Композиция для получения целлюлозы

 

Композиция относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к варке целлюлозы в водно-щелочных растворах, и может быть использована при получении волокнистых материалов различного назначения. Варочный раствор содержит элементную серу и диметилгидразин. Изобретение обеспечивает повышение качества целлюлозы за счет снижения в ней содержания остаточного лигнина, а также снижение расхода реагентов, в частности гидроксида натрия. 1 табл.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к варке целлюлозы в водно-щелочных растворах, и может быть использовано при получении волокнистых материалов различного назначения.

Известны способы полисульфидной варки целлюлозы, осуществляемые путем окисления сульфатного варочного раствора, добавления в варочный раствор элементной серы (Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. Т. 2. - М., 1990) или композиции, содержащей гидроксид натрия, элементную серу, гидразингидрат и амин (RU 2104354, 10.02.1998, RU 2104353, 10.02.1998).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения целлюлозы в водно-щелочных растворах с добавлением варочной композиции, содержащей гидроксид натрия 32,05, элементную серу 25,64 и гидразингидрат 42,31 мас.% (RU 2104353, 10.02.1998).

Недостаток данного способа варки - низкое качество получаемой целлюлозы, что обусловлено высоким содержанием в ней остаточного лигнина. Кроме того, недостаток способа заключается в высоком расходе гидроксида натрия.

Цель изобретения - повышение качества целлюлозы за счет снижения в ней содержания остаточного лигнина, а также снижение расхода реагентов, в частности гидроксида натрия.

Поставленная цель достигается тем, что в композиции варочного раствора для получения целлюлозы, содержащей элементную серу и гидразосоединение, согласно изобретению в качестве гидразосоединения используют диметилгидразин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Элементная сера - 10,0 - 80,0, Диметилгидразин - 20,0 - 90,0.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что отличительным признаком является использование в композиции в качестве гидразосоединения диметилгидразина. В процессе взаимодействия элементной серы и диметилгидразина образуется высококонцентрированный раствор полисульфидов аммония и/или гидразония, в результате чего снижается содержание остаточного лигнина в целлюлозе, а следовательно, повышается качество получаемого продукта. Кроме того, использование данной композиции позволяет снизить расход гидроксида натрия.

Варку древесины осуществляют следующим способом.

Композицию получают путем смешения диметилгидразина и элементной серы с соотношением компонентов S: ДМГ = 10,0 - 80,0: 20,0 - 90,0 мас.%.

Варку древесины сосны в виде щепы ведут в водно-щелочном растворе с добавлением предложенной композиции с расходом гидроксида натрия 18,5% в ед. Na₂O при температуре 170^oC в течение 120-210 мин, подъем температуры от 80 до 170^oC - 100 мин. Гидромодуль 4,5.

После варки целлюлозу промывают водой и определяют жесткость по ГОСТ 10070-74.

Сущность изобретения поясняется конкретными примерами.

Пример 1. 15 г абсолютно сухой древесины (а.с.д.) сосны в виде щепы загружают в автоклав, заливают водно-щелочным раствором с расходом гидроксида натрия 18,5% в ед. Na₂O, гидромодуль 4,5. Варку проводят при 170^oC в течение 150 мин, подъем температуры до 170^oC - 100 мин. Добавляют заявляемую композицию с соотношением компонентов, мас.%: элементная сера (S) - 10,0, диметилгидразин (ДМГ) - 90,0.

Согласно данным, приведенным в таблице, получают целлюлозу с содержанием остаточного лигнина 19,8 ед. Каппа.

Пример 2. Порядок ведения процесса варки тот же, что и в примере 1. Отличия в том, что процесс ведут в течение 120-210 мин и используют композицию с соотношением компонентов, мас.%: элементная сера - 40,0, диметилгидразин - 60,0.

При этом получают целлюлозу с содержанием остаточного лигнина 23,0-38,5 ед. Каппа.

Пример 3. Порядок ведения процесса варки тот же, что и в примере 1. Отличие в том, что используют композицию с соотношением компонентов, мас.%: элементная сера - 80,0, диметилгидразин - 20,0.

При этом получают целлюлозу с содержанием остаточного лигнина 35,5 ед. Каппа.

Пример 4-5. Порядок ведения процесса варки тот же, что и в примере 1. Отличие в том, что приведены соотношения компонентов композиции, выходящие за рамки заявляемого интервала (соотношения представлены в таблице).

При этом содержание остаточного лигнина в целлюлозе возрастает до 30,0 - 42,3 ед. Каппа.

Пример 6 (прототип). 15 г а.с.д. сосны в виде щепы загружают в автоклав, заливают водно-щелочным раствором с расходом гидроксида натрия 20% в ед. Na₂O, гидромодуль 4,5. Варку проводят при 170^oC в течение 150 мин, подъем температуры до 170^oC - 100 мин. Добавляют композицию с соотношением компонентов, мас.%: гидроксид натрия (NaOH) - 5,0,
элементная сера (S) - 80,0,
гидразингидрат (ГГ) - 15,0.

Согласно данным, приведенным в таблице, получают целлюлозу с содержанием остаточного лигнина 38,5 ед. Каппа.

Пример 7-8 (прототип). Порядок ведения процесса варки тот же, что и в примере 1. Отличия, состоящие в различных расходах компонентов и времени варки, представлены в таблице.

Согласно данным, приведенным в таблице, получают целлюлозу с содержанием остаточного лигнина 21,1 - 41,5 ед. Каппа.

Анализ результатов, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемая композиция позволяет получать целлюлозу с более низким содержанием остаточного лигнина, с одновременным снижением расхода гидроксида натрия на 1,5%.

Таким образом, использование заявленной композиции повышает качество получаемой целлюлозы за счет снижения в ней содержания остаточного лигнина, а также дает возможность снизить расход реагентов, в частности гидроксида натрия.

Формула изобретения

Композиция варочного раствора для получения целлюлозы, содержащая элементную серу и гидразосоединение, отличающаяся тем, что в качестве гидразосоединения используют диметилгидразин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Элементная сера - 10,0 - 80,0
Диметилгидразин - 20,0 - 90,0.

РИСУНКИ

Рисунок 1