Способ получения белого щелока для производства сульфатной целлюлозы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

<н937581 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено. 08.1280 (21) 32 156 16/29- 12

f$)) + Кд 3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

0 21 С 11/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230682, Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 230682 (53) УДК 676. 11. .082. 3 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

Г.И .Красковский и В.Ф.Красковская ь

Всесоюзное научно-производственное объ з динение целлюлоэно-бумажной промышленности

1 (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО ЩЕЛОКА ДЛЧ

ПРОИЗВОДСТВА СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к регенерации отработанного черного щелока сульфатного способа производства целлюлозы и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известно получение белого щелока для производства сульфатной целлюлозы способом регенерации отработанного черного щелока от сульфатной варки древесины, по которому проводят концентрирование отработанного черного щелока путем выпаривания, сжигание сконцентрированного щелока, растворение ппава с получением зеленого щелока, его каустиэацию (1).

Перед концентрированием отработанный черный щелок отстаивают для снятия с поверхности сульфатного мыла, содержащего талловое масло, различные органические кислоты. С целью повышения степени извлечения сульфатного мыла из отработанного черного щелока последний обрабатывают сополимером, структурными единицами которого являются 60-88 вес.ч альфа-бета ненасыщенной кислоты, содержащей 3 — 4 атоMo Углерода,6-28% (вес.ч.алкилата ал ьфа-бета ненасыщенной кислоты, содержащей 3 — 4 атомов углерода, ал ь" кильная часть содержит 1 — 18 атомов углерода и 4,5-20;вес.ч.аллилового спирта(2).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения белого щелока для производства сульфатной целлюлозы, включающий концентрирование отработанного черного щелока, обработку концентрата сульфатом натрия, сжигание концентрата, растворение плава и каустиэацию j3).

Однако потери натрия и серы при осуществлении этих способов являются значительными. Кроме того, степень загрязнения сточных вод при производстве сульфатной целлюлозы высокая.

Цель изобретения — снижение потерь натрия и серы и уменьшение загрязнений сточных вод.

Эта цель достигается тем, что по способу получения белого щелока для производства сульфатной целлюлозы пу тем концентрирования отработанного черного щелока, обработки концентрата сульфатом натрия, сжигания концентрата, растворения плана и каустизации, концентрирование отработанного черного щелока осуществляют путем обработки его высаливателем, в

937581

40 качестве которого (используют ацетон или этиловый спирт, при объемном соотношении высаливателя к щелоку

1: 1 — 4: 1 и последующего отделения концентрата раствора высаливателя.

Сжиганию подвергают часть кон- 5 центрата, а другую его часть сушат, и высушенный продукт смешивают с черным щелоком.

Кроме того, сульфат натрия можне испол ьзонать в виде с<>до-сул ьфатной 10 смеси, являющейся, отходом производства глинозема.

На фиг. 1 показана первая технологическая схема осуществления способа; на фиг. 2 — вторая технологическая схема осуществления способа; на фиг.3 — зависимость перехода органических веществ и минеральных солей из щелока в раствор (при их содержании в щелоке — 12- 13% ) от объемного отношения высалитель:щелок;на фиг.420 зависимость объемного отношения высалинатель: щелок от содержания абсолютно сухих веществ (ACR ) в щелоке.

В пластинчатых или трубчатых теплообменниках проводят охлаждение 1 до ЗО C и ниже отработанного черного щелока с концентрацией ACB 12- 13% (схема 1).

Охлажденный щелок направляют на стадию 2 высаливания органических вещестн и минеральных солей из щелока путем обработки его органической жидкостью, высаливателем, ацетоном, спиртом. Стадия высалинания(2 ) состоит из операций смешивания и отста- 35 ивания. Смешивание производят н герметически закрытых мешалках любого типа. Время перемешивания — до 5 мин.

Отношение (по объему ) щелок:высаливатель 1:4. Выбор этого отношения производится исходя из зависимости перехода органических веществ и минеральных солей из черного щелока (12- 13% ACB ) н раствор от объемного отношения высаливатель :(щелок фиг.3). 45

Отстаивание — разделение раствора (нода-высаливатель) от осадка (органические вещества и минеральные соли исходного щелока) проводят в течение 10-30 мин в герметизированных 50 сгустителях любого типа.

О,перации смешивания и разделения проводят непрерывно.

Осадок подвергают обработке 3 острым паром (например, мятый пар турбин ТЭЦ, отработанный пар ) или топочныМи газами содорегенерационных котлов или котлов ТЭЦ в герметизированных мешалках с целью отгонки нысаливателя и получения концентрата щелока с содержанием ACB не менее 55%.

При высоком содержании ACB н осадке и при обработке его то по ч ными г азами содорегенерационных котлов или

Т35 осадок разбавляют исходным отработанным черным щелоком, 65

Концентрированный щелок — концентРат смешивают 4 с содо-сульфатной смесью 75 — 77% сульфата натрия и

2 1-22Ъ карбоната натрия — отходом производства глинозема из бокситов методом спекания, и направляют на

,стандартную схему сжигания 5 с последующим растворением 6 плана слабым белым щелоком (раствор от промывки каустизационного шлама ), каустиэацией

7 зеленого щелока с получением нарочного раствора — белого щелока и регене— рацией извести иэ каустиэационного шлака.

Раствор процесса 2 высаливания проходит через теплообменники процессса 1 охлаждения отработанного черного щелока и его направляют в систему 8 регенерации высаливателя. Сюда же поступают пары процесса 3.

Процесс регенерации высаливателя (ректификацию) рекомендуется проводить на колоннах с завихрителями.

B результате процесса регенерации

8 высаливателя получают три продукта: высаливатель, конденсат и кубовый остаток. Высаливатель направляют на стадию высаливания 2. Конденсат — в отделы промывки и каустизации. Кубовый остаток — н отдел варки взамен оборотного черного щелока и на очистку газов 9 в скрубберах.

Пульпу процесса очистки газов 9 направляют в отдел промывки и на охлаждение 1 и далее на высалинание 2.

Поскольку ввод пульпы скрубберов

9 и замена оборотного черного щелока в нарочном котле на кубовый остаток процесса регенерации 8 разбавляет отработанный черный щелок, то при проведении процесса высаливания предусматривают оборот некоторого количества концентрата.

При проведении процесса по схеме

2 в отделе промывки увеличивают число стадий промывки и расход воды, что снижает содержание АСВ в отработанном черном щелоке до 7- 10%.Такой щелок направляют на процесс растворе— ния А ретура — оборотного сухого щелока 10. Растворение пронодят в мешалках любого типа. Концентрация щелока после стадии растворения составляет 12-135 по ACB.

Процессы 1 — 9 точно такие же, как и в схеме 1 (фиг. 1). Отличие заключается в том, что часть концентрата процесса 3 направляют на сушку 10 топочными газами содорегенерацион— ных котлов (CPK ) и T3U . Сушка концентрата производится в азрофонтанных сушилках с инертными телами (или беэ них ). Сухой щелок — ретур направляют на растворение, а газы сушилок — на скрубберы 9.

Чем больше ретура — сухого щелока подается на растворение, т.е.чем выше концентрации ACB н щелоке, поступающем на высаливание,, тем ниже

937581 объемное отношение высаливатель : щелок и, следов ател ьно, ниже количество ацетона или спирта в системе (фиг.4 ).

Пример 1. 1 л отработанного черного щелока плотностью 1,08 т/м 5 (при 19 C) состава: вода 83,6% и ACB

16,4%, иэ них 11,73Ъ (71,5% отн.от

АСВ) — органические вещества и

4,67% (или 28,5% ) — минеральные соли смешивают с 0,02 л чистого ацетона t0 (99Ъ ацетона) и 3,98 л оборотного ацетона, содержащего 96Ъ ацетона и

5% воды (объемное отношение щелок

:цетон 1:4 ). Смешивают 5 мин,отстаивают 20 мин, декантируют и получают

4,6 л раствора плотностью 0,84 т/м состава, Ъ: ацетон 73,58; вода 25,7 1; органические вещества 0,48; минеральные соли 0,23. Переход органических веществ и минеральных солей в раствор — 15,4%. Здесь же получают 0,4 л осадка плотностью 1,0385 т/м состава,Ъ: ацетон 47,38; вода 16,54; органические вещества 26,02; минеральные соли 10,06. Переход органических веществ и минеральных солей в осадок 84,6Ъ.

После отгонки ацетона из раствора и осадка получают 3,98 л оборотного ацетона указанного состава; 0,879 л кубового остатка плотностью

1, О 123 т/м после отгонки ацетона иэ раствора. Состаь кубового остатка. Ъ: ацетон 0,34; вода 96,6; органические вещества 0,208; минеральные соли 0,98.

Здесь же получают 0,2063 л концентрата 0,2063 л плотностью 1,32 1 т/м состава,Ъ: ацетон 0,49; вода 44,5 1; органичесие вещества 39,67у минеральные соли 15,33 (т.е.55Ъ ACB ).

Пример 2. 1 л отработанного 40 черного щелока плотностью 1,07 т/м (при 19 C ) состава: вода 85,25Ъ, ACB

14,75%, из них 9,86% (66,82отн .Ъ от ACB ) — органические вещества и

4,86% (33,18 ) — минеральные соли сме- 45 шивают с 0,4 кг высушенного черного щелока (100Ъ ACB) в результате чего получают щелок с 25,23Ъ ACB. К этому щелоку добавляют 0,02 л черного ацетона и 1,9.8 л оборотного ацетона.

Объемное отношение при высалнвании щелок:ацетон 1:2.

После перемешивания и отстаивания полу чают р ас т вор и ос ад о к .

После отгонки ацетона иэ раствоРа и осадка получают 1, 98 л оборотного ацетона указанного состава; 0,69 л кубового остатка плотностно 1, 01 т/м после отгонки ацетона из раствора.

Состав кубового остатка, Ъ: ацетон

0,3; вода 97,27; органические вещества 1, 7 1; минерал ьные соли О, 72. Здесь же получают 0,213 л концентрата плотностью 1, 309 т/м состава, Ъ: ацетон О, 56; вода 44, 44; органические вещества 36,7; минеральные соли 18,3 (т.е.55Ъ ACB) и 0,4 кг сухого щело" ка — 100% ACB.

Пример 3. Щелок подготавливают, как в примере 2 и смешивают с

2 л этилового спирта-сырца (92% спирта ).

После перемешивания и отстаивания получают раствор и осадок. После отгонки спирта из раствора и осадка получают 1,97 л оборотного спирта с концентрацией спирта 92%; 0,62 л кубового остатка плотностью 1,02 т/м после отгонки спирта из раствора.

Состав кубового остатка,%: спирт

0,4; вода 95,9; органические вещества 2, 3; минерал ьные соли 1,4. Здесь же получают 0,3 л концентрата плотностью 1,32 т/м состава,Ъ: спирт

0,8; вода 44,2; органические вещества 35,0; минеральные соли 20,0(т.е.

55Ъ ACB) н 0,4 кг сухого щелока

100% ACB.

Оборудование процесса концентрирования черного щелока методом высаливания существенно проще, чем метода выпаривания, сокращается его количество и оно изготавливается из более простой стали. Сокращается также количество насосов и электродвигателей, объем и площади зданий.

Способ позволяет использовать для компенсации потерь серы и натрия содо-сульфатную смесь, состоящую иэ

75-77Ъ сульфата натрия и 2 1-22Ъ карбоната натрия и являющуюся складируемым и неиспользуемым в настоящее время отходом производства глинозема иэ бокситов методом спекания, вместо сульфата натрия, получаемого химическим путем.

Исходя из того факта, что гидроксид натрия и часть органических кислот не выделяются в осадок при высаливании и,следовательно, остаются в кубовом остатке процесса регенерации высаливателя, его целесообразно направлять на очистку газов в скрубберах с последующей переработкой образующейся пульпы совместно с исходным черным щелоком.

Часть кубового остатка направляется вместо оборотного черного щелока в варочный котел, что положительно влияет на процесс варки.

Осуществление процесса получения варочного раствора — белого щелока из отработанного черного щелока сульфатноцеллюлозного производства по предлагаемому способу позволит повысить надежйость и эффективность процесса регенерации черного щелока по сравнению с известным способом, снизить потери серы и натрия и уменьшить количество сточных вод и энерго. затраты.

Формула изобретения

1. Способ получения белого щелока для производства сульфатной целлюло93758 1

Схема 1 черный щелок

Растбор

Пульпа зы путем концентрирования отработанного черного щелока, обработки концентрата сульфатом натрия, сжигания концентрата, растворения плава и каустизации, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь 5 натрия и серы и уменьшения загрязнений сточных вод при "производстве сульфатной целлюлозы, концентрирование отработанного черного щелока осуществляют путем обработки его высали- 10 вателем, в качестве которого используют ацетон или этиловый спирт, при объемном соотношении высаливателя к щелоку от 1: 1 до 4: 1 и последующего отделения концентрата от раствора высаливателя.

2. Способ по п.1, о тли чаю щ и й. с я тем, что сжиганию подвергают часть концентрата, а другую его чать сушат и высушенный продукт смешивают с черным щелоком.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что сул ьфат натрия используют в виде содо-сульфатной смеси, являющейся отходом производства глинозема.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Непенин Ю.Н.Технология целлюлозы. T.2, изд-во "Лесная промышленность", 196 3, с. 13.

2. Патент США Р 1085000, кл. 162-16, опублик. 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

503419, кл. D 21 С 11/04, 1973 (прототип ).

937581

/,у — э»

% п.с.Ю

Заказ 4393/38 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35,Раушская наб.,д.4/5 филиал IIIIII"Патент", г. ужгород,,ул,проектная,4

Составитель А.Моносов

Редактор Н.Егорова Техред И. Гайду Корректор Г. ОгаР