Способ приготовления раствора полисульфида натрия для варки целлюлозы
А. П. Пот апе нко, Н. И. Иалахо в а, И. К. Мороз, Г. П. Чебли на, В. Ф. Разнатовская, 6. Г. Горячий, Л. А. Рохлов и И. И. Селюжицкий (72) Авторы
«зобретевия
Украинское научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности /;-! (71) Завввтель (54} СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ПОЛИСУЛЬФИДА
НАТРИЯ ДЛЯ ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Изобретение относится к способам получения целлюлозы с использованием растворов полисульфида натрия, в част.
НосТН целлепозы для электроизоляционных видов бумаги.
Установлено, что волокнистый полуфабрикат для конденсаторной бумаги, полученный полисульфидным способом варки, обладает улучшенными размольными и бумагообраэующими свойствами.
ie
Однако промышленное освоение полисульфидной варки существенным образом зависит от эффективности полисульфидного раствора.
Известно, что при растворении серы в белом щелоке происходят значительные потери ее, т.е. не вся сера находится в щелоке в виде активных компонентов - полисульфида и сульфида натрия. Часть ее расходуется на образование неактивного компонента щелока - тиосульфата.
Кроме того, при хранении полисульФидные растворы быстро разлагаются
2 либо в результате теплового процесса, либо в результате окислительных про. цессов.
Известно, что при добавлении специально приготовленного раствора полисульфида к белому щелоку перед варкой достигается больший эффект, чем в случае введения серы в белый щелок е j.
Известен способ получения варочного щелока, содержащего полисульфид и гидроокись натрия, согласно которому окислительно-восстановительные реакции происходят на катализаторе.
Окислителем является кислород, воздух или смесь кислорода с другими газами, восст ановит елем - сул ьфид или гидросульфид натрия в водном растворе. 8 качестве катализатора используется никель, железо,, кобальт, серебро, платина, окись или двуокись марганца, окись железа, окись никеля, сульфид кобальта или их смеси. В качестве но. сителя используют углерод, активиро3 90711 ванный уголь, пластифицированный асбест др. (" ).
Недостатком такого способа является то, что в белый щелок попадают час тички активированного угля, которые при варке сорбируются целлюлозой и впоследствии трудно отделяются при очистке. Для электроизоляционных видов целлюлозы наличие их недопустимо. 1О
Известен способ приготовления полисульфидных растворов, согласно которому элементарную серу растворяют при нагревании в растворе едкого натра при концентрации NaОН 232,5 г/л в is ед. Йа20, причем молярное соотношение серы к едкому натру составляет 0,2(3).
Недостатками полисульфидных растворов, полученных известным способом, являются нестабильность раст воров 20 при их хранении и разбавлении, а также низкий выход активных компонентов полисульфидного щелока, Цель изобретения — повышение стабильности раствора при хранении.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления раствора полисульфида натрия для варки целлюлозы путем растворения элементарной серы в растворе едкого натра при повышенной температуре, растворение осуществляют при молярном соотношении серы к едкому натру
0,45-1,5, а также при концентрации едкого натра 200 — 600 г/л в ед. Na> 0, Пример 1 В стеклянную колбу с обратным холодильником заливают 50 мл раствора едкого натра концентрацией 511,0 г/л Ма О и при перемешивании добавляют 37 r элементарной серы. Периодически перемешивая, колбу с содержимым выдерживают на кипящей водяной бане до полного растворения серы (90 мин) . Раствор приобретает оранжевую окраску.
Характеристика раствора полисульфида представлена в табл. 1.
Раствор полисульфида применяют для получения варочного полисульфидного щелока.
Количество абсолютно сухой ще пы, r
1:4
Гидр о модул ь
Продолжительность подъема температуры от 70 до 165 С, ч
Продолжительность варки при температуре 165 С, ч
Н-фактор
1530
Расход активной щело25 чи в ед. Иа.0, I к абсолютно сухой щепе 21
Варки отличались по расходу эффективной щелочи.
Показатели, характеризующие состав варочного щелока и технико-экономические показатели целлюлозы, изготовленной с использованием полисульфида натрия, полученного по предлагаемому способу, приведены в табл.2,. Таким образом, применение поли3S сульфидного раствора при варке эле.ктроизоляционной целлюлозы в каждом из приведенных вариантов позволяет получить готовый продукт с высокими технико-экономическими показателями
Пример 2 ° В стеклянную колбу с обратным холодильником заливают 50 мл раствора едкого натра концентрацией 511,0 г/л ед. Nag0 и при перемешивании добавляют 25 r элементарной серы. Периодически перемешивая, выдерживают колбу с содержимым на кипящей водяной бане до полного растворения серы (60 мин) . Раствор приобретает оранжевую окраску.
Характеристика раствора полисульфида приведена в табл. 3.
Полученный раствор полисульфида используется с белым щелоком для варки целлюлозы.
В табл, 4 представлена характеристика полисульфидных растворов.
Как видно из данных, представлен-. ных в табл. 4, концентрированные
Выполнено 3 варианта варки целлюлозы для электроизоляционной бумаги, в которых расход всей серы по отношению к щепе был одинаковым. 1-й вариант - варочный щелок готовили и3 раствора едкого натра и лолисульфида, полученного по предлагаемому способу. 2-й вариант — варочный ще8 4 лок готовили из белого щелока сульфидностью 30., и того же раствора полисульфида. 3-й вариант — варочный щелок готовили из белого щелока сульфидностью 40 и того же раствора полисульфида.
При осуществлении указанных вариантов варки одинаковыми выдержаны .! следующие параметры понента щелока - возрастает почти s
2 раза.
Концентрация, гlл, ед. серы
Компоненты
Содержание, Cg
108,5
24,2
59,3
288
16 5 триосул ьфат
Отношение серы 0,27 поли сул ь фид
Таблица2
T 1
1 Выход
I целлало- эы к а. с, древ., Степень
ВязОст аточная эффективн. щелочь, к а.с.
Задано в автоклав на варку кост ь
0,8ь н. а. оастдели гнифнкации, ВариПолисульфид, в ед.
S зфф,. щелочи ° к а.с. древ.
Акт. ед.
Каллас щелочи, к а с. древ ант вора ц-зы, дре в. нлз
31,50 - - 9 ° 34 21,0 21,0 19 ° 3 47,0 2о,4 900
2 22,05 9,45 4,66 4,5 21,0 17,9 17,9 46,5 30.4 850
3 18,9 12,60 6,5 2,87 21,0 16.9 15ý9 46,5 34,4 900
Таблиц а 3
Концентрация, г/л в ед. серы
Содержание, 3
Ко мпоне нт ы
31,2
Сул ьфид н ат ри я
Полисульфид натрия
Тиосульфат натрия
57,0
203
41,6
11,8 тиосульфат
Отношение серь полисульфид 0,205
5 9071 растворы полисульфидов при хранении в контакте с воздухом практически не изменяются в течение 10 счт. Раз. бавление водой в 2 раза не снижает стабильности полисульфидных раст воров в течение 3-х сут. И только по истечении 10-ти сут концентрация тиосульфата натрия - неактивного комСульфид натрия
Поли суп ьфид натрия
Тиосульфат натрия
8 табл. 5 показано изменение концентрации основных компонентов неразбавленных и разбавленных полисульфидных растворов в зависимости от продолжительности хранения.
Таблица .1
907118
Таблица
511,0
232,5
511,0
0,2
О, 17
217,0
288,0
21,3
203 0
80,6
80,0
80,0 ч1,6
l6,1
0,277
0 755
0,205
Свойства раствора полисульфида натрия
Концентрация Na ОН, г/л ед. Na 0 сера
Иолярное соотношение М ОН
Ма ОН
Концентрация Na Концентрация Na>S, г/л, в ед. серы 13,6 Концентрация полисульфида, г/л, в ед. серы Концентрация Na Концентрация Na S@0>, г/л в ед. серы сера тиосульфат Отношение сера полисульфид. 215,0 111,0 907118 Е0 ФЧ ф1 » Ю CO » Фб ФЭЭ ФЧ ФСЭ ФЧ Ю «I С3 C>I CI Ф б I г г )3 г д 1 а а : f)i l3e I>4 ° Ф\ ° Ф ° C4l CO Ф 4>б CO -Ф C>l 1 б 1 I ! 1 I ! Ф I б б 1 I Э б Э I 1. » \ Д С3 «3 б-. C X P Тс » Ц 6 и ай к г 14Э ° ° . C ф P ф и с с Д»с. е Я. М I- 14 И СЭ 34 В Ф чл ",й «и а ° ФС З P е Fc Я »>. 3 и IC 111 33 4» I р а о СЭ 1> ° б Ф ° ФЭ ФЭЭ » Эсс 43 CI 4О » Ю Ю Ю CI IA С>4 CI ФЭ Э Ю C>I » CI C> ° Ю 44 СЪ уФ и 4 Я СЭ СЭ и 8 Ф 1 1 1 1 1 1 Э 4 Ф б Ф 1 I I Э 1 1 4 Ф Э Ф 1 1 I 1 I Э Э Ф Э I б б Ф 1 1 I 1 1 1 б I б б Э I 1 I б 1 Ф Э I Ф 1 1 Э б Э 1 1 Составитель А. Ионосов Редактор О. Половка Техред T.Маточка КорректоР С, Шекмар Заказ 530/36 Тираж 401 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 11 9071 Формула изобретения 1. Способ приготовления раствора полисульфида натрия для варки целлюлозы путем растворения элементарной серы в растворе едкого натра при по вышенной температуре, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности раствора при хранении, растворение осуществляют при молярном соотношении серы к едкому натру 0,45 - 1,5. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что раст ворение 18 осуществляют при концентрации едкого натра 200 - 600 г/п в ед. Na„0. Источники инФормации принятые во внимание при экспертизе Патент Швеции М 160736, кл. 55 в, 1957. 2. Патент ФРГ Н 2151465, кл. 0 2 I С 11/00, 1977. 3. Journal of the Japanese Techniсаь Assotiation oF Pu@ апд Paper Industry. 1963, 17, Р 11, р. 22-26 (прототип) .0 
