Способ кисловки целлюлозы для химической переработки

 

Союз Советскнк

Соцналнстнчесннк

Республик.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 03. 11.80 (21) 3001193/29-12 с присоедииеииеее заявки,% (5I)M. Кл.

Ввраврстеанвй кенктет еСС1 ав делан «зебретеивЯ и еткрыткЯ

D 21 С 9/10 (23) и рноритет

Опубликовано 07.06.82. бюллетень pg 21

Дата о@убликования описания 07.06.82 (5З) УДК 676-1°. .023.1 (088.8) В.A. Добры

В.А. Диевск (72) Авторы изобретения

И.В. Изъюрова, В.П. Семенов, H.À. Русина, О.И. Ваповалов, и В.В. Кревцов

Ленинградский технологический б маж люлййо,институт ц

1 у нои прониепенности и Всесооеиое неунйопроизводственное объединение целлюлозно-бумажной * промышленности (71) Заявители (54) СПОСОБ КИСЛОВКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ХИИИЧЕСКОЯ

ПЕРЕРАБОТКИ

Изобретение, относится к получению целлюлозы для химической ïåреработки и может быть использовано для повышения реакционной способности целлюлозы при ее переработке на эфиры целлюлозы.

Целлюлоза для химической перера" ботки должна содержать минимальное количество зольных элементов, прежде всего ионов кальция„ железа, меди и марганца, снижающих ее реакционную способность.

Для снижения зольности целлюлозы после отбелки проводят кисловку различными способами, в частности ny" тем обработки беленой целлюлозы растворами сернистой или соляной кислот 11).

Недостатком известного способа кисловки является низкая степень извлечения ионов железа, меди и марганца.

Известны способы кисловки целлюлозы для химической переработки путем введения в кислый раствор различных добавок, например ксннплексообразователей типа гексаметафосфата натрия (-2) или веществ иэ класса полиаминокарбоксильных кислот (3).

Недостатками известных способов являются неполнота извлечения некоторых труднокомплексуемых ионов,высокая стоимость и сложность синтеза используемых добавок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ кисловки целлюлозы для химической переработки путем обработки беленой целлюлозы восстановителем.

Согласно этому способу в качестве восстановителя используют водный раствор двуокиси серы. Кисловку указанным восстановителем осуществляют в две ступени при концентрации массы 133, температуре 12-25 С, в течение 15-360 мин при рН 3,0-3е5е причем на первой ступени восстановитель берут в количестве 0,75 „ а на

933847

Таблица 1

Содержание в исходной целлюлозе, вес.3

Способ кисловки

Зольный элемент

Известный, рН 3,0 температура 20 С, время

60 мин, расход .10а

Предлагаемый

Расход продукта взаимодействия гидроксиламина и соляной кислоты, мас.4

16 рН 3,4

8,0 рН 3,6

0,2 рН 4,1

2,0 рН 3 9

6,9 10

1,5»10

0 75. 10-3

7 ° 10

7,7 10

5 2.,10 3

1,6 10

Кальций 9,6 10"

Железо 8,6 10

7,3 10

7,6" 10

1,1 ° 10

7,1 ° 10

2,6 ° 10 3

1,1 10

1,6 10 3

1, ° 10

Медь. 2,35 10.Марганец 2,32 ° 10

0,15" 10 0,1 10

0,096 10

0,2 10

0,86. 10 второй - в количестве 0,253 (все от массы абсолютно сухого волокна) (4).

Такой способ хотя позволяет снизить содержание ионов меди в беленой целлюлозе, но в недостаточной мере способствует удалению ионов железа

° и марганца, что приводит к получению целлюлозы с высокой зольностью,снижающей качественные характеристики получаемых в результате ее химической переработки эфиров.

Цель изобретения -, снижение зольности целлюлозы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу кисловки путем обработки беленой целлюлозы восста- . новителем B качестве восстановителя используют продукт взаимодействия гидроксиламина с минеральной кислотой в количестве 0,004-164 от массы абсолютно сухого волокна.

В качестве минеральной кислоты используют соляную кислоту или ее смесь с сернистой кислотой.

Гидроксиламин (ИН ОН) обладает щелочным характером и поэтому взаимодействует с различными кислотами с образованием солей, например

%1 ОН.HCI.

При проведении кисловки минеральными кислотами без добавок степень десорбции зольных элементов из целлюлозы прямо пропорциональна величине кислотности среды, т.е. в этом случае механизм десорбции имеет преимущественно обменный характер: происходит замена иона металла на катион водорода.

Продукт взаимодействия гидроксиламина и минеральной кислоты способен удалять ионы металлов из целлюлозы более эффективно, так как он, во-первых, восстанавливает ионы переменной валентности, например ион

Fe в Fe, растворимость солей и

3ф 2+

1О оснований которых значительно выше, и, во-вторых, является комплексообразователем, что позволяет лучше удерживать катионы металлов в растворе и препятствует их осаждению на

15 целлюлозу.

Пример l. 100 г сульфатной целлюлозы в расчете на абсолютно сухое вещество, содержащей сорбированные зольные элементы, мас.г,: железо

8,6х10, кальций 9,6 IO, медь

2,35xl0, марганец 2,32xl0, обрабатывают 1,9 л водного раствора, содержащего 2 r продукта взаимодействия гидроксиламина и соляной кислоты, при рН 3,9 в течение 60 мин о при 20 С. По истечении указанного времени целлюлозу отфильтровывают, промывают и сушат. Опыты проводят при различных расходах используеЗ0 МОГО вОсстановителя . Содержание зольных элементов определяют по

ГОСТ 19877-74. Одновременно для сравнения на целлюлозе той же партиЙ проводят кисловку по известному способу.

Результаты испытаний приведены в табл.1.

5 93384 люлозы продуктом взаимодействия гидроксиламина и соляной кислоты позволяет в одну ступень снизить содержание железа примерно в 4 раза, содержание марганца - примерно в 6 раз (при несколько лучшем удалении кальция и меди) в сравнении с известным способом.

Пример 2. Целлюлозу по при- меру 1 обрабатывают продуктами вза7 6 имодействия гидроксиламина и смесей соляной и сернистой кислот при расходе продукта взаимодействия от

0,004 до 163 и общем количестве титруемой БО, равным 0,1 вес.ч. к весу абсолютно сухой целлюлозы.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

1О Та бли ца 2

Способ

Расход продукта взаимодействия гидроксиламина и смеси соляной и сернистой кислот вес.Ф

Остаточное содержание железа,вес.3

Известный (1i SO 1

0,004

Предлагаемый

0,02

0,2

0,4

8,0

16. ной по известному способу (4}, а также с целлюлозой, обработанной,. согласно известного способа (3), комплексообразователем из класса полиаминокарбоксильных кислот (трилон Б).

Результаты сравнительных испытаний приведены.в табл.3.

Таблица 3

Способ кисловки, масс.

Показатель

Предлагаемый

Известный

Расход 16

Расход SO 0,2Ж

Расход 0,2

Расход

Яо 0,2е трилон Б

О 34

87,3

87,4

87,4

87,3

Белизна

Проведение кисловки продуктом взаимодействия гидроксиламина и смеси соляной и сернистой кислот снижает содержание железа в целлюлозе примерно в 4 раза в сравнении с известным способом.

Целлюлоза, обработанная по,примеру 1, охарактеризована по белизне в сравнении с целлюлозой, получен7,6 ° 10

3,3 10

3 2, 10 -3

3,0 10

l,5 10

1,4 ТО 3

1,4 10

933847

Формула изобретения

Составитель А. Моносов

Редактор Т. Парфенова Техред 3. Фанта Корректор О Билак

Заказ 3878/13 Тираж 398 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

По белизне целлюлоза, полученная " предлагаемым способом, не уступает целлюлозе, полученной известными способами.

Осуществление предлагаемого способа позволяет значительно снизить содержание зольных элементов в целлюлозе в сравнении с известными способами. Особенно эффективно удаляются ионы железа и марганца, присутствию о которых в целлюлозе для химической . переработки наиболее нежелательно.

Кроме того, проведение кисловки согласно изобретению, позволяет обеззоливать целлюлозы при кислот- ts ности среды более близкой к нейтральной, что снижает вредное воздействие кислующей среды на целлюлозу и повышает качество получаемых эфиров целлюлозы. о

1. Способ кисловки целлюлозы для 35 химической переработки путем обработI ки беленой целлюлозы восстановите-

I лем, отличающийся тем, что, с целью снижения зольности целлюлозы, в качестве восстановителя используют продукт взаимодействия гидроксиламина с минеральной кислотой в количестве 0,004-163 от массы абсолютно сухого волокна.

2. Способ. по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве минеральной кислоты используют соляную кислоту или ее смесь с сернистой кислотой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Материалы ЦНИИБа. Сборник, 1940, т. 29, с. 52.

2. Лундина А.М. Структурная модификация хлопковой целлюлозы. Сборник, Ташкент "ФАН", 1966, вып. 3.

3. Патент США и 3539445, кл. 162-76, 1970.

4. Коссая Г.С. Производство вискозной целлюлозы. М., "Лесная промышленность!, 1966, с. 172 (прото.тип) .