CN1184183A - 改进的有机溶剂制浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了从纤维状植物原料制浆的方法和装置。该方法包括用蒸煮溶剂将该植物原料制浆的步骤,该蒸煮溶剂包括低级脂族醇和包含至少一种选自亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和苛性剂的添加剂混合物的水溶液。
Description
目前环境方面的法规规定生产低卡帕值的纸浆，这要求减少用来漂白纸浆的漂白化学物品的量。对于牛皮硬木纸浆，获得在大约12-20范围内的卡帕值。此外，对于用自动催化的有机溶剂制浆方法如在Lora等人的US No.4,764,596或Diebold等人的US No.4,100,016中描述的ALCELLR方法获得的有机溶剂纸浆，用大约50％槭树、35％桦树和15％杨树的北美硬木混合物制浆，一般获得在约20-30范围内的卡帕值。一般来说，有机溶剂纸浆具有优异的可漂白性，在众多的原因中，这归因于残留木质素的结构和纸浆的低金属含量，后者导致对碱抽提和/或氧化法去木质素作用和其它漂白化学物品有高度选择性响应。这会使卡帕值下降并在没有明显损失强度的情况下增白。然而，对于某些木材类型和原料，为获得可漂白水平的卡帕值所需要的条件会导致强度降低。结果，即使进行选择性的去木质素和增白作用，最终漂白产物的纸浆强度性能将会低于最佳值。
对于致密硬木如槭树的自动催化的有机溶剂制浆方法，使卡帕值在约40-50范围内的蒸煮条件是比较苛刻的。这类蒸煮条件一般导致损害纸浆强度。类似地，使用软木如松或云杉，在比致密硬木更苛刻的条件下才能获得类似的卡帕值，并获得较低纸浆强度的可漂白纸浆。
例如，当使用自动催化的有机溶剂制浆方法将甘蔗渣制浆时，在50以上的卡帕值下需要停止制浆以防止纤维降解。制浆之后进行碱抽提，为的是使卡帕值达到卡帕值在约15-约35范围内的可漂白水平。
Schroeter等人在“Possible Lignin Reactions in tbe OrganocellPulping Process”，Tappi Journal，197-200页(1991年)中建议了两阶段有机溶剂制浆方法，其中第一阶段是酸阶段和在第二阶段添加比木材重量过量20％的苛性剂。这一两阶段有机溶剂制浆方法已发现在连续的、工业规模的操作中是不可行的。(Tappi Pulping Conference Proceedings，Orlando，Florida，1991年11月)。
Marton等人在PCT No.WO82 01，568中建议了在使用占木材重量20wt％的NaOH的碱法制浆方法中使用乙醇，如此获得的软木纸浆具有改进的性能，与分别使用苏打或醇制浆方法所生产的纸浆相比而言。就强度和去木质素作用而言，这些乙醇纸浆比软木牛皮纸浆差。
Valladares等人在“Pulping of Sugarcane Bagasse with a mixture ofEthanol-Water Solution in Presence of Sodium Hydroxide andAnthraquinone(在氢氧化钠和蒽醌存在下使用乙醇-水溶液混合物的蔗渣制浆方法)”，Progress Report No.15，Tappi Press，23-28(1984)中建议使用蔗渣作为原料，将少量的氢氧化钠加入到大约60％-40wt％乙醇-水的混合物中和添加少量的蒽醌。
Ahmed等人在“Steam Explosion Cooking of Aspen Pretreated withMethanol-Water/Alkaline Water(用甲醇-水/碱水预处理过的山杨的蒸汽喷发蒸煮方法)”，Forest Product Symposium，1989，San Francisco1989/1990 Chicago中建议使用蒸汽喷发制浆方法，包括用含有约0-8％氢氧化钠的甲醇-水/碱水预处理山杨木片。生产出高卡帕值的纸浆，与化学热磨机械浆相似，因而不是完全可漂白的。
Patt等人在“Lignin and Carbohydrate Reactions in AlkalineSulfite，Anthraquinone，Methanol Pulping(在碱性亚硫酸盐，蒽醌，甲醇制浆方法中木质素和碳水化物的反应)”，6th ISWPC，609-617页中建议在有15％甲醇的溶剂中使用5％以上的苛性剂，30％以上的亚硫酸盐和催化量的蒽醌。所生产的纸浆具有良好的物理性能，如质量、产率和可漂白性。然而，大量化学品的使用要求使用先进的化学品和溶剂回收方法。
Bublitz等人在“The role of Methanol in a Methanol Acid SulfitePulping Process(甲醇在甲醇酸亚硫酸盐制浆方法中的作用)”，PulpingConference，423-427页(1983)中建议在酸亚硫酸盐制浆方法中添加甲醇。总的制浆时间从5-6个小时减少到1小时或更短。木材碳水化物没有多大的降解，结果获得约60-约65％的高纸浆产率。所获得的纤维强度低于牛皮纸浆。此外，在该方法消耗很高水平的SO2。
Chen等人在“Pulp Characteristics and Mill Economics for aConceptual SO2-Ethanol-Water Mill(概念化SO2-乙醇-水车间的纸浆特性和车间经济学)”，Solvent Pulping Conference，663-671页(1990)中建议在SO2-乙醇-水制浆方法之前使用木材的碱预处理方法。预处理方法包括在有氢氧化钠存在的乙醇水溶液中真空浸渍木片。两阶段有机溶剂制浆方法所生产的软木纸浆的产率比牛皮和单阶段有机溶剂纸浆高约6％-约10％。该预处理方法还引起卡帕值下降大致6个单位，与单阶段有机溶剂制浆方法相比而言。该纸浆具有比牛皮纸浆低的强度，尤其在撕裂强度上。
Primakov等人在“Processing of Liquors after Pulping witb Water-Alcohol Solutions(在用水-醇溶液制浆之后废液的处理)”，Khim.Drev.(4)23-5(1982年)中建议在含有40％-75％废亚硫酸盐溶液的1∶1饱和的醇-水混合物中用SO2蒸煮桦木，其中卡帕值为20.8-25和断裂长度为4900m-5500m。废液的添加减少了醇在蒸煮中的消耗。
Sakai在“Organosolv Delignification(有机溶剂脱除木质素)”，ShipaGikyo Shi，48卷，No.8，11-20页(1994)公开了将亚硫酸氢盐加入到异丙基醇-水溶剂体系中。对于1小时的蒸煮时间在165℃下使用大量的添加剂，例如，18％亚硫酸氢镁。它们获得高卡帕值的纸浆和它们的产物是半化学纸浆，而不是完全可漂白的化学纸浆。
本发明的目的是为了提供一种由蒸煮溶剂制浆来制造纸浆的方法，该蒸煮溶剂包括低级脂族醇和一种或多种添加剂的水溶液。添加剂以如此少的量添加，以致于不需要添加剂的回收或再生。这类添加剂的一个实例是以约0.05％-约6％的量添加到槭木和混合硬木中的亚硫酸氢盐。另一个实例是以约0.05％-约6％的量添加到槭木和混合硬木中的亚硫酸盐。亚硫酸盐能够以约2％-约4％的量单独地或与氢氧化钠(它以约1.3％-4％的量添加)混合后添加到蔗渣和黄麻中。
图1，2和3是本发明方法的流程图。
本发明提供一种改进脱木质素作用的选择性和提高脱木质素的速率(超过用自动催化的有机溶剂制浆方法获得的速率)的方法。选择性能够通过将添加剂如氢氧化钠，亚硫酸钠，氨和镁的亚硫酸氢盐，和亚硫酸氢钠加入到蒸煮溶剂中来加以提高。蒸煮溶剂可包括约30％-约92％(按重量)的水溶性低级脂族C1-C4醇(例如甲醇，乙醇，异丙醇或叔丁醇)和约8％-约70％的水。蒸煮溶剂进一步包括来自本方法的回收醇和醇/水滤液，和如果需要，少量强水溶性酸，如无机酸(例如盐酸，硫酸，磷酸或硝酸)或有机酸(例如草酸，优选乙酸，甲酸或过氧酸)，或少量无机盐。所得到的蒸煮液能够用于大范围的原料，如蔗渣，甘蔗皮碎屑，硬木如槭树木、桦树木、杨树木、橡树木、按树木、椴木(它们单独地或混合使用)，黄麻，亚麻，禾秆，洋麻，芦苇，以及软木如云杉和香脂冷杉混合物。能够以低卡帕值、高纸浆强度和高产率获得可漂白纸浆。
用本发明的添加剂能够获得改进的制浆选择性。我们相信，亚硫酸氢盐添加剂可以引起原料中所存在的木质素部分地磺化。一般，磺化阻断再缩合反应，据信，它干扰纸浆达到极低的卡帕值。另外，据信，磺化产物用作表面活性剂和本身有助于除去有机溶剂木质素。而且，在亚硫酸盐和亚硫酸氢盐添加剂存在下的氧化-还原副反应据信产生了催化效果。一般来说，添加剂如亚硫酸盐能够引起PH上升，最终结果是，在较低的酸性和较高的半纤维素保留率下能够发生纤维素成分的水解，这可由纸浆的较高的粘度和较高的半纤维素含量来证实。
一般来说，亚硫酸盐和亚硫酸氢盐能够以钠、镁或铵的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐形式加入到大范围的纤维状植物原料中，如软木类，槭树，亚麻，麦秆和硬木的混合物。苛性剂也可以单独或与亚硫酸盐或亚硫酸氢盐中任何一项混合后添加。纤维状植物原料能够按照Diebold或如图1中所示来制浆。通过向蒸煮溶剂中添加添加剂，能够获得更均匀的纸浆蒸煮物，有较低的纸浆筛除废料和获得较低卡帕值的纸浆。
例如，亚硫酸氢盐能够以纤维状植物原料的约0.05％-约6wt％的量被加入到槭树木和混合硬木，甘蔗残渣如蔗渣中。亚硫酸氢盐能够加入到蒸煮溶剂中，蒸煮溶剂包括约30％-约92％，优选约40％-约55％的醇和水。按照Diebold教导的那样或使用如图1所示的方法，能够将纤维状植物原料制成纸浆。使用Diebold方法，第一级抽提时间是大约45-约210分钟和在约190℃-约200℃之间的温度下，第二级抽提的温度是大约100℃-大约155℃和第三级抽提的温度是大约100℃-大约124℃。在第一级抽提中蒸煮液的PH是大约5-大约5.4。所获得的纸浆具有低的卡帕值和高的脱木质素率。
在另一优选的实施方案中，亚硫酸盐添加剂能够用于黄麻，亚麻，芦苇，蔗渣，麦秆，槭树和混合硬木的制浆。当槭树木和混合硬木被制成纸浆时，亚硫酸盐的使用量是占木材原料重量的大约0.05％-大约6％。按照Diebold教导的那样或使用如图1所示的方法，将纤维状植物原料制成纸浆。使用Diebold方法，亚硫酸盐能够在第一级抽提阶段被加入到上述蒸煮溶剂中。第一级抽提的时间是大约60分钟-大约180分钟和在大约175℃-大约204℃之间的温度下。在抽提过程中蒸煮液的PH是大约4.4-大约6.3。
在另一实施方案中，亚硫酸盐单独或与氢氧化钠混合后加入到蔗渣的制浆中。当单独使用时，亚硫酸盐的使用量是蔗渣重量的大约2％-大约4％。当单独使用时，苛性剂的使用量是蔗渣重量的大约1.3％-大约2.6％。亚硫酸盐和碱能够混合使用。当两种添加剂混合使用时，亚硫酸盐的量是大约2％-大约4％和碱的量是大约1.3％-4％，每一种添加剂的量能够加以调节，以使蒸煮液在预热步骤中的PH值是在碱性范围内。当蒸煮液温度达到最高时PH值达到大约6-大约8的水平和在第一级抽提进行时稍偏酸性。按照Diebold教导的那样或使用如图1所示的方法，将纤维状植物原料制成纸浆。
另外，亚硫酸盐单独或与苛性剂混合后用于黄麻的制浆。当单独使用时，亚硫酸盐的量是黄麻重量的大约2％-大约4％。当单独使用时，苛性剂的量是黄麻重量的大约1.3％-大约2.6％。亚硫酸盐和苛性剂能够混合使用。当两种添加剂混合使用时，亚硫酸盐的量是大约2％-大约4％和苛性剂的量是大约1.3％-大约4％，和每一种添加剂的量能够加以调节，以使蒸煮液在预热步骤中的PH值是在碱性范围内。当蒸煮液温度达到最高时PH值达到大约6-大约8的水平和在第一级抽提进行时稍偏酸性。按照Diebold教导的那样或使用如图1所示的方法，将纤维状植物原料制成纸浆。
在另一优选的实施方案中，苛性剂能够以大约1.3％-2.6％的量用于甘蔗残渣，槭树木和混合硬木的制浆中。按照Diebold教导的那样或使用如图1所示的方法，将纤维状植物原料制成纸浆。使用Diebold方法，PH达到大约5-大约7的水平。
本发明的方法以示意图的形式示于图1。水分含量为大约5％-大约60％的纤维状植物原料10能够通过将蒸汽20通入汽蒸设备15内的植物原料中而得以汽蒸到室温至大约120℃范围内的温度。该原料被汽蒸大约0.5分钟至大约120分钟来使原料加热并除去任何夹带的空气。
汽蒸之后，汽蒸过的原料用上述蒸煮溶剂30润湿并被导入进料器25中。在进料器25中的原料能够升压到大约大气压至浸渍罐45中的压力或另外到抽提器100中的压力。
进料之后，原料能够与添加剂混合物40一起在浸渍罐45中进行浸渍。添加剂混合物40可以包括蒸煮溶剂30和以适宜的浓度水平(取决于被制浆的纤维状植物原料)混合在其中的上述添加剂中的任何一种。获得淤浆。浸渍时间是大约1分钟-大约120分钟和原料同时被加热到大约50℃-大约170℃。在浸渍时间中，淤浆能够升压到抽提器100中的压力。
来自浸渍罐45的纤维状植物原料被加入到抽提器100中，一般包含大约5％-大约20％固体的淤浆在大约45分钟-大约6小时的时间内制浆。抽提器100中的温度是大约浸渍罐45中的温度到大约205℃。
在制浆过程中，能够从抽提器100中排出废液71和纸浆淤浆75的料流。废液71能够在废液回收设备85中进行处理，得到木质素，副产物和醇。纸浆淤浆75能够在纸浆回收设备95中进行处理，得到纸浆和醇。
本发明可用于间歇和连续蒸煮方法。在间歇蒸煮中，所述汽蒸和进料步骤能够根据Diebold来进行。连续方法能够根据图2来进行，其中汽蒸设备15包括计量螺杆32，第一旋转阀进料器33，第二旋转阀进料器34和木屑冲洗罐65。在一个实施方案中，纤维状植物原料能够通过在常压下喷射蒸汽在汽蒸料斗31中进行预汽蒸。植物原料被润温和进入以一定角度设置的计量螺杆32。来自计量螺杆32的蒸汽浓缩物的多余的水被除去，润湿过的纤维状植物原料能够通过第一级旋转阀进料器33，并通过以大约50℃-大约130℃的温度和以大约30-大约100磅/英寸2的压力直接喷射蒸汽，在管道46中加热。管道46装有蒸汽挡板，它有助于阻止含醇的蒸汽返回旋转阀进料器33。汽蒸过的纤维状植物原料通过第二级旋转阀进料器34。在木屑冲洗罐65中的纤维状植物原料能够与蒸煮溶剂30和来自浸渍罐45的回收溶剂50进行混合。
在进料之后，能够加入添加剂混合物40和纤维状植物原料能够在浸渍罐45中进行浸渍。淤浆能够在浸渍罐45中升压到抽提器100中的操作压力。现指代蒸煮混合物的淤浆能够在入口38处进入抽提器100，液体分离器101调节混合物进入抽提器100的流速。在出口39处从抽提器100中溢流出来的多余的蒸煮混合物液体通过管道57回收并被泵抽回到浸渍罐45。在一个优选的实施方案中，机械分离器101被用来完成如上所述的液体分离。另外，机械分离器101用来将纤维状植物原料的淤浆以保持多余的蒸煮混合物液体自由流动的方式转移到抽提器100中。此外，机械分离器101包括可移动的网筛，以便调节这一网筛在机械分离器101内部并相对于抽提器100顶部的位置，而这从被制浆的纤维状原料和在抽提器100中的制浆条件来考虑也许是需要的。
此外，当多余的蒸煮混合物液体在出口39处从抽提器100中溢流时，通过管道57将它回收。蒸煮混合物液体通过液体缓冲罐68。液体缓冲罐68装有液面指示计并控制蒸煮混合物液体的溢流面。液体缓冲罐68能够从蒸煮混合物中分离出任何不凝气体并装有排气孔，该排气孔连通于热交换器，例如冷水冷凝器。来自液体缓冲罐68的任何多余的蒸汽能够被冷凝和循环到溶剂回收塔14中，被回收后与溶剂一起再利用。管道57可以装有热交换器69，在运行时将蒸煮混合物的温度降低到这样一种水平：当蒸煮混合物通过减压装置70(例如减压阀或涡轮机)时，蒸煮混合物中的液体没有闪蒸。蒸煮混合物能够通过浸渍罐45加以回收和减压装置70在运行时降低管道55中蒸煮混合物的压力，即从650磅/英寸2到大约20-650磅/英寸2。在优选的实施方案中，木屑冲洗罐65可以处在抽提器100的压力范围内，即大约150-650磅/英寸2。
浸渍过的纤维状植物原料能够进入抽提器100并能够用溶剂36蒸煮和抽提，溶剂在入口52和53处加入到抽提器100中。溶剂包括合适量的蒸煮溶剂30、在7引入的来自醇和副产物回收系统的回收醇和来自逆流洗涤装置77的醇/水滤液。在管道36中包含的溶剂能够在纸浆洗涤装置77中通过与在出口41处离开抽提器100的纸浆进行热交换而被升温。
所使用的抽提器的类型不是严格的，但它必须适用于蒸煮混合物的连续制浆。典型的抽提器尺寸取决于抽提器所需的容量。如图3中所示，抽提器100能够以连续的顺流/逆流方式和在大约150-大约650磅/英寸2的压力范围内进行操作。这类的抽提器包括按顺序的反应区和器具，以添加和除去溶剂。后者可以是液体抽提网筛，它装有刮板或其它防止网筛堵塞的清洗装置如汽射器。蒸煮混合物通过抽提器100并顺序经过六个反应区。由于有这一特殊的抽提器结构，纤维状植物原料在分离区(a)中在约50-170℃的恒定温度下再进行醇浸渍达2-约20分钟。在分离区(a)中，保持蒸汽域空间，使蒸煮混合物中溶剂的水平高于纤维状植物原料中的水平。任何多余的溶剂通过出口39排出并如上所述加以回收。当蒸煮混合物经过预热区(b)时蒸煮混合物的温度被升高，并在大约50分钟内预热到150180℃。蒸煮混合物在预热区(b)中的加热操作是通过蒸煮溶剂循环逆流通过用蒸汽加热的热交换器(一般是管-壳式)来实现的。热交换器温度被保持在足以引起预热区(b)中蒸煮混合物受热从约150℃升温到180℃的水平。预热过的蒸煮混合物在第一级抽提区(c)中进一步从约175℃升温到205℃，然后进行蒸煮和抽提约70分钟至约180分钟。如上所述，由蒸煮溶剂进行循环，顺流通过热交换器，来使蒸煮混合物在第一级抽提区(c)中被加热升温。在区(c)中，在蒸煮和抽提过程中产生热的乙醇/水萃取液或黑色液体。含有木质素、半纤维素、其它糖类和抽出物(例如树脂，有机酸，酚类和鞣酸类)和废添加剂的热的黑液能够通过管道71与蒸煮混合物分离，随后经过处理后回收本制浆方法的木质素和其它副产物。一般来说，在本方法中添加剂的用量是足够的低，这样不需要单独的回收和再生步骤来回收添加剂。
蒸煮混合物在第二级抽提区(d)中在约100℃-190℃的温度下进一步蒸煮和抽提大约60分钟。在如上所述的热交换器中通过循环蒸煮溶剂，使第二级抽提区(d)中的温度降低。热交换器温度被保持在足以在第二级抽提区(d)中实现蒸煮混合物的冷却、保持温度在约100-155℃下的水平。蒸煮混合物在第三级抽提区(e)中进一步蒸煮和抽提约45分钟，并通过让蒸煮溶剂进行循环，顺流通过如上所述的热交换器来使混合物冷却到约100-125℃的温度。蒸煮混合物进一步在冷却区(f)中经大约22分钟被冷却到约70-100℃，并用混合机破碎成纸浆。蒸煮混合物在冷却区(f)的冷却是通过让混合物与在入口52以逆流方式或在入口53以顺流方式导入的溶剂进行混合来实现的。溶剂混合物由补充的醇，来自醇和副产物回收过程的回收醇以及来自洗涤装置77的醇/水滤液组成。纸浆经管道41离开抽提器100并通过纸浆回收装置95，装置95包括贮罐74，洗涤装置77，贮罐9和浆筛10。
如图2所示，纸浆能够转移到贮罐74中，该贮罐处在足以保持纸浆强度的压力下，和可能的话，这一压力是大气压。纸浆能够在有回收醇通过管道7的洗涤装置77上用蒸煮溶剂30洗涤，并冷却至80℃以下的温度，同时除去附加的木质素并通过管道16加以回收。纸浆能够在洗涤装置77上由通过管道35引入的水进一步洗涤，并被冷却到约40-70℃的温度。
在纸浆洗涤之后，纸浆能够被送入贮罐9并通过泵抽通过浆筛10。该纸浆然后进行常规的纸浆后处理，漂白和造纸操作程序。
在一种漂白技术中，现称作漂前浆的纸浆能够在氧气脱木质素步骤或碱抽提步骤中进行处理来脱除木质素。如此获得的滤液110能够循环到添加剂混合物40中并与蒸煮溶剂30混合。以这种方式，在滤液110中存在的钠能够与二氧化硫结合，形成亚硫酸氢钠和/或亚硫酸钠，因而可用于制浆。在一个实施方案中，纸浆的氧气脱木质素作用能够通过如下来进行：首先让稠度为纸浆固体重量约9-15％的纸浆淤浆与氢氧化钠(苛性剂)的溶液混合，然后在高剪切下与氧气混合。碱性剂的添加量优选是约2-8％，更优选约3-6％，以烘箱干燥(o.d.)纸浆的(％)w/w为基础计算。反应混合物的温度是在约60-110℃之间，更优选在约70-90℃之间，和漂白罐中的氧气压力，对于氧气脱木质素作用来说，优选被保持在约40-110磅/英寸2，更优选在约80-100磅/英寸2，和对于使用氧化抽提的脱木质素作用来说，被保持在约32-60磅/英寸2。与氧气的反应时间优选是约6-60分钟，更优选约40-50分钟。来自氧气脱木质素操作的滤液110在与添加剂混合物40混合之前可用SO2处理。如果需要，通过使用本技术领域中已知的方法从滤液110中除去任何多余的水。
从抽提器100中获得黑液71，然后按照Lora所述的方法，在废液回收装置85中回收副产物和醇。
本发明进一步由下面的实施例来说明。
实施例1
在本实施例中，通过添加氢氧化钠，亚硫酸钠，单独地和两者结合，将蔗渣蒸煮。蒸煮溶剂的浓度是60wt％的乙醇，在175℃下和液体：蔗渣比例为10∶1。各种条件总结在表1中。所得结果表明，对于同样的卡帕值或自动催化有机溶剂制浆方法，用添加剂获得较高的纸浆产率和纸浆粘度。
表1添加剂 时间 PH 产率 卡帕值 粘度 卡帕值(％) (小时) (抽提后)没有 0.75 4.57 66.9 74.2 25.1 ---没有 1 4.44 61.36 82.4 22.9 ---没有 1.75 4.25 55.14 58.7 17.4 ---NaOH1.3 4 5.34 73.23 69.05 28.38 39.42.6 4 6.13 71.5 38.58 37.13 27.13Na2SO32 2 4.92 72.96 79.66 29.55 362 4 4.68 66.15 61.16 26.39 23.674 3 5.15 69.98 53.41 27.15 22.06NaOH/Na2SO31.3/2 3 5.61 71.39 52.69 --- 32.562.6/2 3 6.23 70.2 32.83 --- 28.34
实施例2
通过使用普通的自动催化的有机溶剂方法和通过添加氢氧化钠和亚硫酸钠，在中试车间将蔗渣制成纸浆。表2总结在两者情况下获得的结果。中试车间数据证实，获得阶梯式水平的结果。改进的方法得到比普通方法更高的纸浆产率和更低的卡帕值。此外还发现，当使用添加剂时，增加蒸煮条件的苛刻性，会提高粘度。这一未曾预料的现象也许是随着蒸煮苛刻性的增加，优先除去分子量低于纤维素的半纤维素的结果。
表2
Conv Conv Conv Mod Mod
* * ** * *NaOH(％) 0 0 0 3.86 3.86Na2SO3(％) 0 0 0 2.98 2.98第一级 185℃ 180℃ 193℃ 193℃ 193℃(120分钟)第二级 160℃ 150℃ 180℃ 150℃ 150℃(30分钟)第三级 160℃ 120℃ 180℃ 100℃ 100℃(30分钟)产率(％) 59.4 62.5 55.2 77.6 76(经过蒸煮)卡帕值 41.2 73.0 34.6 17.0 32.2(w/o洗涤)卡帕值 39.8 63.9 31.9 15.0 30.9(经过洗涤)卡帕值 26.1 35.1 --- 15.3 26.9(E之后)粘度 24.6 31.4 32.4 33.0 59.2*：使用扩散蔗渣的普通或改进方法**：使用粉碎蔗渣的普通方法
实施例3
表3比较了由普通的自动催化ALCELLR方法生产的蔗渣纸浆的性能并与亚硫酸钠和氢氧化钠存在下的制浆方法比较。数据表明，与普通的方法相比，由改进方法获得的未漂白纸浆具有较高的撕裂指数，断裂长度和破裂指数。
表3原料 扩散蔗渣 粉碎蔗渣方法 Conv Mod Conv Mod产率(％) 59.4 77.7 60-70 76卡帕值(经过洗涤) 39.8 17 40-80 30.9体积(cm3/g) 1.5 1.77 1.8-1.9 1.70撕裂指数(mNm2/g) 3.3 5.8 4.2-4.5 7.2破裂指数(kPa m2/g) 3.3 4.1 2.0-2.5 2.9断裂长度(Km) 6.4 7.1 3.9-4.6 5.7Revs(300CSF) 1000 1900 1400-2500 3400Conv-常规方法Mod-改进方法Revs-转速
实施例4
在本实施例中，通过添加氢氧化钠，亚硫酸钠，单独和两者结合，将槭树木制浆。温度是195℃和液体与木材之比为8∶1。各种条件总结在表4中。所得到的结果表明，由卡帕值可以确定，亚硫酸钠改进了纸浆的脱木质素作用。
表4醇/水 时间 PH 产率 卡帕值 粘度
(小时)没有添加剂70∶30 1.5 4.41 55.97 74.75 ---60∶40 1.0 4.51 54.88 73.46 51.3660∶40 2.0 4.1 53.52 43.27 15.8160∶40 2.5 4.09 52.42 43.9 12.9650∶50 1.5 3.86 54.26 56.49 14.4350∶50 2.5 3.91 49.45 31.53 5.440∶60 1.5 3.69 51.66 62.53 6.38
Na2SO3(％)70∶30 2 1 4.88 65.53 75.21 ---70∶30 2 2 4.96 63.06 61.62 ---70∶30 2 3 5 55.74 49.54 ---70∶30 4 1.5 5.45 62.2 68.24 ---70∶30 4 2 5.52 59.86 62.82 ---60∶40 2 1 4.59 57.95 63.6 69.8560∶40 2 2 4.68 57.14 49.93 48.3660∶40 2 3 4.71 53.23 43.63 33.5860∶40 3 1 4.79 54.17 64.37 53.5260∶40 3 2 4.84 53.15 45.81 54.9960∶40 3 3 4.88 50.82 38.45 37.4160∶40 4 1 5.35 58.3 60.46 69.0160∶40 4 2 5.11 56.15 45.69 54.1160∶40 4 3 5.1 51.84 36.05 3860∶40 6 1 5.72 61.53 59.2 ---50∶50 4 1.5 4.71 55.12 49.76 45.7650∶50 4 2.5 4.87 49.01 33.29 23.9940∶60 4 1.5 4.37 53.42 51.26 28.11
NaOH(％)60∶40 1.3 1 5.19 64.84 60.94 ---60∶40 2.6 1 5.52 65.31 66.97 ---
实施例5
在本实施例中，碳酸钠作为添加剂加入到60∶40乙醇/水蒸煮液和蒸煮液：木材之比为8∶1，将槭树木蒸煮。温度是约195℃和蒸煮时间是约2.5小时。碳酸钠作为添加剂以木材重量的约0％-约6％的量添加。所得到的结果与使用亚硫酸钠作为添加剂所获得的结果进行比较。
表5表明，用约4％亚硫酸钠获得的纸浆具有最终PH值在与使用约2％碳酸钠作为添加剂获得的纸浆相同的范围内。两种纸浆的产率是相同的，使用亚硫酸钠的纸浆具有比使用碳酸钠获得的纸浆低约20个单位的卡帕值。表5中的结果表明，在这种情况下，添加剂的存在，而不是由添加剂引起的任何PH值的调节，对增强的脱木质素效果起关键作用。
表5添加剂 PH 卡帕值 产率(％) (％)Na2CO30 4.09 43.9 52.422 5.21 61.87 57.373 5.39 61.07 594 5.55 62.38 60.545 5.79 60.49 60.786 5.91 66.58 61.9Na2SO30 4.09 43.9 52.423 4.84 41.96 51.994 5.1 40.4 55.78
实施例6
在本实施例中，包括约50％槭树木，约35％桦木和约15％杨树木的硬木混合物被制成纸浆，其中约4％亚硫酸钠作为添加剂加入到60∶40醇/水蒸煮液中，液体与木材之比是8∶1。温度是约195℃。各种条件总结在表6和所获得的结果表明在给定的卡帕值下获得较高的纸浆粘度。
表6时间 PH 卡帕值 粘度(分钟) (厘泊)没有添加剂30 4.29 58.63 46.4945 4.2 44.6 36.7960 4.23 46.62 31.7790 4.14 41.68 36.65120 4.16 37.64 25.97150 3.99 35.22 18.9Na2SO3(4％)60 5.1 46.52 60.4490 5.06 47.29 47.03120 5.14 35.62 41.73150 5.07 30.87 41.73180 5.05 25.57 32.62
实施例7
在本实施例中，槭树木被制成纸浆，其中约4％的亚硫酸钠作为添加剂加入到60∶40乙醇/水蒸煮液中和液体与木材之比为约8∶1。温度是约195℃和蒸煮时间是约3小时。所获得的纸浆具有卡帕值约31，粘度约65厘泊，Pulmac强度指数约83和Kajaani重均纤维长度约0.71mm。纸浆被敲打并测定它的物理性能。所得到的纸浆的物理性能与从槭树木获得工业牛皮纸浆比较。表7中结果表明，该纸浆比未改进的有机溶剂纸浆有更加优异的物理性能而且它的物理性能如断裂长度好于牛皮纸浆。
表7
醇/亚硫酸盐 醇 牛皮PFI磨机转速 4300 4000 2500体积，mL/g 1.45 1.42 0.46撕裂指数 6.1 4.9 6.2(mNm2/g)破裂指数 2.95 2.3 2.95(kPa m2/g)断裂长度 5.6 4.8 5.2(km)
实施例8
在本实施例中，用亚硫酸钠将黄麻制浆。表8示出了，当在195℃下，在有或没有亚硫酸钠存在的醇/水中将黄麻制浆时所获得的结果。能够发现，添加剂的存在导致较高的粘度和较低的卡帕值，即获得改进的选择性。表8也示出了漂白的或未漂白的黄麻纸浆在300CSF下的强度性能。添加剂的使用明显地同时改进未漂白和漂白纸浆的纸浆强度。表9示出了用于黄麻的漂白条件，结果表明，当使用添加剂时，能够使用较少量的漂白化学物品。
表8
没有添加剂 4％Na2SO3醇(％)(v/v) 70 60纸浆产率(％) 68.8 66.7卡帕值 35.0 18.4粘度(厘泊) 33.2 72.5未漂白破裂指数 2 5.5(kPa m2/g)撕裂指数 5.8 19.4(mNm2/g)断裂长度 4.2 7.9(km)经过漂白破裂指数 1.7 5.2(kPa m2/g)撕裂指数 6.7 18.0(mNm2/g)断裂长度 3.8 7.2(km)
表9阶段 稠度 时间 温度 投料 (％)
(％) (小时) (℃) * **E(NaOH) 10 0.5 70 3 3D1(ClO2) 12 3 70 2.88 1.93E(NaOH) 12 2 70 2 1.8D2(ClO2) 12 3 70 0.8 0.8最终白度 88.7 88.5D1之后的白 60 65度*：没有添加剂的制浆**：有添加剂的制浆
实施例9
在本实施例中，添加剂用来将种子亚麻全茎制成纸浆。种子亚麻全茎通过在干燥状态下在掺混机中研磨而被分成内核和韧皮两部分。作为研磨和掺混机作用所产生的离心力的结果，内核和韧皮两部分被分离，内核形成下层和韧皮形成上层。用于制浆的条件和对于韧皮和内核所获得的结果都在表10中给出。数据表明，当使用亚硫酸氢钠时，对于内核和韧皮制浆来说获得高的选择性(高粘度，低卡帕值)。从没有使用添加剂的内核部分无法获得可接受的纸浆。
表10
韧皮 韧皮 内核亚硫酸氢钠(％) 0 3 3温度(℃) 195 195 185时间(分钟) 60 30 120乙醇∶水 60∶40 60∶40 40∶60产率 64 69 46卡帕值 63 30 64
使用表11中的条件，在亚硫酸氢钠存在下生产的纸浆由EoDED漂白。对于内核部分，获得最终白度为83.1和粘度为30.2厘泊。对于韧皮部分，获得84.5白度和32.6厘泊。所获得的强度性能示于表12。
表12阶段 温度 稠度 时间 投料(％)
(℃) (％) (分钟) 内核 韧皮Eo 70 12 30 3 3D1 70 12 180 5.9 5.9E 70 12 120 2 2D2 70 12 180 1.2 1.2
表12
内核 韧皮CSF 214 53(mls)体积 1.33 2.04(cm3/g)破裂指数 3.3 3.9(kPa m2/g)撕裂指数 4.5 15.1(mNm2/g)断裂长度 7.0 6.3(km)
实施例10
在亚硫酸氢钠存在下，用醇水将云杉和香脂冷杉混合物制成纸浆。每一批使用的加工条件如下：30g木料(烘箱干燥后的重量)，240ml溶剂(由SDA-1醇和水按比例60∶40v/v制成，并考虑到存在于木料中的水分)和1.2g亚硫酸氢钠一起被投入Parr高压容器(Parr公司，Moline，illinois)并升温到195℃加热120分钟。然后，蒸煮过的木屑被脱纤维和然后用50∶50醇/水进行洗涤。以57％的产率获得纸浆，以烘箱干燥木料为基础计算。它的卡帕值为73mL/g和粘度为51厘泊。在70℃下用占纸浆重量4％的氢氧化钠进行碱抽提2小时之后卡帕值降低至51mL/g，和具有10％的稠度。在532CSF下纸浆所具有的性能给出在表13中。
表13体积(cm3/g) 1.45破裂指数 6.9(kPa m2/g)撕裂指数 13.5(mNm2/g)断裂长度 9.8(km)
本发明和它的许多附带优点将能够从以上的叙述中理解，显然，在没有脱离本发明的精神和范围或没有牺牲它们所有的优点的情况下，能够作各种改进和变化，上面描述的方法仅仅是优选的实施方案。
Claims (9)
1、从纤维状植物原料生产纸浆的方法，它包括用蒸煮溶剂将该植物原料制浆的步骤，该蒸煮溶剂包括低级脂族醇和包含至少一种选自亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和苛性剂的添加剂的添加剂混合物的水溶液。
2、根据权利要求1的方法，它包括以下步骤：
(a)汽蒸该纤维状植物原料来加热该原料并除去任何夹带的空气；
(b)用所述蒸煮溶剂润湿汽蒸过的原料；
(c)投放该润湿过的汽蒸原料并将该润湿过的原料加压处理；
(d)将润湿过的汽蒸原料导入浸渍罐和用添加剂混合物浸渍该润湿过的、汽蒸过的原料，形成纤维状植物原料的淤浆；和
(e)将该淤浆投入抽提器中并用蒸煮溶剂抽提该淤浆，产生该纸浆和废液。
3、根据权利要求2的方法，它进一步包括步骤：(f)将纸浆泄出，和(g)回收该纸浆。
4、权利要求3的方法，它进一步包括从抽提器中排出该废液的步骤(h)，废液包括木质素、副产物和醇。
5、权利要求4的方法，它进一步包括回收该木质素、副产物和醇的步骤(I)。
6、用蒸煮溶剂将纤维状植物原料制浆的装置，该蒸煮溶剂包括低级脂族醇和包含至少一种选自亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和苛性剂的添加剂的添加剂混合物的水溶液，该装置包括：
(a)汽蒸装置，用来汽蒸和加热该纤维状植物原料并除去任何夹带的水分；
(b)进料器，用于将润湿过的原料加压处理；
(c)浸渍罐，用来由添加剂混合物浸渍该润湿和汽蒸过的原料，形成纤维状植物原料的淤浆；和
(d)抽提器，用来由该蒸煮溶剂抽提该淤浆，生产该纸浆和包含木质素、副产物和醇的废液。
7。根据权利要求6的装置，它进一步包括(e)回收该纸浆的纸浆回收装置。
8、根据权利要求7的装置，它进一步包括(f)回收木质素、副产物和醇 的液体回收装置。
9、根据权利要求1制造的纸浆。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN96117291A CN1184183A (zh) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 改进的有机溶剂制浆方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN96117291A CN1184183A (zh) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 改进的有机溶剂制浆方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1184183A true CN1184183A (zh) | 1998-06-10 |
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ID=5124187
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN96117291A Pending CN1184183A (zh) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 改进的有机溶剂制浆方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN1184183A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1105802C (zh) * | 1999-07-19 | 2003-04-16 | 陕西科技大学 | 荻苇自催化乙醇法制浆工艺 |
| CN101184889B (zh) * | 2005-03-31 | 2012-04-25 | 梅特索纸业公司 | 使用气体有机试剂作为加热和反应加速介质生产纸浆 |
| CN107034710A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-11 | 华南理工大学 | 一种超强、超对齐的透明纸及其制备方法 |
| CN107042559A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-15 | 华南理工大学 | 一种具有钢筋混凝土结构的高强纤维素/木素复合材料及其制备方法 |
| CN114687247A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-07-01 | 湖南艾华集团股份有限公司 | 一种低温铝电解电容器用电解纸及其制备方法 |
| CN116084197A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-05-09 | 中国海诚工程科技股份有限公司 | 一种秸秆乙醇法置换蒸煮工艺 |
-
1996
- 1996-12-06 CN CN96117291A patent/CN1184183A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1105802C (zh) * | 1999-07-19 | 2003-04-16 | 陕西科技大学 | 荻苇自催化乙醇法制浆工艺 |
| CN101184889B (zh) * | 2005-03-31 | 2012-04-25 | 梅特索纸业公司 | 使用气体有机试剂作为加热和反应加速介质生产纸浆 |
| CN107034710A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-11 | 华南理工大学 | 一种超强、超对齐的透明纸及其制备方法 |
| CN107042559A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-15 | 华南理工大学 | 一种具有钢筋混凝土结构的高强纤维素/木素复合材料及其制备方法 |
| CN107034710B (zh) * | 2017-03-30 | 2019-08-20 | 华南理工大学 | 一种超强、超对齐的透明纸及其制备方法 |
| CN114687247A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-07-01 | 湖南艾华集团股份有限公司 | 一种低温铝电解电容器用电解纸及其制备方法 |
| CN116084197A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-05-09 | 中国海诚工程科技股份有限公司 | 一种秸秆乙醇法置换蒸煮工艺 |
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