Способ контроля выхода и степени провара мягкой и средней сульфитной целлюлозы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.Х.1970 (№ 1480068/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20Л11.1973. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 14.VI.1973

М. K,ë. D 21c 3j04

Комитет по делам изобретений и открмтий при Совете Министров

СССР

УДК 661.782.2.012.1 (088.8) Авторы изобретения

Э. И, Гермер и Ю. Г. Бутко

Заявитель

Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВЫХОДА И СТЕПЕНИ ПРОВАРА МЯГКОЙ

И СРЕДНЕЙ СУЛЬФИТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ вара или выход целлюлозы в данный момент варками.

Степень разложения сернистой кислоты и бисульфита характеризуют одним из двух ме5 тодов:

1. По суммарному содержанию тиосульфата (одному из основных продуктов разложения), как находящегося в щелоке, так и образующегося из тетра- и пентатионата (также содер1р жащпхся в щелоке) в результате воздействия на них сульфита:

В свою очередь, тиосульфат, находящийся в щелоке и образовавшийся по реакциям (1) и (2), легко и быстро определяется обычным

2р иодометрическим титрованием:

2$,0з + I, - S4,06 + 2I

Таким образом, расход 0,01 н. 12 на конеч25 ное тптрование пропорционален степени разложения варочного раствора.

2. По содержанию сульфат-ионов в щелоке на данной стадии варки. Содержание сульфатионов может быть относительно быстро опреЗр делено методом кондуктометрического титроИзобретение относится к способу контроля степени провара и выхода средней и мягкой целлюлозы в процессе варки ее кислым сульфитным способом на натриевом, аммониевом и магниевом основаниях. Способ контроля процесса варки может найти применение как при периодическом, так и при непрерывном способе сульфитной варки, а также при производстве полуцеллюлозы и целлюлозы бисульфитным и нейтрально-сульфитным сНособами.

Известный способ контроля степени провара целлюлозы по рН варочпого раствора не обеспечивает точности контроля, что объясняется значительной сложностью процессов сульфптной варки, при которых кислотность щелока не находится в какой-либо определенной зависимости от степени провара, выхода или других важных показателей целлюлозы.

По предлагаемому способу контроля, с целью повышения точности контроля степени провара и выхода целлюлозы в процессе сульфитной варки (что позволит, в свою очередь, точно определять момент окончания варки и даст возможность получать более качественную целлюлозу без неоправданных потерь в ее выходе), определяют степень разложения сернистой кислоты и бисульфита в щелоке и по этой величине, с помощью предварительно построенной кривой определяют степень проS,0з +$0з - S,Ое + S 0ç . (1)

S,06 + 2$0з — э S,Ое + 2$,0з (2) 374403

Расход 0,01 и. иода, мл, па конечное титрование

Расход 0,1 и. Baal„ мл, па кондуктометрическое титрование (проба — 10 мл щелока) Выход целлюлозы, у от а. с. древесины

Степень провара целлюлозы, число Каппа без предварительной обработки пробы 0,1 и. иодом с предварительной обработкой пробы 0 1 и. иодом

1,а

1,6

52,4

18,2

0,75

1,14

4,06

49,7

10,6

1,13

1,61

4,69

49,3

2,19

6,2

1,57

5,94 вания. Причем в данном случае лучше пользоваться непосредственно величиной получаемого расхода 0,1 н. ВаС1е на титрование сульфат-ионов в пробе щелока, не прибегая к расчету содержания сульфат-ионов.

Первый из двух предлагаемых методов определения степени разложения точен, достаточно быстр, прост и не требует специальной аппаратуры. При наличии некоторого навыка в титровании он легко может быть освоен как лаборантами, так и рабоч|ими-варщиками. Поэтому данный метод может найти применение не только для контроля лабораторных и опытных варок, но прежде всего — непосредственно для производственного контроля.

Второй метод при точности, не уступающей первому, несколько более продолжителен (около 10 мин), а также требует наличия титровальной установки с кондуктометром. Этот метод легче реализовать в лабораторных, чем в производственных условиях. Однако данный метод может служить хорошей основой для создания полуавтоматических или автоматических приборов для определения уровня разложения варочного раствора и тем самым— для полуавтоматического и автоматического контроля за процессом варки целлюлозы.

Пример. Проводят серию кислых сульфитных варок на натриевом основании мягкой целлюлозы и целлюлозы средней жесткости.

Определяют степень провара и выход полученных целлюлоз, а также степень разложения сернистой кислоты и бисульфита в щелоках, соответствующих полученным целлюлозам.

Степень разложения серн истой кислоты и бисульфита в щелоках определяют и по суммарному количеству тиосульфата, и по количеству сульфат-ионов в щелоке.

Суммарное содержание тиосульфата определяют следующим образом.

1, а) В колбе емкостью 200 — 250 мл наливают 50 мл дистиллированной воды и пипетПо данным табл. 1 построены кривые, представленные на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 представлена кривая зав исимости степени провара целлюлозы от степени разложения щелока; на фиг. 2 — зависимость выхода целлюлозы от степени разложения щелока, кой вносят 2,00 мл анализируемого щелока.

Далее титруют 0,1 и. иодом (индикатор:

10/О-ный раствор крахмала), добавляют 5 мл

0,4 М. 1Х1азЯОз, подщелачивают 1 н. NaOH (индикатор: спиртовой раствор фенолфталеина) и выдерживают 1 — 2 мин. Затем в пробу добавляют 1 мл формалина и после перемеш ивания 10 мл 10 /О-ного СНзСООН. После этого добавляют 2 мл 1 /О-ного раствора крах10 мала и титруют со скоростью 2 — 3 капли в

1 сек 0,01 н. иодом при непрерывном перемешивании до окрашивания всего объема пробы серовато-синеватой окраской. Общее время оп р едел ения — 4 — 5 м ин.

15 1, б) Этот вариант отличается от варианта а отсутствием предварительного титрования пробы 0,1 н. иодом, которое необходимо для того, чтобы уменьшить возможность взаимодействия с 0,01 и. иодом (при конечном тит20 ровании) органических веществ щелока. Если точка эквивалентности ясно получается без этого предварительного титрования, то его можно опустить. В данном примере определение проводилось по обоим вариантам.

25 Содержание сульфат-ионов в щелоке определяли с помощью кондуктометрпческого титрования по известной методике, но несколько модифицированной. Модификация заключается в отказе от ианообмена (ионообмен необхо30 дим только в случае анализа щелоков на кальциевом или магниевом основании), введением операции нейтрализации щелока 1 н. NaOH до рН 4 — 5, варьированием величины пробы щелока в пределах 2 — 10 мл с таким расчетом, 35 чтобы исходное сопротивление не было меньше 1000 ом, в результате чего точка эквивалентности получается более заметной (конечный результат безусловно пересчитывается па один и тот же объем пробы) .

40 Полученные данные по определению степени разложения щелока обоими способами представлены в табл. 1.

Таблица 1

На фиг, 1 и 2 приняты следующие обозначения: кривая 1 расхода 0,01 н. иода с пред45 варительной обработкой пробы 0,1 н. кодом (вариант 1,a) кривая 2 расхода 0,01 н. иода без предварительной обработки пробы 0,01 н. иодом (вариант 1,б); кривая 8 расхода 0,1 и, хлористого бария на кондуктометрическое тит374403 рование сульфат-ионов (метод 2); точки О, соответствующие результатам первой серии варок; точки (, соответствующие результатам второй серии варок.

Затем была проведена вторая, аналогичная первой, серия варок, при которой были получены такие жс, а также несколько отличные по степени провара и выходу целлюлозы (за счет изменения времени стоянки на конечной

5 температуре), см. табл. 2.

Таблица 2

Расход 0,01 и. иода, л л, на конечное титрование

Расход 0,1 н. BaCI,, мл, на кондуктометрическое титрование (проба — 10 л л щелока) Выход целлюлозы, о от а. с. древесины без предвари тельной обработки пробы 0,1 и. иодом с предварительнои обработкой пробы 0,1 и. иодом

1,а

1. б

18,3

52,1

0,74

1,14

4,06

14,1

50,7

0,82

1,44

4,38

7,5

49,2

1,50

2,29

5,94

Зная степень разложения, соответствующую целлюлозам второй серии варок (см. табл, 2), и пользуясь кривым|и, полученными ранее по результатам первой серии варок (см. фпг. 1 и 2), определяют степень провара и выход целлюлоз второй серии, варок.

Степень провара и выход целлюлозы определенные по предлагаемому способу, хорошо совпадают с экспериментально определенными степенью провара и выходом целлюлозы (см.

10 табл. 3) .

Таблица 3

Степень провара, число Каппа

Выход, о, от а. с. древесины

Определение по кривым фиг. 1

Определение по кривым фиг. 2 по расходу

0,01 и. иода с предварительной обработкой, пробы 0,1 и. иодом по расходу

0,01 и. иода с предварительной обработкой пробы 0,1 н. иодом

1, а

1, б

1, а

18,3

18,2

32,1

18,3

18,2

52,4

52,4

52,4

14,1

15,9

13,2

13,8

50,7

50,2

50,9

50,6

7,5

7,0

6,2

49,2

6,0

49,3

49,2

49,3

Предмет изобретения бисульфит, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности контроля, определяют степень разложения сернистой кислоты и би15 сульфита известными методами и по величине разложения судят о выходе целлюлозы и степени ее провара.

Способ контроля выхода и степени провара мягкой и средней сульфитной целлюлозы в процессе ее получения путем обработки исходного целлюлозосодержащего сырья варочным щелоком, содержащим сернистую кислоту и

Степень провара целлюлозы, число Каппа

Найдено экспериментально по расходу

0,01 и. иода без предварительной обработки пробы

0,1 и. иодом по расходу

0,1 н. BaCI, на кондуктометрическое титрование

Найдено экспериментально по расходу

0,1 и. иода без предварительной ооработки пробы

0,1 и. подом по расходу

0,1 и. BaCI, на кондуктометрическое титрование

374403

Ф д Ъ з Р к мг

М к Ф Ф 4 Вг М

Редактор А. Батыгин

Заказ l608j15 Изд. № 334 Тираж 467 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская аб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 с

Ф д э

С»

Составитель С. Котова

Техред Л. Богданова

Корректоры: В, Петрова и Л. Луковцева