FI99152C

FI99152C - Vetyperoksidilla tehostettu happidelignifiointi

Info

Publication number: FI99152C
Application number: FI902295A
Authority: FI
Inventors: Hasan Jameel; V R Parthasarathy; Meenakshi Sundaram; Josef Stephan Gratzl; Ronald James Klein
Original assignee: Fmc Corp; Univ North Carolina State
Priority date: 1989-05-19
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1997-10-10
Also published as: KR930002072B1; JPH0314687A; DE69008042T2; DK0401149T3; DE69008042D1; MX166744B; CA2014563A1; FI99152B; EP0401149B1; NO176810C; NO902206D0; US5011572A; ES2050992T3; ATE104381T1; NO176810B; NO902206L; EP0401149A1; FI902295A0; CA2014563C; KR900018469A

Description

. 99152

Vetyperoksidilla tehostettu happidelignifiointi Käsiteltävänä oleva keksintö koskee menetelmää kemiallisen massan delignifioimiseksi ilman edeltävää kloo-5 rausvaihetta.

Ympäristönsuojelun huomio on viime vuosina kohdistunut kemiallisten massojen delignifioinnissa ja valkaisussa syntyviin päästöihin. Monet klooratut orgaaniset yhdisteet, jotka muodostuvat käytettäessä kloorivaihetta 10 ja tämän jälkeen alkaliuuttoa, ovat osoittautuneet bioak- kumuloituviksi ja mutageenisiksi. Päästöistä ja myös massoista viimeksi kuluneina vuosina löytyneet polyklooratut dioksiinit ja furaanit ovat aiheuttaneet kasvavaa huomiota ympäristönsuojelutaholla.

15 Orgaanisten kloridien muodostuminen on verrannol linen alkuainekloorin kulutukseen, joka riippuu valkaisemattoman massan alkuperäisestä kappaluvusta. Happideligni-fiointi tuottaa pienen kappaluvun omaavia massoja, jotka sitten voidaan valkaista siten, että kloorin kokonais-ku-20 lutus pysyy pienenä.

Tässä patenttihakemuksessa käytetään seuraavaa nimistöä : 0, = happidelignifiointi, PO = vetyperoksidilla voimis tettu happi, EO = hapella voimistettu alkaliuutto, EP = 25 peroksidilla voimistettu alkaliuutto, (EP)O = vetyperok sidilla ja hapella voimistettu alkaliuutto.

Kemiallisten massojen happidelionifiointi on nykyään hyväksytty lukuisilla sellutehtailla kautta maailman. Käyttämällä happea kappalukua voidaan pienentää 50 % tai 30 enemmän verrattuna valkaisemattomaan massaan. Happidelig- nifioinnin toisena etuna on se, että päästöt tästä vaiheesta voidaan kierrättää kemikaalien talteenottosystee-miin ilman haitallisia kloridi kertymiä ja tällä tavoin voidaan ottaa talteen arvokasta lämpöenergiaa.

99152 2

Vetyperoksidi on toinen kemikaali, jolla on kasvavaa mielenkiintoa kemiallisten massojen kloorittomassa valkaisussa. Vetyperoksidia on monta vuotta käytetty hiokkeen ja sulfiittimassojen valkaisussa, mutta vasta viime 5 aikoina sitä on ehdotettu kraftmassojen valkaisuun. US-pa- tentissa nro 3 719 552 kuvataan alkaliuuttovaiheen tai hapella voimistetun alkaliuuttovaiheen voimistamista vetyperoksidilla. (EP)O on käyttökelpoinen kloorausvaiheen jälkeen kraftmassan valkaisusekvenssissä sulfaattimassan 10 kappaluvun pienentämiseksi ja viskositeetin parantamisek si .

Vetyperoksidin hajoamisessa syntyvät hydroperok-syyli-ja hydroksyyliradikaalit initioivat delignifioin-nin. Hydroksyyliradikaalit pystyvät pilkkomaan käytännöl-lises-15 ti katsoen kaikentyyppisiä orgaanisia rakenteita. Hydrok syyliradikaalit eivät vain delignifioi ja hapeta, vaan ne myös hajottavat selluloosaa. Hiljattain on rapor-toitu, että MgS04:n lisääminen sekä E0- että (EP)O-vai-heeseen vaikuttaa vain vähän kappalukuun ja vaaleuteen, mutta pa-20 rantaa viskositeettia merkitsevästi. Ympäristön-suojelun kannalta on olemassa huomattava tarve delignifioida kemiallisia massoja ilman edeltävää kloorausta ja pilkkomatta samanaikaisesti selluloosaa, mikä näkyy viskositeetin liiallisena pienenemisenä.

25 On olemassa vähän tietoa kemiallisten massojen hap- pidelignifioinnista ilman edeltävää kloorausta. Papage-orges et ai. osoittavat US-patentissa nro 4 459 174, että selluloosan depolymeroituminen vähenee puolikemiallisten ja kemiallisten massojen happidelignifioinnissa kierrättäkö mällä uudelleen 5 - 70 % päästöistä, jotka tulevat happi- vaiheen jälkeisestä alkaliperoksidivalkaisusta. Samaan ovat päätyneet Kruger et ai. US-patentissa nro 4 622 319. Heidän mukaansa päästöjen uudelleenkierrätys happamasta vetyperoksidivalkaisuvaiheesta happivaiheeseen parantaa 35 sulfiittimassojen viskositeettia. Happidelignifioinnissa pH oli alle 5,0.

n 99152 3 Käsiteltävänä oleva keksintö on oarannus tekniikan tason happidelignifiointimenetelmiin siinä, että sillä saadaan massaa, jonka kappaluku (ligniini) on pienentynyt ja viskositeetti (lujuus) kasvanut verrattuna aikaisempiin 5 happidelignifiointimenetelmiin. Keksintö on kaksivaiheinen menetelmä keittimestä tulevan lietteen sisältämien lig-noselluloosakuitujen delignifioimiseksi ilman kuitulujuu-den merkitsevää huononemista. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että 10 a) liete sakeutetaan poistamalla siitä ensimmäinen keit- toliemiosa, b) lisätään niin paljon sakeutettua lietettä vaiheesta (a) ensimmäiseen reaktioseokseen, että sakeudeksi tulee n. 8 -n. 25 paino-% kuitua uunikuivapainosta laskettuna, ja mai- 15 nittu reaktioseos sisältää niin paljon alkalia, että sen alkalisuus vastaa n. 1,5 - n. 4 % natriumhydroksidia, ja n. 0,01 - n. 1 % vetyperoksidia kuitujen uunikuivapainosta laskettuna, c) ensimmäinen reaktioseos pidetään lämpötilassa n. 80 - 20 n. 110 °C n. 30 - n. 60 minuuttia molekyylihapen läsnä ol lessa osapaineessa n. 620 - 860 kPa (75 - 110 psig), d) vaiheesta (c) saatu ensimmäinen reaktioseos sakeutetaan poistamalla siitä toinen keittoliemiosa, e) lisätään niin paljon sakeutettua lietettä vaiheesta (d) 25 toiseen reaktioseokseen, että sakeudeksi tulee n. 8 - n.

25 paino-% kuitua uunikuivapainosta laskettuna, ja mainittu reaktioseos sisältää niin paljon alkalia, että sen alkalisuus vastaa n. 1,5 - n. 4 % natriumhydroksidia, f) toinen reaktioseos pidetään lämpötilassa n. 70 - n. 110 30 °C n. 30 - n. 60 minuuttia molekyylihapen läsnä ollessa osapaineessa n. 170 - 860 kPa (20 - 110 psig), ja g) delignifioidut kuidut otetaan talteen toisesta reaktio-seoksesta, ja mainittujen delignifioitujen kuitujen lujuus on yhtä suuri tai suurempi kuin yhdessä happivaiheessa de- 35 lignifioitujen kuitujen.

99152 4

Toinen reaktioseos voi valinnaisesti sisältää myös 0,01 - n. 1 % vetyperoksidia kuitujen uunikuivapainosta laskettuna.

Kaksivaiheisessa happidelignifiointimenetelmässä on 5 yllättävästi ratkaisevaa se, että vetyperoksidi lisätään ensimmäiseen vaiheeseen massojen saamiseksi, joiden kap-paluku on pienempi ja viskositeetti suurempi verrattuna pelkästään happivaiheessa delignifioituun massaan.

Voimistamalla kaksi happivaihetta vetyperoksidilla 10 delignifiointi voidaan viedä niin pitkälle, että kappaluku pienenee noin 75:llä prosentilla ilman viskositeetin merkittävää pienenemistä.

Vetyperoksidin lisääminen happivaiheessa parantaa massojen selektiivisyyttä edistämällä delignifiointia.

15 Vetyperoksidin lisääminen suursaantomassojen (kappaluku > 50) kaksivaiheisiin happidelignifiointeihin mahdollistaa massojen valmistuksen laajalla kappalukualueella ilman viskositeetin merkittävää pienenemistä. Tällaisten massojen lujuusominaisuudet ovat samoja tai parempia kuin yh-20 dessä happivaiheessa valkaistujen massojen. Tästä seuraa, että monivaiheisen PO-PO-D-P-prosessin päästöissä on merkityksettömiä määriä kloorattuja orgaanisia yhdisteitä kuten polykloorattuja fenoleja ja dioksiineja. Keksinnön piiriin katsotaan kuuluvan menetelmän, jossa kaksivaiheis-25 ta, vetyperoksidilla voimistettua happidelignifiointia seuraavat klooridioksidi- ja peroksivalkaisuvaihe.

Toiseen tai molempiin happivaiheisiin lisätyn pe-roksidin määrä ei ole kriittinen. Lisäysmäärät alle 0,5 % H202 ovat edullisia happivalkaistun massan ominaisuuksien 30 parantamiseksi.

Sekvensseillä PO-PO ja PO-O käsiteltyjen massojen viskositeetti oli parempi kuin sekvenssillä O-PO käsiteltyjen massojen. Kappaluvun pieneneminen ja viskositeetin paraneminen saavutettiin pienemmällä alkalipanoksella ja 35 matalammassa lämpötilassa, mikä viittaa mahdollisuuteen 5 . 99152 säästää kemikaaleja ja lämpöenergiaa kaksivaiheisessa PO-PO-valkaisussa.

Viskositeetin paraneminen ja kappaluvun pieneneminen saavutetaan peroksidilla voimistetussa happidelignifi-5 oinnissa laajalla lämpötila-alueella (60 - 110 °C) , edul lisesti alueella 80 - 110 °C ensimmäisessä ja 70 - 110 °C toisessa happidelignifiointivaiheessa. Vetyperoksidi lisäyksen edut riippuvat lisäystävasta. Massojen, jotka on delignifioitu ensimmäisessä vaiheessa vetyperoksidilla 10 voimistetulla hapella, ominaisuudet ovat toisen happide- lignifiointivaiheen jälkeen parempia siinäkin tapauksessa, että tätä vaihetta ei voimisteta vetyperoksidilla. Viskositeetin kasvu mahdollistaa massan delignifioinnin siten, että kappaluku kasvaa edelleen kahdella yksiköllä 15 käytettäessä sekvenssiä PO-PO.

Seuraavat esimerkit valaisevat käsiteltävänä olevaa keksintöä.

Happidelignifioinnissa käytettiin etelän männystä (loblolly) valmistettuja kraftmassoja (kappaluku = 28,3 ja 20 30, 0 ja viskositeetti = 24,0 ja vastaavasti 32,0 mPas) .

Valkaisemattoman massan vaaleus oli 22,4 % ja vastaavasti 24,0 % ISO-yksikköä. Sekä valkaisemattomien että deligni-fioitujen massojen kappaluku ja viskositeetti määritettiin TAPPI-vakiomenetelmien mukaan (kappaluku T 236 os-76 ja 25 viskositeetti T 230 Om-82). Ennen viskositeettimääritystä valkaisematon massa delignifioitiin happamalla kloriitil-la. Vaaleus määritettiin ISO-menetelmien mukaan (ISO 2469 ja 2470).

Esimerkki I

30 Massat happidelignifioitiin Changin ja et ai. ku vaaman menetelmän avulla, TAPPI 56, (9)116 (1973). Vetyperoksidilla voimistetussa happidelignifioinnissa vetyperoksidi lisättiin ennen happi-injektiota. Happidelignifioinnin ja vetyperoksidilla voimistetun hapettavan uuton olo-35 suhteet ilmenevät taulukosta I.

99152 6

Esimerkki II

Alustavat tutkimukset vetyperoksidilla voimistetun kaksivaiheisen happidelignifioinnin vaikutuksesta suoritettiin massalla, jonka kappaluku oli 28,3 ja viskosi-5 teetti melko pieni eli 24,0 mPas.

Kuten taulukosta II ilmenee, voimistus vetyperoksidilla johti kaksivaiheisesti happidelignifioituihin massoihin, joiden kappaluku oli pieni, mutta joiden viskositeetti oli yllättävän suuri.

10 Näitä massan ominaisuuksien parannuksia, jotka saa vutetaan kaksivaiheisen delignifioinnin jälkeen, on arvioitu suhteessa valkaisemattoman, pienen lähtöviskositeetin omaavan massan ominaisuuksiin. Havaittiin, että vetyperoksidin lisäystapa on tärkeää ja että lisäyksen on tapahdut-15 tava ensimmäisessä happivaiheessa massojen saamiseksi, joiden kappaluku on pienempi ja viskositeetti suurempi kuin pelkästään hapella delignifioitujen massojen. Esimerkiksi verrattuna O-PO-massoihin PO-O-massojen, joiden delignifiointia voimistettiin ensimmäisessä vaiheessa, 20 ominaisuudet olivat parempia pienentyneen kappaluvun ja parantuneen viskositeetin valossa. Havaittiin lisäksi, että vetyperoksidipanokset, jotka olivat suurempia kuin 0,5 % uunikuivasta massasta laskettuna, eivät enää parantaneet kappaluvun pienenemistä tai viskositeettia.

25 Anderson ja Hook, "1985 Pulping Conference", TAPPI

Press, Atlanta, s. 445, havaitsivat, että hapen ja/tai pe-roksidin lisääminen alkaliuuttovaiheeseen parantaa ligniinin poistoa massasta, jolloin C-E-massan kappaluku pienenee ja massoja voidaan valkaista edelleen pienemmällä 30 klooridioksidimäärällä vaaleusarvoihin 89 %+. He painot tavat, että ligniinin poistossa massasta hapen ja peroksi-din yhdistelmä oli selektiivisempi kuin joko happi tai pe-roksidi yksinään. Massat alkaliuutettiin matalammassa lämpötilassa ja pienemmällä alkalipanoksella kuin massat hap-35 pidelignifioinnissa. Joskin happivalkaisu tai -delignifi- 99152 7 ointi ja hapettava uutto muistuttavat toisiaan, happivalkaisussa tai -delignifioinnissa delignifioidaan valkaisemattomia massoja, joita ei ole herkistetty kloorilla. Prosessimuuttujat, erityisesti alkali- ja vetyperoksidi-5 panos, reaktiolämpötila ja -aika ovat kriittisiä valmis tettaessa halutut ominaisuudet omaavia lignoselluloosakui-tu j a.

Esimerkki III

Massaa, jonka kappaluku oli 30 ja viskositeetti 32 10 mPas, tutkittiin käyttäen keskuspisteistä käännettävää toisen kertaluvun täysfaktorikoesuunnittelua (full factorial central composite rotatable second order design) massojen sekä hapella että vetyperoksidilla voimistetulle happidelignifioinnille (NaOH = 1,5 ja 3,0 %, H202 = 0,2 % 15 ja 0,5 %, lämpötila = 80 °C ja 110 °C, aika = 30 ja 60 mi nuuttia) .

Tulokset osoittavat, että reaktio-olosuhteista riippumatta PO-massojen viskositeetti oli jokaisella kap-paluvulla suurempi kuin O-massojen viskositeetti kuten ku-20 viosta 1 ilmenee.

Prosessimuuttujien suurimmilla arvoilla eli NaOH-panoksella 3,0 %, lämpötilalla 110 °C ja reaktioajalla 60 minuuttia, on yksivaiheisella O-valkaisulla mahdollista pienentää kappalukua viidelläkymmenellä prosentilla. Vety-25 peroksidilisäys 0,5 % happivaiheeseen (PO-delignifiointi) johti toisaalta kappaluvun pienenemiseen 60:llä prosentilla. Vetyperoksidin ja ajan vaikutus määrätyssä lämpötilassa kappalukuun ei ollut merkitsevä käyttöalueella. Mutta alkali- ja vetyperoksidipanoksista muodostuvilla seka-30 tuotteilla oli merkitsevä kahtanainen vaikutus. Vetyperok- sidipanoksen lisääminen 0,2 %:sta 0,5 %:iin tai reaktio-ajan pidentäminen 30:sta 60:een minuuttiin johti kappaluvun vain marginaaliseen pienenemiseen tai viskositeetin paranemiseen. Massoja, joiden kappaluku oli 14 (kappaluvun 35 pieneneminen 53 %), saatiin panoksella 3 % NaOH:ta ja 0,2 99152 8 % vetyperoksidia lämpötiassa 110 °C ja reaktioaikana 30 minuuttia. Vertailuhappimassan kappaluku oli 15,6.

Tärkeimpiä kappaluvun pienenemiseen ja viskositeetin paranemiseen vaikuttavia tekijöitä ensimmäisessä de-5 lignifiointivaiheessa oli lipeän panostus. Sen vaikutus 0,- ja PO-massojen kappalukuun ja viskositeettiin ilmenee kuviosta 2.

Massoja, joiden kappaluku on pienempi mutta viskositeetti sama, tai joiden kappaluku on sama ja visio kositeetti suurempi, voidaan saada pienemmällä alkali- panoksella PO-valkaisussa kuin 0-valkaisussa (kuvio 2). Esimerkiksi PO-massojen, jotka oli delignifioitu alkali-panoksella 2,75 %, kappaluku oli 13,5 ja viskositeetti 19 mPas, kun taas happivalkaisussa saatiin samalla alkali-15 panoksella massa, jonka kappaluku oli 17,5 ja viskositeet ti 19,6 mPas. Myös PO-massoille tarvittiin 0,4 % pienempi alkalipanos (pieneneminen 14,5 %) tavoitekappaluvun 15 saavuttamiseksi, joka merkitsee delignifiointiastetta 50 %, mutta tällä kappaluvulla voidaan olettaa, että PO-mas-20 san viskositeetti on vähintään 1,5 mPas suurempi kuin 0- massan.

Toinen tekijä, joka vaikuttaa voimakkaasti PO-massojen kappalukuun ja viskositeettiin, on reaktiolämpötila. Sellutehtaalla reaktiolämpötilan alentaminen merkitsee 25 suoraan höyry- ja lämpöenergiakustannusten säästöä. Täl lainen lämpötilan alentaminen voi korvata delignifioinnin parannuksessa tarvittavista lisäkemikaaleista johtuvista kustannuksia. Reaktiolämpötilan vaikutus 0- ja PO-val-kaisuun ilmenee kuviosta 3.

30 Massan saamiseksi, jonka kappaluku on 15, valkai semattomasta massasta, jonka kappaluku on 30, on suoritettava yksivaiheinen O-valkaisu 3 %:n alkalipanoksella 30 minuuttia 110 °C:ssa. Samoissa olosuhteissa PO-valkaisu voidaan toisaalta suorittaa 80 °C:ssa voimistamalla 2 35 %:lla vetyperoksidia uunikuivasta massasta laskettuna sa- 99152 9 man kappaluvun saavuttamiseksi. Kuten yllä kuvattiin, voidaan tällä kappaluvulla lisäksi saada PO-massa, jonka viskositeetti on suurempi kuin pelkällä happidelignifioinnil-la saadun massan viskositeetti.

5 Happidelignifioituja massoja (3 % NaOH, 110 °C ja 30 minuuttia) hapen peroksidivoimistuksen kera tai ilman sitä delignifioitiin edelleen toisessa vaiheessa hapella tai vetyperoksidilla voimistetulla hapella. Tutkittiin myös vetyperoksidilla voimistettua hapettava uuttoa. Tu-10 losten yhteenveto ilmenee taulukosta III.

Käyttämällä kaksivaiheista vetyperoksidilla voimistettua happidelignifiointia (PO-PO) kappaluvun noin 72 %:n pienennykset ovat mahdollisia samalla kun massan viskositeetti voidaan pitää O-O-delignifioinnin tasolla. Käy-15 tettäessä kaksivaiheista O-O-prosessia saavutettu deligni- fiointi oli vain noin 61 %. Verrattaessa O-PO-delignifi-ointia PO-O-prosessiin voidaan todeta, että jälkimmäinen johti täydellisempään delignifiointiin. Lisäksi PO-O-kä-sittelystä saatujen delignifioitujen massojen viskositeet-20 ti oli suurempi, mikä todistaa aikaisemmat havaintomme oikeiksi, joiden mukaan vetyperoksidin lisäystapa on tär-kää paremman delignifioinnin ja viskositeetin saavuttamiseksi. Osoitettiin lisäksi, että PO-massojen yksivaiheisella, vetyperoksidilla voimistetulla hapettavalla uutolla 25 oli sama vaikutus kuin kaksivaiheisella O-O-delignifioin- nilla.

Delignifioitujen massojen kaksivaiheisella D-P-val-kaisulla saatiin PO-PO-massoille loppuvaaleus 83,7 % ja D-P-valkaistuille O-O-massoille saatiin vaaleus 79,7 %. Alla 30 esitetään yhteenveto klooridioksidi- ja vetyperoksidival- kaisusta.

Hapella sekä vetyperoksidilla voimistetulla hapella delignifioitujen massaojen kaksivaiheinen valkaisu: 99152 10

Valkaisuolosuhteet:

Klooridioksidi (D) Vetyperoksidi (P)

Sakeus = 10 % Sakeus = 12 %

Klooridioksidi = 1,5 % NaOH = 0,5 % (aktiivisena Cl2:na) H202 = 1,0 %

Aika = 1,5 tuntia Natriumsilikaatti = 1,0 % Lämpötila = 70 °C MgS04 = 0,25 %

Lämpötila = 70 °C

Aika = 1,0 tuntia

Sekvenssit: O-O-D-P, PO-PO-D-P, 0-(EP)0-D-P ja P0-(EP)0-D-P

Taulukko I

Happi- ja hapella voimistetun alkaliuuton olosuhteet (Kemikaalipanokset laskettu uunikuivasta massasta)

Happi Hapella voimistet-

(0 ja PO) tu alkaliuutto (EO

_ja (EO)O)_

Sakeus ( %) 20,0 20,0

Natriumhydroksidi (%) 1,5-3,0 2,0

Vetyperoksidi (%) 0,0 - 0,50 0 - 0,50

MgSO„ (%) 0,50 0,50 Lämpötila (°C) 80 - 110 70

Aika lämpötilan saavuttamiseen (min) 10 tai 13 10

Aika lämpötilassa (min) 30 - 60 60

Happipaine (mPa) 0,76 0,14’ ’Happi vapautui 20 minuutin kuluttua ko. lämpötilassa.

99152 11

Taulukko II

Kaksivaiheinen vetyperoksidilla voimistettu happideligni-fiointi (Valkaisematon massa: kappaluku = 28,3, vis- kositetti = 24,0 mPas ja vaaleus = 22,4 % ISO) 5

Massa NaOH H202 Lämpötila Kappa- Viskositetti Vaaleus _(%) (%)_(°C) luku (mPas)_(% ISO)

Ensimmäisen vaiheen delignifiointi O 2,0 0 86 18,2 15,3 32,3 10 PO 2,0 0,2 85 17,4 18,9 32,9

Toisen vaiheen delignifiointi 0-0 2,0 0 85 17,8 13,8 33,0 O-PO 2,0 0,5 85 16,9 14,7 33,5 O-PO 2,0 1,0 85 16,8 14,2 33,8 15 PO-O 2,0 0 85 16,2 17,6 35,5 PO-PO 2,0 0,5 85 15,8 18,2 38,8 PO-PO 2,0 1,0 85_16,0 17,9_3^2_ 99152 12

Taulukko III

Massan ominaisuuksien yhteenveto kaksivaiheisesta deligni-fioinnista

Massan ominaisuudet

Massa 2:n vai- Koko- Koko- Koko- Kappa- Vis- Vaaleus heen naisaika naisNa- naisH20, luku kositetti (% ISO) lämpötila (h) OH (%) (%) (mPas) _ro_ 0-0 110 1,0 6,0 0,0 11,6 16,0 43,2 O-PO 110 1,0 6,0 0,5 10,9 15,1 42,7 0-(EP)0 70 1,5 5,0 0,2 14,2 16,4 38,5 PO-O 110 1,0 6,0 0,5 9,8 15,6 44,4 PO-PO 110 1,0 6,0 0,5 8,5 15,9 47,4 PO- (EP)O 70 1,5 5,0 0,4 12,3 17,2 40,2

Claims

99152

1. Menetelmä, jossa käytetään molekyylihappea, keit-timestä tulevan lietteen sisältämien lignoselluloosakuitu- 5 jen delignifioimiseksi ilman, että kuitulujuus merkittä västi huononee, tunnettu siitä, että a) liete sakeutetaan poistamalla siitä ensimmäinen keit-toliemiosa, b) lisätään niin paljon sakeutettua lietettä vaiheesta (a) 10 ensimmäiseen reaktioseokseen, että sakeudeksi tulee 8-25 paino-% kuitua uunikuivapainosta laskettuna, ja mainittu reaktioseos sisältää niin paljon alkalia, että sen alkali-suus vastaa 1,5 - 4 % natriumhydroksidia, ja 0,01 - 1 % vetyperoksidia kuitujen uunikuivapainosta laskettuna, 15 c) ensimmäinen reaktioseos pidetään lämpötilassa 80 - 110 °C 30 - 60 minuuttia molekyylihapen läsnä ollessa osa- paineessa 620 - 860 kPa (75 - 110 psig), d) vaiheesta (c) saatu ensimmäinen reaktioseos sakeutetaan poistamalla siitä toinen keittoliemiosa, 20 e) lisätään niin paljon sakeutettua lietettä vaiheesta (d) toiseen reaktioseokseen, että sakeudeksi tulee 8-25 paino-% kuitua uunikuivapainosta laskettuna, ja mainittu reaktioseos sisältää niin paljon alkalia, että sen alkalisuus vastaa 1,5 - 4 % natriumhydroksidia, ja 0 - 0,5 % vetype-25 roksidia, f) toinen reaktioseos pidetään lämpötilassa 70 - 110 °C 30 - 60 minuuttia molekyylihapen läsnä ollessa osapaineessa 170 - 860 kPa (20 - 110 psig), g) delignifioidut kuidut otetaan talteen toisesta reaktio- 30 seoksesta, ja mainittujen delignifioitujen kuitujen lujuus on yhtä suuri tai suurempi kuin yhdessä happivaiheessa delignif ioitujen kuitujen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen reaktioseos sisältää myös 35 0,01 - 1 % vetyperoksidia kuitujen uunikuivapainosta laskettuna. 99152

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen reaktioseos sisältää 0,1 - 0,5 % vetyperoksidia.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n- 5. e t t u siitä, että toinen reaktioseos sisältää 0,1 - 0,5 % vetyperoksidia.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekä ensimmäinen että toinen reaktioseos sisältää 0,1 - 0,5 % vetyperoksidia.

6. Menetelmä keittimestä tulevan lietteen sisältämi en delignifioitujen lignoselluloosakuitujen valkaisemiseksi klooridioksidivaiheella ja sitten peroksidivaiheella, tunnettu siitä, että keittimestä tulevan lietteen sisältämät lignoselluloosakuidut delignifioidaan käyttäen 15 seuraavia vaiheita: a) liete sakeutetaan poistamalla siitä ensimmäinen keitto-liemiosa, b) lisätään niin paljon sakeutettua lietettä vaiheesta (a) ensimmäiseen reaktioseokseen, että sakeudeksi tulee 8-25 20 paino-% kuitua uunikuivapainosta laskettuna, ja mainittu reaktioseos sisältää niin paljon alkalia, että sen alkali-suus vastaa 1,5 - 4 % natriumhydroksidia, ja 0,01 - 1 % vetyperoksidia kuitujen uunikuivapainosta laskettuna, c) ensimmäinen reaktioseos pidetään lämpötilassa 80 - 110 25 °C 30 - 60 minuuttia molekyylihapen läsnä ollessa osapai- neessa 620 - 860 kPa (75 - 110 psig), d) vaiheesta (c) saatu ensimmäinen reaktioseos sakeutetaan poistamalla siitä toinen keittoliemiosa, e) lisätään niin paljon sakeutettua lietettä vaiheesta (d) 30 toiseen reaktioseokseen, että sakeudeksi tulee 8-25 pai- no-% kuitua uunikuivapainosta laskettuna, ja mainittu reaktioseos sisältää niin paljon alkalia, että sen alkalisuus vastaa 1,5 - 4 % natriumhydroksidia, ja 0 - 0,5 % vetyperoksidia , 99152 f) toinen reaktioseos pidetään lämpötilassa 70 - 110 °C 30 - 60 minuuttia molekyylihapen läsnä ollessa osapaineessa 170 - 860 kPa (20 - 110 psig), g) delignifioidut kuidut otetaan talteen toisesta reaktio- 5 seoksesta, ja mainitun delignifioidun kuidun lujuus on yh tä suuri tai suurempi kuin yhdessä happivaiheessa deligni-fioitujen kuitujen.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen reaktioseos sisältää myös 10 0,01 - 1 % vetyperoksidia kuitujen uunikuivapainosta las kettuna .

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen reaktioseos sisältää 0,1 - 0,5 % vetyperoksidia.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, t u n- n e t t u siitä, että toinen reaktioseos sisältää 0,1 -0,5 % vetyperoksidia.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekä ensimmäinen että toinen 20 reaktioseos sisältää 0,1 - 0,5 % vetyperoksidia. 99152