Способ отбелки целлюлозы

Способ касается отбелки целлюлозы и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве беленых волокнистых полуфабрикатов. Небеленую сульфатную целлюлозу из древесины лиственных пород после кислородно-щелочной делигнификации обрабатывают диоксидом хлора в присутствии 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты. Затем осуществляют последовательно обработку растворами пероксида водорода и диоксида хлора. Техническим результатом является повышение белизны и прочностных показателей целлюлозы при экологически безопасной технологии отбелки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к способам отбелки целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве беленых волокнистых полуфабрикатов.

Известен способ отбелки целлюлозы, включающий стадии кислородно-щелочной делигнификации (КЩД), обработки целлюлозы трилоном Б или другими комплексообразователями, обработки целлюлозы пероксидом водорода и диоксидом хлора (Меллер Л. Возможности снижения содержания АОХ в стоках. Отбелка целлюлозы без элементарного хлора и полностью бесхлорная отбелка. PAPFOR - 93. Пленарные доклады Международной научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 4-6 октября 1993 г., с.186-208.)

Однако известный способ имеет ряд существенных недостатков. Для обработки целлюлозы трилоном Б или другим комплексообразователем требуется дополнительное оборудование (башня, промывной фильтр, насосы, смесители). Кроме того, для достижения необходимого уровня белизны целлюлозы (88-90%) требуется повышенный расход химикатов (диоксида хлора или пероксида водорода).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ отбелки целлюлозы, включающий стадии КЩД, совмещенной обработки целлюлозы диоксидом хлора и комплексообразователем (трилон Б), обработки растворами пероксида водорода и диоксида хлора (RU 2123552, кл. D 21 C 9/10, оп.2001.)

Однако данный способ имеет существенные недостатки. При получении целлюлозы с высоким уровнем белизны (88-90%) снижаются прочностные показатели целлюлозы (разрывная длина) и требуется повышенный расход пероксида водорода или диоксида хлора.

Техническим результатом является повышение белизны и прочностных показателей целлюлозы при экологически безопасной технологии отбелки без применения молекулярного хлора.

Данный технический результат достигается тем, что в способе отбелки целлюлозы, включающем кислородно-щелочную делигнификацию, совмещенную обработку целлюлозы диоксидом хлора и комплексообразователем, обработку целлюлозы раствором пероксида водорода и диоксидом хлора, согласно изобретению, после кислородно-щелочной делигнификации проводят обработку целлюлозы диоксидом хлора в присутствии 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОДК). Данную кислоту добавляют в количестве 1-7 кг/т целлюлозы.

Пример 1

Небеленую сульфатную целлюлозу из древесины лиственных пород после кислородно-щелочной делигнификации (КЩД) обрабатывают последовательно диоксидом хлора в присутствии комплексообразователя-трилона Б, щелочным раствором пероксида водорода и кислорода. Условия отбелки и показатели целлюлозы представлены в таблице 1 (опыт 1).

Пример 2

Небеленую сульфатную целлюлозу из древесины лиственных пород после КЩД обрабатывают последовательно диоксидом хлора в присутствии комплексообразователя ОДК с расходом 0,5-9,0 кг/т целлюлозы, щелочным раствором пероксида водорода и кислорода. Условия обработки и показатели качества целлюлозы представлены в таблице 1 (опыты 2-7).

Сравнение результатов лабораторных экспериментов (таблица 1) показывает, что целлюлоза, полученная после отбелки по предлагаемому способу по сравнению с прототипом при одинаковом расходе комплексообразователя (2,0 кг/т целлюлозы), имеет более высокий уровень белизны (соответственно: 87,4 и 88,8%) и разрывной длины (соответственно: 8,4 и 8,8 км). Кроме того, для поддержания рН (2,8-3,0) применение ОДК по сравнению с прототипом позволяет сократить расход серной кислоты на 2,0 кг/т целлюлозы (40%).

Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что при добавлении ОДК на стадии обработки целлюлозы диоксидом хлора в интервале 1,0-7,0 кг/т целлюлозы повышаются показатели белизны и разрывной длины беленого волокнистого полуфабриката. При расходе ОДК менее 1,0 кг/т целлюлозы и более 7,0 кг/т не отмечается улучшения данных показателей качества целлюлозы.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать целлюлозу с повышенным (по сравнению с прототипом) уровнем белизны и разрывной длины.

Таблица 1 Изменение показателей качества целлюлозы при использовании комплексообразователя (ОДК) на ступени
отбелки целлюлозы диоксидом хлора. Показатели небеленой лиственной целлюлозы: степень делигнификации - 16,3 ед. Каппа; разрывная длина- 10,1 км.
Стадия отбелки, показатели	Номер опыта
1	2	3	4	5	6	7
1	2	3	4	5	6	7	8
Ступень КЩД Температура - 95°С; концентрация массы - 8,0%; время 90 мин.;
Расход NaOH, кг/т	18,0	18,0	18,0	18,0	18,0	18,0	18,0
Давление кислорода, МПа - в начале реакции	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
- в конце реакции	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Степень делигнификации, ед. Каппа	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4
Разрывная длина, км	9,5	9,5	9,5	9,5	9,5	9,5	9,5
Ступень Д/Q
Температура 90°С; концентрация массы 10%; время 120 мин.
Расход ClO2, кг/т (в ед. акт. хлора)	26,3	26,3	26,3	26,3	26,3	26,3	26,3
Расход H2SO4, кг/т	5,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Расход ОДК, кг/т	0	0,5	1,0	2,0	5,0	7,0	9,0
Расход трилона Б, кг/т	2,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
рН в конце отбелки	3,0	3,0	3,0	3,0	2,8	2,8	2,7
Остат. содержание хлора, г/дм3	нет	нет	нет	нет	нет	нет	нет
Степень делигнификации, ед. Каппа	3,2	2,7	2,7	2,8	2,7	2,9	3,0
Белизна, %	75,2	75,0	75,6	76,3	75,5	75,6	75,3

Продолжение таблицы 1
1	2	3	4	5	6	7	8
Ступень ЩОП
Температура 90°С; время 120 мин., См=8%
Расход NaOH, кг/т	12,0	12,0	12,0	12,0	12,0	12,0	12,0
Расход Н2О2, кг/т	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0	20,0
Давление кислорода, МПа	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
РН на конец отбелки	11,9	11,6	11,3	11,7	11,6	11,2	11,2
Остат. Содержание NaOH, г/дм3	0,43	0,50	0,54	0,56	0,46	0,49	0,47
Показатели целлюлозы:
Белизна, %	87,7	87,7	89,1	88,8	88,7	88,9	88,7
Разрывная длина, км	8,4	8,4	8,7	8,8	8,8	9,0	8,8

1. Способ отбелки целлюлозы, включающий кислородно-щелочную делигнификацию, совмещенную обработку целлюлозы диоксидом хлора и комплексообразователем, обработку целлюлозы растворами пероксида водорода и диоксида хлора, отличающийся тем, что после кислородно-щелочной делигнификации проводят обработку целлюлозы диоксидом хлора в присутствии 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что 1-оксиэтилидендифосфоновую кислоту добавляют в количестве 1-7 кг/т целлюлозы.