ES2206598T3 - Deslignificacion de pasta celulosica en dos etapas utilizando oxigeno. - Google Patents

Abstract

METODO DE DESLIGNIFICACION CON OXIGENO DE LA PULPA DEL MATERIAL LIGNOCELULOSICO A CONCENTRACION MEDIA EN DOS FASES. SE CONSIGUE UNA DESLIGNIFICACION PROLONGADA, DE FORMA QUE LA TEMPERATURA DE LA PRIMERA FASE SE MANTIENE POR DEBAJO DE 90 C, LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA ENTRE LAS FASES ES INFERIOR A 20 C. LA PRESION EN LA PRIMERA FASE ES DE 4 - 10 BAR, Y EN LA SEGUNDA FASE DE 2 5 BAR, Y LA PRESION EN LA PRIMERA FASE ES MAYOR QUE EN LA SEGUNDA FASE. LA ADICION DE OXIGENO EN LA PRIMERA FASE ES ELEVADA, 25 - 50 KG/TON DE PULPA, MIENTRAS QUE EL ALCALI SOLO SE AÑADE EN LA PRIMERA FASE PARA OBTENER UNA PULPA CON UNA ELEVADA ALCALINIDAD, 25 - 50 KG DE ALCALI POR TON DE PULPA. EL TIEMPO DE PERMANENCIA EN LA PRIMERA FASE ES DE 10 - 30 MIN Y EN LA SEGUNDA FASE DE 45 - 180 MIN.

Description

Deslignificación de pasta celulósica en dos etapas utilizando oxígeno.

Esta invención se refiere a un método de deslignificación con oxígeno de material lignocelulósico a una concentración media, es decir, 8-16%.

Desde la introducción de la deslignificación con oxígeno a concentración media de la pasta, no se ha trabajado mucho en el desarrollo de este proceso. Desde que se ha mostrado interés en el blanqueo sin cloro y el cierre de plantas de blanqueo, ha cobrado interés la deslignificación extensa, es decir una mayor reducción del número kappa a través del uso de oxígeno.

El documento US-A-5217575 describe un proceso de dos etapas para el blanqueo por oxígeno de pasta de celulosa fibrosa en el que la pasta pasa por una primera zona de deslignificación a una temperatura baja dentro del intervalo de 70ºC-90ºC y una segunda zona de deslignificación a una temperatura alta dentro del intervalo de 90ºC-125ºC. La diferencia en temperatura entre las dos zonas de deslignificación será de 20ºC a 40ºC, preferiblemente 30ºC. El tiempo de tratamiento es 15 minutos en la etapa 1 y 45 minutos en la etapa 2.

Sin embargo, la deslignificación extensa con oxígeno de una o varias etapas puede tener como resultado un deterioro de la calidad de la pasta. Las condiciones idóneas, no obstante, pueden proporcionar varias ventajas.

Debería ser posible mantener la producción de pasta mejor que durante una cocción extensa, es decir, una cocción hasta un número kappa más bajo.

Con un método multi-etapas, debería ser posible distribuir las sustancias químicas entre las etapas con el fin de obtener las condiciones óptimas en cada etapa. Incluso, se podrían optimizar otras condiciones.

La presente invención se refiere a un método de deslignificación extensa con oxígeno, en el cual un se obtiene número de kappa más bajo sin deterioro de las propiedades de la pasta. A través de deslignificación extensa según la invención, la deslignificación total puede alcanzar 50-70% del contenido en lignina (número kappa) de la pasta no blanqueada. El método se lleva a cabo a una concentración media de la pasta en dos etapas subsiguientes. Las características que definen la invención son manifiestas a partir de las reivindicaciones adjuntas.

La invención se describe con más detalle en lo que sigue con referencia a la Figura adjunta que ilustra de forma esquemática una instalación para llevar a cabo el método según la invención.

En la instalación indicada, la pasta digerida a una concentración media, es decir 8-16%, es bombeada primero por una primera bomba 1 desde el lavado de pasta marrón hasta la deslignificación con oxígeno. Un primer mezclador 2 se utiliza para mezclar oxígeno y álcali en la pasta. Luego, la pasta se introduce en un primer reactor 3, en el que se lleva a cabo la primera deslignificación. Desde allí, la pasta se dirige, posiblemente pasando por una segunda bomba 4, a través de un segundo mezclador 5 para la mezcla de vapor de agua y posiblemente de oxígeno adicional a un segundo reactor 6 para la segunda etapa de deslignificación. Después del segundo reactor 6, la pasta se alimenta a un tanque de extracción 7, y de allí, a las etapas subsiguientes de procesamiento.

Por lo tanto, el método implica que la deslignificación se lleve a cabo en dos etapas subsiguientes. En el primer mezclador 2 se realizan tanto una alta adición de álcali como de oxígeno. Esto implica una carga de 25-50 kg de álcali (NaOH) por tonelada de pasta, preferiblemente de 25-35 kg/tonelada. Esta carga necesaria de álcali se puede obtener posiblemente de forma parcial a través de un arrastre desde el lavado de la pasta marrón. La carga en el mezclador 2 se puede luego reducir en un grado correspondiente. La carga de oxígeno será de 25-50 kg/tonelada de pasta, preferiblemente de 30-40 kg/t.

La temperatura de la pasta en el sitio de la alimentación del reactor 3 será por debajo de 90ºC, preferiblemente de 75-90ºC. Esto implica que la reacción en la primera etapa en el reactor 3 puede llevarse a cabo a la temperatura de la pasta cuando llega del lavado de la pasta marrón. El tiempo de permanencia en el reactor 3 será relativamente corto, de 10-30 min, preferiblemente de 15-25 min.

La presión en el primer reactor 3 será de 4-10 bar. La presión alta, combinada con la alta alcalinidad de la pasta y la alta carga de oxígeno, produce una alta velocidad de deslignificación. Al mismo tiempo, la velocidad de degradación de celulosa se mantiene a un nivel bajo debido a la temperatura relativamente baja y al corto tiempo de permanencia.

Después de la primera etapa de deslignificación en el primer reactor 3, la pasta se introduce en la segunda estapa de deslignificación en el segundo reactor 6. La temperatura en el segundo reactor 6 estará por encima de 90ºC, es decir será algo más alta que en el primer reactor 3. No obstante, la diferencia en temperatura estará por debajo de 20ºC, preferiblemente 10-15ºC. Para llevar a cabo la subida necesaria en temperatura, se suministra vapor de agua al segundo mezclador 5.

La presión en el segundo reactor 6 será de 2-5 bar y será más baja que en el primer reactor 3. El tiempo de permanencia debería ser relativamente largo, 45-180 min, preferiblemente 60-120 min.

La segunda etapa de deslignificación es, sobre todo, una larga etapa de extracción en la cual, comparado con la primera etapa, la temperatura más alta y el tiempo de permanencia más largo proporcionan una deslignificación más extensa. A temperaturas por encima de 90ºC, por tanto, se obtiene una buena velocidad de extracción/lixiviación.

Debido al hecho de que no se carga más álcali en la segunda etapa, ni siquiera para compensar el consumo en la primera etapa, la alcalinidad de la pasta se puede mantener relativamente baja en la segunda etapa. De esta forma, se evita sustancialmente la degradación de la celulosa, a pesar de la alta temperatura y el largo tiempo de permanencia.

En el segundo mezclador 5, posiblemente se puede añadir una pequeña cantidad de oxígeno, que puede alcanzar 5 kg/tonelada de pasta. La carga de oxígeno en la primera etapa puede completarse de esta forma con el fin de incrementar la presión parcial del oxígeno.

El tiempo de permanencia en la segunda etapa se determina con relación a la temperatura, con el fin de conseguir resultados óptimos, es decir la pretendida deslignificación extensa sin deterioro de las propiedades de la pasta. Las temperaturas más altas corresponden, por lo tanto, a tiempos de permanencia más cortos.

Claims (4)

1. Un método para la deslignificación extensa con oxígeno de pasta a partir de material lignocelulósica a una concentración media en dos etapas en el cual la temperatura se mantiene por debajo de 90ºC en la primera etapa y por encima de 90ºC en la segunda etapa, y en el cual las adiciones de oxígeno y álcali en la primera etapa son altas, caracterizado porque la diferencia en temperatura entre las etapas está por debajo de 20ºC, porque la presión en la primera etapa es 4-10 bar y 2-5 bar en la segunda etapa, siendo la presión en la primera etapa más alta que en la segunda etapa, porque la adición de oxígeno a la primera etapa es alta, 25-50 kg/tonelada de pasta, y porque el álcali sólo se añade a la primera etapa para obtener una alta alcalinidad en la primera etapa, 25-50 kg de álcali por tonelada de pasta.

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque la subida de temperatura entre las dos etapas de oxígeno es 10-15ºC.

3. Un según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tiempo de permanencia de la pasta en la primera etapa es 10-30 min, preferiblemente 15-25 min, y 45-180 min, preferiblemente 60-120 minutos en la segunda etapa.

4. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el oxígeno adicional se carga en una cantidad de 0-5 kg/tonelada de pasta a la segunda etapa.