DE1214077B

DE1214077B - Verfahren zum Regenerieren alkalischer Ablaugen der Zellstoffveredelung

Info

Publication number: DE1214077B
Application number: DER34032A
Authority: DE
Inventors: Edward Vernon Partlow
Original assignee: Rayonier Inc
Current assignee: Rayonier Inc
Priority date: 1961-12-14
Filing date: 1962-12-10
Publication date: 1966-04-07
Also published as: US3174896A; AT248230B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

D 21 c

Deutsche Kl.: 55 b-3/20

Nummer: 1214 077

Aktenzeichen: R 34032IV a/55 b

Anmeldetag: 10. Dezember 1962

Auslegetag: 7. April 1966

Die bei der alkalischen Reinigung von Cellulose-Rohmaterialien, wie rohe Holzzellstoffe, anfallenden, verhältnismäßig verdünnten, Hemicellulose und andere organische Verbindungen (im folgenden zusammenfassend als »organische Stoffe« bezeichnet) enthaltenden Ablaugen konnten bisher weder für eine unmittelbare Wiederverwendung noch für die Rückgewinnung des darin enthaltenen Natriumhydroxyds in praktisch durchführbarer Weise aufbereitet werden.

Für eine unmittelbare Wiederverwendung bei der Raffination von Cellulose-Rohmaterialien kommen die Ablaugen deshalb nicht in Betracht, weil sich die organischen Stoffe in der Lauge so weit anreichern, daß sie sich auf der zu behandelnden Cellulose niederschlagen würden. Dies kann in bekannter Weise dadurch umgangen und die Lauge zu Bleichzwecken wieder verwendbar gemacht werden, daß man die Lauge mit Chlor behandelt, um dadurch die organischen Bestandteile unschädlich zu machen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß gleichzeitig das in der Lauge vorhandene Natriumhydroxyd mit Chlor unter Bildung von Natriumhypochlorit und Natriumchlorid teilweise oder sogar vollständig reagiert und somit der Lösung verlorengeht.

Andererseits ist aber auch die Rückgewinnung des Natriumhydroxyds aus Ablaugen, die weniger als 15¹Vi) Natriumhydroxyd enthalten, nach den üblichen Dialyseverfahren oder Eindampfverfahren mit anschließender Verbrennung der organischen Stoffe zu unwirtschaftlich, da diese Verfahren entweder einen kostspieligen Eindampfprozeß in sich schließen bzw. eine teuere und umfangreiche Anlage notwendig machen. Bekannte Vorschläge der Art, die Lösungen durch Eindampfen zu konzentrieren und diese Konzentrate dann mit Chlor oder Hypochlorit zu oxydieren, damit die organischen Stoffe sich unlöslich abscheiden, so daß sie abgezogen werden können, konnten sich wegen der hohe Kosten verursachenden Eindampfung und wegen der kolloidalen Beschaffenheit der organischen Stoffe, welche ihre Abtrennung außerordentlich erschwert, in der Praxis nicht einführen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich durchführbares Verfahren zu entwickeln, wonach alkalische Ablaugen der Zellstoffveredelung, die neben organischen Verbindungen bis zu 15 % Natriumhydroxyd gelöst enthalten, regeneriert werden können, ohne daß dabei die obengenannten Nachteile auftreten.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Laugen mit einer Menge Chlor oder Verfahren zum Regenerieren alkalischer
Ablaugen der Zellstoffveredelung

Anmelder:

Rayonier Incorporated, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

Stuttgart 1, Werastr. 24

Als Erfinder benannt:

Edward Vernon Partlow, Shelton, Wash.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. Dezember 1961
(159 426)

Natriumhypochlorit versetzt werden, die 50 bis 100 Gewichtsprozent aktiven Chlor, bezogen auf das Gewicht der in Lösung befindlichen organischen Stoffe, entspricht, und das Gemisch auf eine Temperatur zwischen 80 und 120° C erhitzt wird, bis das wirksame Chlor verbraucht ist.

Nach dem Verfahren der Erfindung können verdünnte alkalische Raffinationsabiaugen, die nur etwa 3 bis 15"Vo Natriumhydroxyd enthalten und mit organischen Stoffen verunreinigt sind, durch kontrollierte Oxydation wieder verwendbar gemacht werden. Die organischen Stoffe bleiben stabil in Lösung und fallen nicht aus, wenn die Lösung zu anderen Cellulose-Rohmaterial gegeben wird.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die alkalische Ablauge, welche die organischen Stoffe gelöst enthält, wie sie z. B. als Ablauf bei der alkalischen Raffination von Zellstoff zur. Gewinnung von hochprozentiger Alfacellulose aus. vorhydrolysiertem Kraftzellstoff anfällt, mit Chlor, oder Natriumhypochlorit oxydiert, wobei die Oxydationsmittel in einer Menge eingesetzt werden, die 50 bis 100¹¹Vo, vorzugsweise mindestens 60% aktivem Chlor, bezogen auf das Gewicht der organischen Stoffe, entspricht. Die Mischung wird dann 30 bis 120 Minuten lang auf eine Temperatur zwischen 80 und 12O⁰C, vorzugsweise zwischen 90 und

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110° C, erhitzt, bis das gesamte aktive Chlor verbraucht ist. Die optimale Behandlungsdauer hängt natürlich von der Menge der organischen Stoffe, von der Menge des aktiven Chlors und von der angewandten Temperatur ab. Sobald die Oxydation beendet ist, kann die oxydierte Lauge in gleicher Weise wie eine frisch hergestellte Natronlauge gleicher Konzentration, die frei von Hemicellulose ist, erneut zur Raffination von frischem Cellulose-Rohmaterial zu hochgradiger Alfacellulose verwendet werden.

Das folgende Beispiel zeigt die Anwendung der Erfindung auf die Reinigung eines Kraftzellstoffs aus Kiefernholz (Southern Pine) zu einem hochprozentigen Alfazellstoff. Andere Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich sinngemäß von selbst.

Beispiel 1

Für die Versuche dieses Beispiels wurde eine Ablauge verwendet, die bei der Raffination eines vorhydrolysierten Kraftzellstoffs aus Kiefernholz · (Southern Pine) zu einer weißen zur Herstellung einer Viskoselösung geeigneten Cellulose, die nach dem Viskoseverfahren zu Reifencord verarbeitet werden kann, anfällt. Von dieser Lauge, mit welcher der Zellstoff kalt extrahiert wurde und die laut · Analyse 5,4% NaOH und 1,15 % Hemicellulosen und verwandte organische Verunreinigungen enthielt, wurde eine große Probe entnommen und in fünf Portionen aufgeteilt, die mit A, B, C, D und E bezeichnet wurden. Diese fünf Portionen der gleichen Ablauge wurden dann vor der erneuten Verwendung wie folgt behandelt:

A. Diese Portion wurde unbehandelt wiederverwendet.

B. Diese Portion wurde nach Zusatz von Natriumhypochlorit in einer Menge, die 20% aktivem Chlor, bezogen auf das Gewicht der organischen Stoffe, entsprach, 2 Stunden bei 100⁰C oxydiert.

C. Diese Portion wurde mit Natriumhypochlorit, entsprechend 40% aktivem Chlor, versetzt und wie B weiterbehandelt.

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D. Diese Portion wurde mit Natriumhypochlorit,

entsprechend 60 % aktivem Chlor, versetzt und wie B weiterbehandelt.

E. Diese Portion wurde mit Natriumhypochlorit, entsprechend 88 % aktivem Chlor, versetzt und wie B weiterbehandelt.

Eine größere Probemenge von ungebleichtem vorhydrolysiertem Kraftzellstoff aus Kiefernholz (Southern Pine) wurde für die Durchführung des Bleichprozesses in zwölf Portionen aufgeteilt. In allen Fällen wurde die gleiche Arbeitsweise angewandt; die einzelnen Bleichprozesse unterschieden sich nur dadurch, daß die gesamte für die Nachbehandlung erforderliche Menge an Alkalilauge in Form der entsprechend den obigen Angaben vorbehandelten Ablaugeportionen hinzugefügt wurde. Zur Kontrolle wurde eine Probe auch mit einer frisch hergestellten Alkalilauge behandelt, die genau- 5,4% Natriumhydroxyd enthielt und frei von Hemicellulosen war. Es wurden jeweils zwei der gebleichten Proben in gleicher Weise mit heißer Alkalilauge extrahiert. Die oben bezeichneten Ablaugen wurden auch zur Zubereitung der NaOCl-Bleichlauge und zur Einstellung des pH-Werts während des Bleichvorgangs verwendet. Nach Beendigung der Bleichprozesse wurden die gebleichten Zellstoffe jeweils nach den TAPPI-Standardmethoden analysiert und mit Hilfe der üblichen Verfahren der Bestimmung der Löslichkeit in Alkalilauge daraufhin untersucht, welche Menge an Hemicellulose und verwandten organischen Stoffen sich während des Bleichprozesses auf der Cellulose niedergeschlagen hatte. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt:

Verwendete Ablauge	Zur Oxydation angewandtes aktives Chlor (in %,, bezogen auf die organischen Stoffe)	Während des Bleichprozesses ausgefallene organischen Stoffe
Kontrollversuch	0,0*)	0,0*)
(frische Natronlauge)
A (nicht oxydiert)	0,0	85,0
B	20,0	80,0
C	40,0	50,0
D	60,0	10,0
E	88,0	0,0

*) Alle Angaben sind Mittelwerte aus zwei Versuchen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regenerieren alkalischer Ablaugen der Zellstoffveredelung, die organische Stoffe und bis zu 15 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd gelöst enthalten, dadurchgekennzeichnet, daß die Laugen mit einer Menge Chlor oder Natriumhypochlorit versetzt werden, die 50 bis 100 Gewichtsprozent aktivem Chlor, bezogen auf das Gewicht der in Lösung befindlichen organischen Stoffe, entspricht, und das Gemisch auf eine Temperatur zwischen 80 und 120° C erhitzt wird, bis das wirksame Chlor .verbraucht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Reaktion mit den organischen Stoffen mindestens 60% aktives Chlor angewandt und daß die Lösung auf eine Temperatur im Bereich zwischen 90 und 110° C erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf das Gewicht der organischen Stoffe, 80% aktives Chlor angewandt und daß die Lösung 30 bis 120 Minuten auf eine Temperatur im Bereich zwischen 90 und 110° C erhitzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1033 378.