Способ получения волокнистого целлюлозного полуфабриката

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 69О1ОО Союз Советских

Социалистических

Республнн (61 ) Дополнительное к а вт. с вид-ву— (22) Заявлено1 9.04,77 (21) 2475910/29-12 (5 1 ) М. Кл. D 21 С 1/06 с присоединением заявки ¹â€”

Я 21 С 3/00

Гасударственный квинтет

СССР па делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.10.79. Бюллетень 4 37 (5Ä) УДК 676,1. .022:676. 1. .062 (088.8) Дата опубликования описания 10.10.79 (72) Авторы изобретения

М. А. Ианом, Г. С. Косая, Т. Я. Миронова, F.. Д, Перминов, В. В, Сметанин, В. E. Дрибноход и Л. Г. Лотова

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлознобумажной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО БЕЛЛЮЛОЗНОГО

ПОЛУФАБРИКАТА

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано при производстве высокосортных видов бумаги и картона.

Известен способ получения волокнисто5 го целлюлозного полуфабриката без применения соединений, вызывающих токсичные газовые выбросы, согласно которому древесину лиственных или хвойных пород сначала подвергают легкому водному гидроО то лизу при температуре 120-140 С, причем процесс ведут до выхода продукта 90-95% затем щелочной пропитке при 10-140 С и концентрации щелочи в растворе

15-25 г/л, полумассному раэмолу, промывке и последующему окислению массы перекисью водорода в щелочной среде при температуре 70-98 С и расходе окислителя 1,5-10% от веса абс. сухого волокюИ.

Такая обработка древесины позволяет получать полуфабрикат с высоким выходом, обладающий высокими прочностными свойствами.

Недостатком известного способа является высокое содержание лигнина в полуфабрикате. Высокое содержание лигнина затрудняет последующую отбелку полуфабриката и ухудшает его бумагообразующие свойства.

Белью изобретения является снижение содержания лигнина в целевом продукте.

Поставленная пель достигается тем, что в способе, включающем водный гидролиэ исходного пеллюлозосодержащего сырья, щелочную пропитку, размол и .окисление массы перекисью водорода при

75-95 С, согласно изобретению водный гидролиз ведут при 140-170 С, после которого последовательно проводят размол при температуре гидролиэа, окисление массы перекисью водорода н щелочную пропитку при 150-170 С.

Сущность способа заключается в следующем: проводят т1Одный гндролиз древесной щепы до выхода 90-92% (потеря вещества древесины в количестве 8-10% ) при 140-170©С в течение 15-60 мин

Таблица 1

Способ по прототипу

ЖМ пп

1 Выход после гидролиза, % 90,0 90,0 95,0

2 Расход перекиси водорода,%. 3 5 3

3 Содержанке лигнина в волокнистом полуфабрикате, %

5,0 17,0

7,0

4 Показатели механической прочности при степени. помола 60 ШР; (разрывная длина ) м .. 9700 9450 ° 9420 : ... сопротивление йзйому, число двойных перегибов... 2400 23. 00 1000 сопротивление раэдиранию, г 62 61 сопротивление прода вливанию, кг/смk - .. 50 52 51

3 69010 полумасснйй размол в две ступени при температуре гидролиэа; затем осуществля-. ют окисление массы перекисью водорода в щелочной среде при температуре 70-95 в течение 60-180 мин и расходе перекиси водорода -3-5% от массы абс. сухого волокне, рН-9-12 с последующей щелочной пропиткой с целью удаления продуктов окисления лкгнина, которую ведут при

150-170 С в течение 30-120 мин при концентрации щелочи 15-30 г/л. Затем массу промывают.

Промытую массу направляют на отбелку и изготовление раэличшйх видов бума« ги.

При этом способе получают волокнистый полуфабрикат с выходом 53-55%, содержанием лигнина порядка 5-77 со следующими прочностными свойствами при 20

Таким образом, предлагаемый способ позволиет получить из лиственной древесины волокнистый полуфабрикат, по своим прочностным свойствам близкий к сульфатной лиственной целлюлозе при одинаковом практическк, выхода, целлюпозы, но без применения сернистых соединений нли других каких-либо токсичных компонентов.

По сравнению с прототипом в волокнистом полуфабрикате, полученном по предлагаемому способу, резко снижается содержание лигнина - в 2,5-3,5 раза.

О 4 массе отливки 75 г/м к степени помола

60 ШР: разрывная длина - 9700-9500 м, сопротивление излому - 2000-2400 двойных перегибов, сопротивление раздиранию60-65 г, сопротивление продавливанкю5,0-5,2 кг/см .

Пример1.

Березовую древесину обрабатывали в следующих условиях: проводили водный гидролиз при температуре 170©С в те чение 15 мин,"полумассный:размол - в две ступени; окисление массы перекисью. водорода при температуре 70 С в течение

60 мин, расходе перекиси водорода -3% и 5% от веса або. сухого волокна, рН 113 щелочную пропитку при 160 С в течение е

60 мин при концентрации щелочи 25 г/л.

Результаты исследований приведены в табл. 1.

В предлагаемом способе при окислении древесины перекись водорода почти полностью расходуется и в промышленные стоки практически не попадает.

Пр имер.2.

Сосновую сревесину обрабатывали в тех жв условиях, в той же последовательности операций и с теми же расходами химикатов, что и в примере 1.

Результаты выполненных исследований представлены в табл. 2. о .Таблица 2

690100 пп

1 Содержание лигннна в волокнистом полуфабрикате, %

10,0

9,0

Показатели механической прочности при степени помола . 60 ШР: разрывная длина, м...

7500 8200

Сопротивление излому, число двойных перегибов... сопротивление раздиранию, г сопротивление продавливанию, кг/см >

800

3,1

3е 0»

Пример 3.

Способ полностью воспроизведен по усло-виям примера 1 иа осиновой древесине. Ре зультаты этих опытов оме»цены в табл. 3.

Таблица 3

1 Содержание лигнина s волокнистом полуфабрикате, %

4,0

Показатели механической прочности при степени помола

60 ШР: разрывная длина, м». 9200

9600

2800 сопротивление излому, чйсло двойных перегибов

2500 сопротивление раздиранию, r

70. сойротивление продавливанию, кг/см <

5,0

Руьта Rcc6 0BBkmA приведены в табл. 4.

Как видно из данных, приведен @ай. в таба. 1 и 2, способ бо.. лее пригоден для лиственной древесины.

Пример 4.

Березовую древесину обрабатывали. в следую»цнх условиях: проводили водный гидролиз при температуре 140, 150, 160 и 170 С в течение 60, 40, 20 и 15 мин соответственно: полумассный размол - в две ступени; окисление массы перекисью водорода при температуре 70 С в течение

60 мин и расходе перекиси водорода 3% от веса обс. сухого волокна рН -11; meлочную пропитку при температуре 160 С в течение 60 мин при концентрации щелочи 25 г/л.

6 .. 01 ОО

Таблица 4

¹ пп

160 170 зат

40

20 15

95 5 94 0

90,6 90,0

9,2

8,2

7,6 70

4,5 4,7

4,8

5,0

120

60 30

75 5,0

7,5

9700 9400

9200

2400 2050

62 .60

5,0 5,2

4,5

1 Продолжительность гидролиза, ми не ° е

2 Выход после гидролиза, %

3 Содержание лигнина в волокнистом полуфабрикате, %

4 Показатели механиче кой прочности при степени помола

60olIJP и массе отливки 75г/м разрывная длина, м. сопротивление излому, число двойных перегибов сопротивление раздиранию, r сопротивление продавливанию, г/см е

Пример 5. зо

Березовую древесину обрабатывали следующим образом: проводили водный гидролиз при температуре 170оС в течение 15 мин; полумассный размол - в две ступени; окисление массы перекисью водорода при температуре 70оС в течение

Продолжительность щелочной пропитки, мин

Содержание лигнина в волокнистом полуфабрикате, %

Показатели механической прочности при степени помола

60 ШР и массе отливки

75 г/м: разрывная длина, м сопротивление излому, число двойных перегибов сопротивление раздиранию, г сопротивление продавливанию, кг/см

8900 8950 9000 9700

1800 1 900 2000 2400

61 65 60 62

60 мин и расходе перекиси водорода 3% от веса абс. сухого волокна рН 11; щелочную пропитку при температуре 15Î.С, о

160 и 170 С в течение 120, 60 и

30 мин соответственно при концентрации щелочи 25 г/л. Результаты Исследований приведены в табл. 5.

Таблица 5

10 в течение 180, 120 и 60 мин соответственно, расходе перекиси водорода 3% от веса вбс. сухого волокна, рН 11; щелочную пропитку вели при температуре

160 С в течение 60 мин при кондентраыии прелочи 25 г/л. Результаты исследований приведены в табл. 6.

690)

Пример 6.

Березовую древесину обрабатывали в следующих условиях.. проводили водный гидролиэ при температуре 170 Ч в течение 15 мин; полумассный размол — в две ступени; окисление массы перекисью водорода при температуре 70, 80 и 95 С Таблица 6

1 Продолжительность окислительной обработки, мин

180 1 20 60

5,9

5,2 4,4

3 Показатели механической прочности при степени помола 60 ШР и массе отливки 75 гlмх: разрывная длина, м сопротивление излому, число двойных перегибов сопротивление раздиранию, г сопротивление продавливанню, кг/см

5,0 5„2

4,8

Сравнительные данные предлагаемого способа, сульфатного s cnoсо ба-прототипа

35 це 7.

Таблица 7

Показатели

6,0 5,0 4,0 5,0 16,0 14,0

200 9300 9100 9000 9420 8600

2100 1000

62 75 85 80 68 71

5,2 5,0 5,0 5,3 5,1 4,5

2 Содержание лигнина, %

Содержание лигнина в волокнистом полуфабрикате, %.

Показатели механической прочности при степени помола 60 1IiP: разрывная длина, м сопротивление излому, число двойных перегибов сопротивление раэдиранию, г сопротивление продавливанию, кг/см

9080 91 00 9250

2150 2100 2160

65 ° 62 64 представлена в табл и11 690100 12

Как видно из приведенных данных пред- ный гидролиз исходного пеллюлозосодерлагаемый способ позволяет получать из жащего сырья, щелочную пропитку, размол лиственной древесины целлюлозный полу- и окисление массы перекисью водорода фабрикат близкий по прочности к сульфат. при 70-95 С, о т л и ч а ю m и и с я ной целлюлозе, но более прочный, чем 5 тем, что, с целью снижения содержания полуфабрикат по прототипу. лигнина в целевом продукте, водный гид-

Экономический эффект при внедрении ролиэ ведут при 140-170 С, после котопредлагаемого способа на заводе мощ- рого последовательно проводят размол при ностью 100 тыс. тонн целлюлозы в год температуре гидролиза, окисление массы составит 6-7 миллионов рублей в год. 10 перекисью водорода и щелочную пропитку при 150-170 С.

Источники информации, принятые во

Формула изобретения внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельстно СССР

Способ получения волокнистого целлю- >S М 558081, кл. Q 21 С 1/06L121C 3/00, лозного полуфабриката, включающий вод- 1974.

Составитель А. Моносов

Редактор Н. Грязнова Техред H. Бабурка Корректор М. 1Нарсщи

Заказ 5920/26 Тираж 443 Подписное

Ш1ИИПИ 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