаео

"-м 2 5 L Ъ0 о н 3

Ф э оъ х Э

) ххххх ! нх аале о

1 1 1

С ) II -Ф а х икх

П1Е53

Io

1 1 1 l1»

l 1

1Д

1„

13 я .Й о с

Ф н о

O I!I хо о о о о

I с ь с о а о <ч О Ч> IA 1Ю Ю с ъ

Ю СО

t» и

2 н о а о

%!

%О о сч с » о <ч (Ч

° Ф lA

° с о оо сР»Ф ю о

»

И О О

tA IA Ul

»

1О

»Ъ

СЧ м о

» М

%-4 %

I 1

1 1

I 1

1 м. м

%-4 о о о

» » %

%-4 Ф-1 1-4

И

$ х

Э

Ц

Щ

Э

Ц

Ц о

4 х

Х н х

И о а

И

I Е

1 1:, о о

1 х

Х1И а lo

g$ с

Х l &»

М 1

1 С4 о

1 ею

C) .00 о ж л л о

m ОЪ ОЪ ОЪ О

%-1! »

f4

% ,ФФ

%-4

Ю с Ф о о ъ с н сч о

%4 %-1 о о

N СЧ оо о а-1 СЧ

Х1О

Ii 1Ь с

1 Е»

I A

1 х! о

lII I МЧ о

, и

1 ем

l gdP v

lA

»

1"ъ м

° б ° Ф а-1

lA с

° в м н

\"4 о о с ъ 1 »Ф ч-4 т

O IA

Ъ . \ чф 1Ъ

Ф4 %1 и

1 . Х а

I »

1 !

l !

I 1 б н

I O l 1 М!

,1 I 1 Х !

I а, 1

I Э I

I II

l O I !

О1

I О м1 аФ

Ю1 ЕОю

О! ц

1 4ъA о!;д

I МЭН

O.I» O >

Iахо мах

1 I д ! а н

lOelЦО

1аохеох

IДЧМ ж

EA

° 1 1 т-Ф о а м Ф хо ф н иъ О г o w е 3-.3

6) C х 2 х!

g I

1

I

1

1

1

1

1

1

l а о и о

Э а ф

2 х

Ц н

Ц и х о

Г Ъ х

П

1 е

В

>Ь о о о

И о н

:>

2 х

Э

Ц

Э о а 1

10О8315

Составитель A.Ìîíîñîâ

Редактор П.Макаревич Техред .Мигунова Корректор A.Ôåðåíö

Заказ 2284/38 Тираж 382 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Из данных таблицы следует, что предлагаемый способ с предварительной пропиткой льняной костры растворами, имеющими более высокую.концентрацию окислителя но меньший модуль варки (1:3,5, вместо 1-:12,7, 5 как в прототипе), позволяет получить целлюлоз у с выходом 52-54% и высокими физико-механическими показателями по сравнению с целлюлозой,. полученной из элаковых .растений в условиях аналога.

Таким образом, использование предлагаемого способа варки целлюлозы из костры обеспечивает следующие преимущества: снижение расхода перекиси водоро- да с 85 до 50% от абсолютно сухой . костры при высоком выходе и качест- ве получаемого полуфабриката, утилизацию отходов льняного производствар технологичность способа и возможность создания замкнутого цикла производства, исключающего загрязнение окружающей среды, за счет повторного использования окислительного раствора, удаляемого из костры после пропитки.