Способ получения целлюлозы
Изобретение относится к технологии получения целлюлозы для различных видов бумаги и картона и позволяет повысить выход и улучшить качественные показатели целлюлозы. Целлюлозосодержащее сырье подвергают щелочной варке в присутствии лигнинсодержащей добавки, в качестве которой используют продукт окислительно-щелочной деструкции лигносульфонатов при 120-160°С с содержанием фенольных групп 6-8%. Указанную добавку берут в количестве 1-4% от массы абсолютно сухого целлюлозосодержащего сырья. 1 з.п.ф-лы, 5 табл.
(g) 4 D 21 C 3 02
)(; (hQ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aaTOPCHOMV СОЙДЕТЕ/ЬСТВу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЭОЬРЕТЕНИЕМ И ОЧНРЬЮИЕ4 ГРИ ГКНТ СССР (21) 4304490/29-12 (22) 14 ° 09.87 (46) 15.07,89. Бюл. И 26 (71) Всесоюзное научно-производствен-. ное объединение целлюлозно-бумажной промьппленности (72) Ф.Б.Курган, Б.И.Зубков и М,И.Чудаков (53) 676. 1.022.1(088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР Ф 834285, кл. D 21 С 3/02, 1979. Авторское свидетельстао СССР М 1133319, кл, D 21 С 3/02, 1983. Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и касается способа щелочной варки целлюлозосодержащего сырья с получением волокнистых полуфабрикатов, используемых для производства бумаги и картона различного назначения. Цель изобретения — повышение выхода и улучшение качественных показателей целлюлозы. Сущность изобретения заключается в том, что при получении целлюлозы путем щелочной варки целлюлозосодержащего сырья процесс проводят в присутствии лигнинсодержащей добавки, в качестве которой используют продукт окислитепьно-щелочной деструкции лигносульфонатоя при 120-160 с соо держанием фенольных групп 6-Si: „.SU„„1493706 А1 2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ (57) Изобретение относится к технологии получения целлюлозы для различных видов бумаги и картона и позволяет повысить выход и улучшить качественные показатели целлюлозы. Целлюлозосодержащее сырье подвергают щелочной варке в присутствии лигнинсодержащей добавки, в качестве которой используют продукт окислительно-щелочной деструкции лигносульфонатов при 120160 С с содержанием фенольных групп 6-SX. Указанную добавку берут в количестве 1-4Х от массы абсолютно сухого целлюлоэосодержащего сырья. 1 з.н. ф-лы, 5 табл. Продукт окислительно-щелочной деструкции берут в количестве 1-4Х от массы абсолютно сухого целлюлоэосодержащего сырья. Ф Продукт окислительно-щелочной деструкции лигносульфонатов получают окислением сульфитно-спиртовой барды кислородом воздуха в щелочной среде при 120-160 С, Полученный продукт обрабатывают разбавленным раствором соляной кислоты при 20 С для исключения минеральных соединений. После промывки до нейтральной реакции и сушки на воздухе продукт окислительно-щелочной деструкции лигносульфонатов имеет вид коричневого порошка. В результате окисления обраэуютсл ванилин и сопутствующие ему вещества 1493706 типа ванилиновой кислоты и ацетовайиллона и ряд продуктов деструкции лигнина, часть которых носит фенольный характер и составляет 6-8 . Такими веществами, имеющими фенольный характер, являются пара-оксибензойная кислота, ацетогваякон, ацетованилон и другие. Перед использованием продукта окислительно-щелочной деструкции лигносульфонатов в качестве добавки на щелочную варку иэ него экономически целесообразно проэкстрагировать ванилин. 15 В табл. 1 приведен функциональный состав продукта окислительно-щелочной ° деструкции лигносульфонатов. Из табл. 1 следует, что в процес" се окислительно-щелочной деструкциилигносульфонатов происходит частичная их деполимериэация с отщеплением сульфогрупп, образованием карбоксильных групп и новых фенольных групп при расщеплении -0-4 связей лигнина. Продукты окислительно-щелочной деструкции лигиосульфонатов, имеющие фенольный характер, обладают нуклеофильными свойствами, такими как сульфгидрат-ионы при сульфатной вар30 -ке. Взаимодействие этих веществ с лигнином протекает по схеме конденсация, сопровождающаяся фрагментацией. При этом процесс дели1нификации ускоряется, в то же время селективность процесса по отнощению к углеводной части древесины растет. Добавки, используемые в способе-прототипе, действуют как антрахинон. Поскольку в процессе деметилирования лигнина при получении добавок по способу-прототипу образуются пирокатехиновые структуры, переходящие в хинонные, Способ осуцествляют следующим об- 45 разом. Пример 1. Проводят натронную варку осиновой цепы без добавок (базовый вариант) . При этом активная щелочность натронного щелока составляет 46,3 г/л в единицах NaOH. Расход ще50 лочи — 16X в единицах Na O от массы абсолютно сухой древесины. Режим варки: t 168-170 С; гидромодуль 4.5:1; подъем to до конечной 15 мин; стоянка при конечной темпера- 55 туре 60 мин. Результаты варок представлены в табл. 2. Пример 2. Проводят натронную варку осиновой щепы по способу-прототипу. Для этого в белый щелок с активной щелочностью 46,3 г/л в единицах NaOH добавляют 1,5 . от массы абсолютно сухой щепы деметилированного лигнина и проводят варку с тем же расходом активной щелочи и по режиму, приведенному в примере 1. Показатели качества целлюлозы после варок представлены в табл. 2. Пример 3. Проводят варку осиновой щепы по предлагаемому способу с добавкой к натронному щелоку с активной щелочью 46,3 г/л в единицах ИаОН продукта окислительно-щелочной деструкции лигносульфонатов, получаемого при t =120 С с содержанием фенольных групп 6,0 в количестве: 1. 0,5Х от массы абсолютно сухой щепы (контроль). 2. 1,0Х от массы абсолютно сухой щепы; 3. 1,5Х от массы абсолютно сухой щепы; 4. 2,0 от массы абсолютно сухой щепы; 5. 3,0 от массы абсолютно сухой щепы; 6. 4,0 от массы абсолютно сухой щепы; 7. 4,5 от массы абсолютно сухой щепы (контроль). Режим варки и расход активной щелочи аналогичен режиму варки, приведенному в примере 1. Показатели качества целлюлозы после варки представлены в табл. 2. Пример 4. Проводят варку осиновой щепы ло предлагаемому способу = добавкой к натронному щелоку с актл ной щелочностью 46,3 г/л в единицах МаОН продукта окислительно-щелоч-, ной деструкции лигносульфонатов с содержанием фенольных групп S, полу-. ченного при t =160 Ñ в количестве: 1. 0 5Х от массы абсолютно сухой щепы (контроль); 2. 1,0 от массы абсолютно сухой щепы; 3, 1,5Х от массы абсолютно сухой щепы; 4. 2,0Х от массы абсолютно сухой щепы; 5. З,ОХ от массы абсолютно сухой щепы; 6. 4,0 . от массы абсолютно сухой щепы; 1493706 количестве: 1. 0,5Х от массы щепы (контроль); 2. 1,0Х от массы шепы; 3. 1,5 . от массы щепы; 4. 2,0Х от массы щепы; 5. 3,0Х от массы щепы; 6. 4,0Х от массы щепы; 7. 4,5Х от массы щепы (контроль). абсолютно. сухой сухой 20 сухой абсолютно абсолютно абсолютно сухой абсолютно сухой 25 абсолютно сухой содержацего сырья. 7. 4,5Х от массы абсолютной сухой щепы (контропь). Режим варки и расход активной цепочи аналогичен режиму варки, приведенному в примере 1. Показатели качества целлюлозы пот спе варки представлены в табл.3. Пример 5. Проводят натронную варку осиновой щепы по предлагаемому 10 способу с добавкой к натронному щелоку с активной щепочностью 46,3 г/л в единицах NaOH продукта окислительнощелочной деструкции лигносульфонатов после экстракции из него ваиипина в 15 абсолютно сухой Режим варки и расход активной щелочи аналогичен режиму варки, приведенному в примере 1. Показатели качества целлюлозы после варки представлены в табл. 4. Из данных, представленных в табл.3, 4 и 5„ видно, что добавки продуктов окислительно-щелочной деструкции пигносульфонатов, получаемых в пределах 4р о 120 — 160 С, увеличивают выход и улучшают прочностные свойства целлюлозы, при этом максимальное увеличение выхода происходит на 2,2 по сравнению с обычной натронной варкой 45 и на 1,4 ио сравнению со способомпрототипом, снижают количество непровара в 7 раз по сравнению с обычной натрониой варкой и 3,5 раза ио сравнению со способом-прототипом. Разрыв- 5О ная длина увеличивается на 9 и 4,5Х соответственно, раздирание на 9Х ио сравнению с обычной патронной варкой и на 6Х ио сравнению со способом-прототипом и сопротивление излому возрастает соответственно на 50 и 35Х. Пример 6. Проводят варки основой щепы по предлагаемому способу аналогично примеру 1 с добавками продуктов окислительно-целочной деструкции линосульфоиатов с содержанием в них фенольных групп 2,4,6,8,!О и 12Х соответственно. Расход добавки во всех опытах составляет 1,5Х от массы абсолютно сухой щепы. Дпя сравнения проводят варки по режиму примера 1: обычную натронную с активной целочиостью 46,3 г/л в единицах NaOH без добавок и варку по способу-прототипу с добавкой к натронному щелоку с активной щелочью 46,3 г/л в единицах NaOH 1,5Х демети,нироваиного лигнина от массы абсолют но сухой цепы. Показатели качества целлюлозы поC сле варки представлены в табл. 5. Из табл. 5 следует, что наилучшие результаты получаются ири добавке продуктов окислительной деструкции лигносульфонатов с содержанием фенопьных груни 6-8Х. Использование предлагаемого способа позволяет повысить выход целлюлозы и улучшить ее качественные показатели. Формула изобретения 1. Способ получения целлюлозы путем щелочной варки иеллюлоэосодержащего сырья в присутствии лигнинсодержащей добавки, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с цепью повышения выхода и улучыения качественных показателей целлюлозы, в качестве лигнинсодержащей добавки используют продукт окиспительио-целочиой деструкции пигносульфонатов при 120-160 С с содержанием фенопьных групп 6-8Х. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что продукт окислительно-щелочной деструкции лигнинсупьфонатов берут в количестве 1-4Х от массы абсолютно сухого целлюлозо493706 Т а б и и ц а Функциональные группы 1.1сследуемый продукт -ОН, % 2,85 12,6 7,55 0,02 Исходные лигносульфонаты Продукт QKHcJIHTeJ(bHQ-щелочной деструкции лигносульфонатов лри 120о С Продукты окислительно-щелочной деструкции лигносульфонатов при 160РС после кстракции ванилина 5,70 0,95 10,9 6,0 3,10 10,20 1,32 8,2 Т ° блнда2 арка но:предлагаемому способу с добавкой продукта окислитальво-щалочпй деструкции лнгносупьфонатов прн 120 С (пример 3) .71 1 ,Показатели Варка по способу прототипу (прн мер 2) арка атронна ЕЗ i;II0a ОК (>РИ ер 1) 53,5 i>0 52,1 2,1 1 >, 4 54>2 0,6 53,9 0,8 53,3 1,4 54,0 0,9 53,5 1,6 53.0 2>2 l 7,0 15, 1. 16,3 16,0 16,5 6550 6000 6350 8250 8000 8000 8400 6200 6400 1950 1600 2250 1850 2100 2250 1950 2000 1900 700 660 730 700 680 740 720 680 290 330 320 320 310 320 295 290 290 Т а б л н п а 3 Показатели едлагаемому способу с добавкой продукта окнснитепьно-щелоч> пии пигиосульфоиатов нрн 160 C (пример 4) атро ак ва а бе обав прнер 1 ныт 5 опыт Ь опыт 7 2 опыт 1 опыт Вывод сортнрованаой целлюлозы, Непровар, Е Степень делнгпификацни, ед. Каппа Разрывнан дпнна, м Сопротивление излому, ч-дв ° и ° Сопротивление раздиранию, НН Сопротивление продавливанию 54,5 0,4 53,3 1,8 53,8 1,1 54,0 0,6 527535539542549 2110080603 18,0 15,7 16>8 15>0 17,0 16,3 15,8 15,2 lп,о 6000 8350 6500 8500 8700 6300 8200 1840 1710 686 680 295 290 >1550 6600 19?О 2050 2400 1600 1850 2005 2!50 720 740 680 700 710 720 740 290 320 295- 320 3 0 300 320 Т а б п нц з 4 Варка но предлагаемому способу с добавкои продукта окислнтельночзелоч ной деструкции лигносульфоиатое нри 155 С после зкстракдии ванилинв o .. (пример 5) Варка сносо! >атронная еар ка без добавок (причер 1) > Показатели прото ну (и мер 2 опыт 1 опыт 2 опьп 3 Выход сортиронанной целлюлозы, Е Иенровар ° 7. Степень депигнификации, единиц - 54 ° 9 0,3 54,5 0,4 54,0 0,8 53,8 1 1 53,9 0,8 54,2 0,6 33,5 1,0 52,7 2,! 53 3 1,8 Выход сортироеанной целлюлозы, Е Непровар, Е Степень пспигнификации, еп. Каппа Разрывная длина, м CIIIipoaизпение нэпому, ч.i:ë.è. Сгн>ротнепение раздирание, Сс IIL1I 1нвпенне IIPo дан>>нланнк>, Каа -ОСНОВ, % -СООН, % -Sue!H, 15,4 16г3 17,5 19,0 1493706! Продолжение табл.4 геенону способу с добавкой продуатв оааслателаао авлоелмгиосулъфонатов пра 155 С после уастреапаа веввлавв е (пранер 5) Поааэат опыт 3 16,3 8350 15,8 15,2 14,0 15,0 8SOO 8500 8700 8600 1S 7 8550 18SO 2005 2150 .269 720 295 320 2400 2050 740 7 10 320 320 300 340 Таблица5 Варка по способупрототипу (пример 2) 6,0 10,0 12,0 опыт опыт опыт З 6 Показатели Варка по предлагаемому способу (пример 9) Содержание фенольных групп, Х 4,0 опыт 53,5 0,6 53,3 54,0 54,4 54,9 55,2 54,8 1,4 0,6 0,5 0,5 0,3 0,9 ции, ед. Каппа 17,0 16,3 17,0 16,2 15,1 14,0 13,8 16,7 Составитель А.Моносов Редактор А.Лежнина Техред Д.Сердюкова Корректор C.ØåêHàÐ Заказ 4070/30 Тираж 330 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,!01 Каппе 17,0 Раэрываеа длааа, н 8000 Сопротавлеаае авлону, ч.as.n. 1600 Сопротаалеаае рвздареаае, НН 680 Сопротавлеаае пропевпаваазю, Ktla 290 Натронная вар ка без добавок (пример 1) Выход сортированной ,целлюлозы, Е 52,7 Депровар, 7 2,1 Степень депигнифика16 8 1ЬО 8300 8200 1840 1710 МО МО 295 290