Способ обработки целлюлозной массы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

«ii84 7932 (61) Дополнительный к патенту (51}М. Кл з (22) Заявлено 290373 (21) 1900403/29-12 (23) Приоритет - (32) 30. 0 3. 72 (31) 42 5 1/72 (33) Швеция

О 21 С 9/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1507.81. Бюллетень Мо 26

Дата опубликования описания150781 (53) УДК 676.1.023.

° 1(088.8) Иностранцы

Гете Норберг и Ганс Олоф Самуелссон, (Швеция ) (72) Авторы изобретения

Е

Иностранная фирма

"Мо Ох Домсье AB" (Швеция ) (71) Заявитель (54). СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к способу обработки целлюлозной массы и может найти применение в целлюлозно-бумажной промашленности.

«5

Известен способ обработки целлюлозной массы путем ее варки, промывки, отработанным отбельным раствором, пропнтки щелочью в присутствии ингибито- ров окисления целлюлозы и отбелки кислородом Г11.

Недостатком данного способа является невысокое качеСтво обработанной целлюлоз ной массы, Цель изобретения - уулчшение качества целлюлозной массы.

Цель досткгается тем, что целлюлозную массу, полученную путем варки, промывки отработанным отбельным раствором, пропитки щелочью в присутст вии ингибиторов окисления целлюлозы и отбелки кислородом, на стадии .пропитки подвергают избыточному давлению равному 3-30 кг/см .

В предлагаемом способе можно применять щелочной, нейтральный или кислый процессы варки целлюлозы с варочными щелоками, содержащими натрий

s качестве главного металлического катиона. Примерами таких процессов являются кислые сульфитные варочные, процессы, нейтральные сульфитные варочные пр оцессы, щелочные сульфитные варочные процессы, многоступенчатые варочные процессы по сульфитному методу, а тйкж варочные процессы сульфат ные, поли сульфидные, содовая варка (с одним натрием), кислородщелочная варка и кислороднобикарбонатная. Способ также включает получение массы по непрерывному способу варки древесины, находящейся под избыточным давлением от большей части варочного щелока, путем вытеснения его отбельным раствором из стадии кислородногаэовой отбелки, после чего массу, находящуюся все еще под избыточным давле; ннем, импрегнируют химикалиями, необхадиьыми для кислородно-газовой отбелки. Стадию импрегнирования проводят в двух зонах таким образом, что водштй раствор, содержащий ионй магния, например сернокислый магний, хларистый магний, ацетат магния и комплексные магниевые соли, вводят в первую зону а во вторую зону - раствор щелочной с такой величиной рН, что происходит осажцение труднораствориьых магниевых соединений, например, 847937 гидроокиси и карбоната магния. Особенно целесообразно вводить в первую зону отработанный раствор, содержащий ионы магния и дополнять его добавлением, например, сульфата, карбоната или окиси магния. Когда применяют трудно растворимые ссли магния то

/ они должны быть в контакте с отработанным отбельным раствором в течение периода времени, достаточного для достижения почти полного растворе ния, до подачи отработанного раствора, содержащего окись магния, в зону импрегнироваиия. Время контакта т акже з ави сит от раз мера частиц солей и эффективности смеси, причем достаточное время контакта составляет 5- 35

60 мин. Обушю загрузку магниевых солей лучше регулировать так, чтобы общее количество магния в растворенном и осажденном состоянии, оставшееся в массе после конечного импрегнирования, щ составляло. 0,05-1%, лучше 0,05-0, ЗЪ, считая на MgO и сухой вес массы. Целесообразно выбирать условия во время импрегнирования. таким, чтобы часть магниэиального содержимого находилась в осажденном состоянии, например в виде гидроокиси, а часть в растворенном виде, лучше в виде комплексных магниевых соединений и комплекс связан с органическими жидкостями типа гидрооксикислот и кислот, содержащих не менее двух карбоксильных групп, присутствующих в отработанной жидкости. Для получения оптимального результата необходимо чтобы после конечной стадии импрегнирования в мас- 35 се содержалось растворимой магнезиальной соли не менее 0,03, лучше

0,05-0,1 вес.% MgO, считая на сухую массу. На первой стадии импрегнирования большая часть магнезиального gg содержания, а лучше все содержание должно находиться в растворенной форме для того, чтобы масса была равномерно импрегнирована и получен оптимальный эффект в стадии кислородной отбелки.

В некоторых случаях целесообразно добавлять в отработанный отбельный раствор другие комплексообразователи, например, полифосфаты или умеренное количество азотистых поликарбоновых кислот, лучше те, которые дают сравнительйо слабые комплексы с магнием, например амино-диацетилуксусную кислоту или нитрилтриацетилуксусную кислоту и к массам, содержащим кобальт добавлять небольшое количество, íà- 55 пример 0,1 кг, этилендиамина на тонну массы. Процесс импрегнирования предI шествующий стадии промывки, осуществляют известным образом в непрерывно работакщем варочном аппарате или другом известном аппарате, в котором массу проьывают под избыточным давлением, например, в диффузорах пад давлением. Стадию промывки осуществляют путем вытеснения отработанного варочного щелока отработанным отбельным раствором из стадии кислородногазовой отбелки, т. е. водным раствором, содержащим отработанную жидкость стадии кислородной отбелки. Этот отработанный отбельный раствор содержит также и другие растворы, например, от IlpoMHBKH отбеленной кислородом массы конденсаты и другие промывные жидкости, полученные, например, из стадии промывки, полученных после других стадий отбелки или из регенерации адсорбционных агентов, на которых адсорбированы органические вещества известным образом, Степень отправки массы от варочного щелока регулируют так, чтобы большая часть органических веществ отработанного варочного щело.ка вытеснялась из массы и возвращалась в систему регенерации химикалий или в варочный котел, тогда как меньшую часть, целесообразнее 1-20 кг, лучше

1-10 кг на 100 кг сухой массы, направляют на стадию кислородно-газовой отбелки. Стадию проьывки лучше проводить в нескольких промывочных зонах и отработ анную жидкост ь с большим содержанием сухих веществ, отобранную из первой зоны направляют в систему упаривания и затем в систему сжигания, тогда как отработанная жидкость. из последней эоны используется как компонент в варочном щелоке. Отработанные жидкости могут подвергнуты стадии мокрого сжигания, которые про,изводят без предварительного упаривания уже известным способом. Для получения хорсшей экономии тепла целесообразно отмявать отработанный отбельный раствор из массы после газо- кислородной отбелки противоточно, так что в отбельном растворе получается высокое содержание органических ве ществ. Особое преимущество, достигаемое от поддержания избыточного давления во время процесса импрегнирования массы состоит в том, что облегчается транспортировка целлюлоз ной массы через зоны импрегнирования и в аппарат кислородной отбелки после конечной зоны импрегнирования. Равно мерное отбеливание с меньшим разложением кислых карбонатов достигается при импрегнировании щелочью под давлением. Давление во время импрегнирования равно 3-30 кг/см, лучше 520 кг/см . Температура, при которой варочный щелок выьывается отбельным раствором может быть в пределах 17050 С, высокая же температура вызывает быстрое вытеснение варочного щелока.

При варке массы щелочным способом, например, сульфатным, лучше подцерживать температуру в пределах 150-80 С, тогда более низкие температуры целесообразно применять для варки в кислой среде, например, при варке по сульфитному способу порядка 110-50 С. Те же пределы температур как при вытес847932 ненни варочного раствора иэ массы могут .быть использованы в зонах импрегнирования. Однако при импрет нировании щелочью целесообразно пользоваться более низкой температурой 130-700Ñ. В случае варки в кислой среде целесообразно поддерживать температуру порядка 30-1000С,лучше 40-60 С.

Стадию импрегнирования, на которой массу обрабатывают водным раствором, содержащим ионы магния, можно успешно осуществлять таким образом, чтобы водный раствор циркулировал через зону импрегнирования и пополнялся добавлением магниевых соединений и когда в процессе импрегнирования полу" чается избыток жидкости, то его сбра- 15 сывают из циркуляции и подают в пропроцесс промывки, т. е. для вытеснения варочного щелока из массы. Это осуществляют в отдельной конечной зоне проьивки или путем смваивания избы- 20 точной жидкости с отработанным отбельным раствором из стадии кислородногазовой отбелки. После прохода через зоны импрвгнирования ее подают в реактор для отбелки кислородным газом.

Это осуществляют путем выгрузки массы обычным образом иэ варочного котла и отдельных резервуаров, например непрерывно работакщих диффуэоров или т.п,, где расположена конечная зона импрегнирования, и приведения массы в контакт с окружающим воздухом, после чего массу подают в реактор для отбелки кислородным газом. В качестве щелочи испольэYют Гидроокиси щелочных З5 металлов, например гидроокись натрия, другие щелочно реагирукщие соли щелочных металлов, такие как натриевые соли и их смеси. Особенно подходящими солями являются карбонат натрия, бисульфит натрия, сульфид натрия и 40 гидросульфид натрия. Растворы, содержащие несколько компонентов, например, белый щелок, зеленый щелок и их смесь могут также быть использованы в данном способе. В отнсшении химического 4 баланса систвьы щелочь.целесообразно применять в форме .белого щелока или смеси белого щелока с едким натрием и/или карбонатом натрия. Если главными компонентами щелочной загрузки явля- р ются едкий натрий и сульфид натрия, то кислродно;-газовая отбелка успешно может проводится прн 90-1200C. При использовании же зеленого щелока, карбоната и гидрокарбоната натрия температуру поддерживают порядка 100140©С..Если применять сульфид.или сульфидсодержащие растворы и/или зеленый щелок, то целесообразно окислять сульфиды полностью или частично известным приемом на стадии првдвари-. 60 тельной обработки, в результате чего получают этилсульфид и/или сульфат.

Стадию предварительной обработки лучше проводить в качестве отдельной стадии, на которой сульфиды окисляют 65 перед контактом сульфидсодержащих растворов с подлежащими отбелке массами, при этом стадия окисления может быть после стадии импрегнирования.

Стадия предварительной окислительной обработки дает уменьшение расхода кислорода во время последующей стадии отбелки. Стадию окисления проводять воздухом или кислородом при атмосферном или избыточнЫм давлением.

Данную стадию ведут в присутствии в качестве. инициатора перекиси водорода .

B систему вместо сульфидсодержащего раствора можно вводить элементарную серу и в комбинации с окислительной обработкой сера в щелочном растворе быстро реагирует с сульфидом с образованием полисульфида. Это особенно целесообразно при применении кислой варки, например, для сульфитных масс.

Избыток щелочной импрегнирующвй жидкости целесообразно испольэовать s зоне импрвгнирования в присутствии. щелочи, что обеспечивает равномерность импрегнирования. Избыточную жидкость из этой стадии можно подавать в процесс варки или испольэовать для приготовления свежего варочного щелока путем введения ее на нужной старщи в процессе регенерации химикалий. При производстве сульфатной массы применение белого щелока по желанию сочетают с едким натрием или карбонатом натрия, при этом избыток жидкости можно эффективно испольэовать при варке беэ химической обработки на промежуточной стадии.

Пример 1. Сосновую щепу подвергают варке обычным способом в зоне непрерывно работающего котла для сульфат ной варки. Полученную массу с числом Каппа 30 непрерывно подают в зону проьывки, разделенную на две эоны A и Б, в которых массу, поступающую нэ зоны варки, обрабатывают противоточно отбельным раствором.

Содерждние сухего вещества в отработанном отбельном растворе составляет 1В. Варочный целок, смешанный с отбельным раСтвором, отбирают яз нижней части зоны Б. Отобранную жидкость, составляющую 2 м на тонну массы, возвращают на стадию варки.

Отработанжй варочный щелок отбирают из верхней части зоны A и разбавляют вытесняеьаий отработанным отбельным раствором. Содержание органической части в жидкости составляет 16%. 3атвм жидкость направляют на стадию< упаривания и сжигания. Температуру в зоне проьивки поддерживают порядка

130ОС, а общее время, пребывания мас-. сы составляет около 5 ч, Общее количество отработанного отбельного раствора,.подаваемого в зоны проьывки, равно 3 м на тонну массы. Затем массу из эоны проьывки направляют в первую зону *мпрвгнирования, где массу импрегнируют циркулирующей жидкостью, 8479 32

Формула изобретения

Составитель В. Безбородова

Редактор Е. Дорошенко Техред Н. Келушак Корректор М. Шароши

Заказ 5555/89 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ 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 содержащей главным образом отработ анный отбельный раствор, но содержащий также некоторый процент отрабо-. танного варочного щелока, сопровождающего массу в зону импрегнирования, в которую пропускают около 30 кг на тонну массы растворенных органических .. веществ варочного раствора. Циркулирукщую жидкость пропускают через буферный реэевуар и здесь смешивают с сульфитом магния, растворенным в циркулирующей жидкости. Полученный раствор закачивают в зону импрегнирования и вытесненный раствор удаляют по трубопроводу и возвращают в буферный резервуар. Избыток раствора удаляют по трубопроводу. Количе- 15 ство загружаемого магния, считая на М90, составляет 2 кг на тонну сухой массу. Температура в зоне импрегнирования 110оС и концентрация массы 15%, а время пребывания 60 мин. Массу рав- 2О номерно передают из зоны импрегнирования в другую зону импрегнирования, где массу обрабатывают щелочью, растворенной в растворе, содержащем главным образом отработанный отбвльный раствор, полученный на стадии кислородно-газовой отбелки. Щвлочь загружают в виде 35%-ного едкого натрия в буферный раствор в количестве 25 кг едкого натрия на тонну сухой массы. Разбавленный раствор, полученный в буферном резервуаре подают в зону импрегнирования, а вытесняемую из зоны жидкость возвращают в резервуар и пополняют едким натрием. Температуру в зоне импрег— нирования подцерживают 95оС, концент рацию массы 15% и время пребывания в зоне 60 мин. Избыток жидкости удаляют по трубопроводу и используют для вытеснения отработанного вароч- 40 ного щелока из массы или для приготовления варочного щелока. Отработанную целлюлоэную массу выгружают из зоны импрегнирования под собственным давлением в реактор для кислородно- 4 газовой отбвлки. Массу обрабатывают в реакторе кислородом под парциаль.ным давлением 4 кг/см 30 мин при

1000 С. Отбеленную массу проьывают водой противоточно дпя извлечения отработанного отбельного раствора, который непрерывно возвращают в про"., цесс. После прохода через эту стадию отбелки получают массу с числом Каппа 14 и степень белезны 44 по SCAN что соответствует снижению числа

Каппа на две единицы и увеличению степени белеэны на 4%> в сравнении с обычной отбелкой с такой же загрузкой щелочи..

Пример 2. Варку массы прово-, дят до такого жв числа Каппа, как в примере 1, и обработку ведут аналогичным образом, за исключением того, что вместо едкого натрия используют белый щелок с сульфидностью 35%. Количество загруженной щелочи вычисляют по кислотному титрованию до рН 10.

Загруженную щелочь вычисляют как

ИаОН, хотя сульфид и карбонат также входят как активные химические компоненты. Белый швлок содержит щелочь, считая на NaOH, 130 r на литр. Для поучения такого же числа Каппа, как при загрузке 25 кг NaOH, на тонну массы, загрузку увеличивают до 28 кг

NaOH по укаэанному определению, Степень белезны отбеленной массы такая же как при использовании чистого ед кого натрия.

Способ обработки целлклозной массы путем варки, промывки отработанным отбвльным раствором, пропитки щелочью в присутствии ингибиторов окисления целлюлозы и отбелки кислородом, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества массы, пропитку щелочью осуществляют под избыточным давлением, равном 3-.

30 Kl /см .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 374402 кл. 0 21 С 3/02, 1969 (прототип).