FR2496138A1 - Procede de blanchiment de pate de cellulose - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE BLANCHIMENT PAR DELIGNIFICATION DE PATES DE CELLULOSE OBTENUES DE MANIERE CHIMIQUE A PARTIR DE MATIERES LIGNOCELLULOSIQUES. CE PROCEDE CONSISTE A METTRE LA PATE, DURANT UN TRAITEMENT D'ACTIVATION, EN CONTACT AVEC UNE PHASE GAZEUSE CONTENANT DU NO ET EN PRESENCE D'EAU, ALORS QUE DU GAZ OXYGENE EST ALIMENTE, CETTE PATE ETANT SOUMISE ENSUITE A UN PROCESSUS DE TRAITEMENT ALCALIN. DANS CE PROCEDE, L'ETAPE D'ACTIVATION ET LE PROCESSUS DE TRAITEMENT A L'ALCALI SONT EXECUTES CONJOINTEMENT SOUS DE DURES CONDITIONS, C'EST-A-DIRE A TEMPERATURE ELEVEE PENDANT L'ETAPE D'ACTIVATION, AFIN D'OBTENIR UN CERTAIN DEGRE DE DEGRADATION DES MOLECULES DE CELLULOSE, ET A UNE TEMPERATURE DE 95A 150C, CONVENABLEMENT DE 101 A 140C ET, DE PREFERENCE, DE 110 A 120C PENDANT LE PROCESSUS DE TRAITEMENT A L'ALCALI, LE TEMPS DE TRAITEMENT A LA LIMITE DE TEMPERATURE LA PLUS FAIBLE A L'INTERIEUR DE CES GAMMES DE TEMPERATURES NE DEPASSANT PAS 45, 30 ET 15 MINUTES RESPECTIVEMENT.

Description

La présente invention se rapporte a un procédé de blanchiment de pâte de cellulose et, plus particulierement, elle concerne le blanchiment de pâte de cellulose préparée par une cuisson alcaline. Des exemples de pites produites dans un milieu alcalin sont les pâtes au sulfate, les pâtes au polysulfure et les pâtes a la soude. Le terme "pâtes a la soude" comprend les pB- tes digérées au moyen d'hydrate de sodium par cuisson chimique en présence de différents additifs. Des exemples de tels additifs comprennent les catalyseurs redox, tels que I'anthraquinone. La présente invention peut être également appliquée dans le cas d'autres pâtes de cellulose produites de manière chimique.

par exemple, les pâtes au sulfite.

Dans la technique antérieure connue, Clarke (Paper Trade Journal Tappi Sect. 118, 62 (1944)) a trouvé que la pâte de cellulose peut être partiellement délignifiée en la traitant dans une suspension aqueuse pendant une heure a une heure et demie a 900C avec du dioxyde ou peroxyde d'azote, ce traitement étant suivi par une extraction a 900C pendant 30 minutes, ou å 5o'C pendant 60 minutes, a une consistance de pâte de 7 X et sous une charge d'alcali correspondant a 2 % de NaOH , calculée sur le poids a sec de la pâte. Ce traitement produit une sévère dépolymérisation de la cellulose qui se traduit par une tres faible viscosité de la pâte traitée par rapport a celle d'une pl- te traitée par chloration et soumise a une extraction a l'alcali.

Par ailleurs, dans le brevet français 2 158 873, Bourit obtient une dépolymérisation en appliquant un procédé de délignification dans lequel la pâte est traitée au peroxyde d'azote sous une faible température, de prEf- rence inférieure a 20"C, et pendant une longue période de temps, ce traitement étant suivi par une extraction a l'alcali sous des conditions douces. Cependant, la pâte de cellulose est seulement délignifiée de manière très faible et ce procédé n'apporte aucune solution aux problèmes existants pour l'environnement. Un autre procédé, également décrit, est constitué de deux étapes, l'une consistant a prétraiter la pâte de cellulose avec du peroxyde d'azote et, la suivante, a opérer le blanchiment de cette pâte au gaz oxygéne.Néanmoins, ce procédé, bien qu'il rende possible une délignification a haut degré de la pB- te, provoque un abaissement sérieux de la viscosité de celle-ci.

Actuellement, le problème technique à résoudre consiste à tout ver un procédé dans lequel la pâte de cellulose pourrait être délignifiée un haut degré, sans utiliser de chlore ou des agents contenant du chlore, ou encore en utilisant un minimum de tels agents, ce probleme étant un des plus urgents à résoudre dans les contrees produisant de la pâte de cellulose blanchie.

L'effluent provenant des installations de blanchiment classiques contient des composés toxiques et mutagènes. Bien que le blanchiment au gaz oxygéné résolve partiellement ce probleme, la manière par laquelle il est actuellement appliqué provoque techniquement une délignification approximativement à 50 % de la lignine presente dans la pâte de cellulose apres cuisson, sans degrader la cellulose à la limite laquelle la pâte fournit une résistance, assez faible dans l'ensemble, au papier produit au moyen de cette pâte. La viscosité de la pâte de cellulose est convenablement utilisée en tant que mesure de la dégradation de celle-ci. Conformément au procédé selon les normes SCAN, la vis cosité de la pâte blanchie ne peut pas être inférieure à 900 dm3/kg.

Les problèmes qui viennent d'être mentionnés sont résolus par l'invention d'une maniere totalement surprenante et si bien que celle-ci fournit un procédé de délignification de la pâte de cellulose produite de manière chimique en utilisant des matieres lignocellulosiques, procédé dans lequel la pâte est mise en contact, dans une étape d'activation en présence d'eau, avec une phase gazeuse contenant du NO2, et du gaz oxygéné est alimente de façon que le produit intermediaire NO soit utilisé pour l'activation, puis la pâte est soumise à un processus de traitement à l'alcali, ce procede etant remarquable du fait que l'étape d'activation et le processus de traitement à l'alcali sont exécutés conjointement sous de dures conditions, c'est-à-dire à température élevée pendant l'étape d'activation, afin d'obtenir un certain degré de degradation des molécules de cellulose, et à une température de 95 à 1500C, convenablement de 101 à 140"C et, de préférence, de 110 à 1200C pendant le processus de traitement à l'alcali, le temps de traitement à la limite de température la plus faible à l'intérieur de ces gammes de temperatures ne dépassant pas 45, 30 et 15 minutes respectivement.

Les changements de la viscosité intrinsèque de la pâte de cellulose sont utilisés presentement pour mesurer la valeur à laquelle les molécules de cellulose ont été degradées. Les valeurs données ci-apres ont été toutes déterminées sans enlevement de lignine et d'hémicellulose, ce qui est la méthode la plus reproductible pour les pâtes ayant une teneur modérée en lignine (par exemple, les pâtes au sulfate ayant un indice kappa inférieur à 35).Cependant, il est nécessaire de s'assurer que la valeur à laquelle la lignine et l'hémicellulose contribuent à la viscosité est très faible par rapport à la même quantité en poids de molécules de cellulose, et que le blanchiment a pour but de fournir une diminution de la teneur en lignine et, également, de libérer l'hémicellulose, tandis que, sous les conditions utilisées, la perte ou la diminution de cellulose pure est faible. Lorsque la dépolymérisation de la cellulose est négligeable, la viscosité intrinsèque de la pâte peut augmenter.Dans le cas de pâtes de pin au sulfate, du genre utilisé dans la majorité des exemples suivants, un abaissement de l'indice kappa de 10 unités provoque une augmentation de la viscosité d'environ 50 dm3/kg sous celles des conditions auxquelles la dépolymérisation de la cellulose peut être ignorée, tandis qu'une augmentation correspondante avec des pâtes au sulfite et des pâtes au sulfate, produites en utilisant des bois durs, est notableme plus forte et provoque une perte plus conséquente d'hémicellulose.

En vue de contrôler à quel degré la dégradation des molécules de cellulose s'est produite pendant l'étape d'activation, la viscosité est m surée conformément aux normes SCAN-C15:62, par lesquelles les mesures déterra: nant cette viscosité peuvent être faites immédiatement après le lavage à l'e de la pâte et son séchage rapide à 35"C.

Lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, viscosité de la pâte, après l'étape d'activation et son lavage à l'eau, est même, ou de préférence plus faible d'au moins 5 %, que la viscosité de la pâl avant cette étape d'activation. La valeur à laquelle la pâte est déligniflée est toutefois plus grande lorsque la viscosité est encore plus faible, par exemple, à plus de 8 % plus faible que la viscosité intrinseque. Pour la majc rité des pâtes, la valeur à laquelle la viscosité intrinsèque est abaissée pendant l'étape d'activation peut être avantageusement comprise entre 2 et 3' convenablement entre 5 et 25 % et, de préférence, entre 10 et 20 %.La pâte activée est aisément depolymerisée, par exemple lorsque l!on utilise des teint de sechage excessifs, ou des températures excessivement élevées, pendant la période de séchage et pendant le stockage. En conséquence, il n'est peut-etn pas convenable de déterminer la viscosité de la pâte immediatement après l'ê tape d'activation sous forme d'une analyse de routine. En général, il ne se produit pas de dépolymérisation notable pendant le processus de traitement a l'alcali, sous les conditions préférées ou une augmentation de la viscosité est obtenue par suite de l'élimination de la lignine et d'une certaine quanti té d'hémicellulose. La viscosité peut être déterminée avec un haut degré de précision.

En conséquence, il est souhaitable en pratique d'adapter les conditions pendant l'étape d'activation, de façon que la pâte, ultérieuremenl au processus de traitement à l'alcali, ait une viscosité qui soit plus faibli que celle qui peut être calculée en rapport avec la quantité de lignine et d'hémicellulose libérée.

Dans les cas normaux, il est souhaitable que la pâte traitée l'alcali ait une viscosité intrinseque conforme aux règles SCAN et qui soit plus faible de O à 25 %, de manière convenable de 5 à 20 % et, de préférence de 10 à 15 %, par rapport à celle de la pâte non blanchie. Ces taux s'adressent principalement aux pâtes de bois mous au sulfate. Dans le cas de pâtes bois durs au sulfate et de pâtes au sulfite, la chute de viscosité préférée est d'environ moitié des valeurs indiquées précédemment.

Le dioxyde ou peroxyde d'azote présent dans l'étape d'activa tion est alimenté sous forme de N02 sensiblement pur, ou encore est amene dans le réacteur suivant sous forme d'une alimentation de bioxyde d'azote et d'oxygene en rapport avec celui-ci. Du N02 additionné de NO peut être également alimenté au réacteur. Le trioxyde de diazote est considéré aus-si bien en tant que peroxyde d'azote (NO2) que sous d'autres formes de polymères. Une mole de tri oxyde de diazote est calculée comme équivalant à deux moles de peroxyde d'azote. Les produits d'addition dans lesquels du bioxyde d'azote est présent sont calculés de la même manière que le bioxyde d'azote. Ainsi, le trioxyde d'azote (N203) est considéré comme une mole de bioxyde d'azote et une mole de peroxyde d'azote. Les produits d'addition produisent probablement avec l'oxygene des produits intermédiaires.

Une certaine quantité de gaz oxygéné peut être chargée à l'éta- pe d'activation, en même temps que les alimentations de peroxyde d'azote (N02) et de bioxyde d'azote (NO). En vue d'obtenir les meilleurs résultats possibles au moyen du plus simple appareil possible, il est souhaitable d'alimenter l'o xylène à l'étape d'activation sous forme de gaz oxygené sensiblement pur. De l'oxygène liquide peut être egalement chargé dans le réacteur sous forme vaporisée, par exemple, lorsqu'il pénetre dans ce dernier ou le processus d'activation est exécuté. La quantité d'oxygene chargée à l'étape d'activation doit être au moins de 0,05 mole calculée en tant que 02 par mole de N02 alimenté.

Dans certains cas, une plus grande quantité est utilisée, de maniere convenable 0,1 à 5 moles de O2 par mole de NO2 alimente, en vue d'obtenir le résultat désiré. Les meilleurs résultats dans l'appareil d'essai ont été obtenus lorsque la quantité d'oxygène chargée à l'étape d'activation etait de 0,15 à 0,30 mole de 02 par mole de N02 alimenté. NO2 sous forme liquide est un produit commercial qui peut être alimenté au traitement sous cette forme. Si cela est nécessaire, le peroxyde d'azote est vaporisé avant de pénétrer dans le réacteur dans lequel l'étape d'activation est exécutée, ou conjointement avec 1' entrée de peroxyde d'azote dans ce réacteur. N02 peut également être obtenu en oxydant NO au moyen d'oxygène.NO peut être produit avantageusement par combustion catalytique d'ammoniaque, ce processus de combustion étant effectué, de maniere avantageuse, conjointement avec l'installation de blanchiment dans laquelle le procédé selon l'invention est mis en oeuvre. La phase gazeuse contenant du N02 peut être obtenue par réaction entre l'oxygène et NO, avant ou pendant l'étape d'activation.Lorsqu'elle est calculée par mole de NO alimenté, la quantité totale de 02 alimentée doit être d'au moins 0,55 mole, de manitre convenable de 0,6 à 5 moles et, de préférence, de 0,65 à 0,80 mole de 02, en vue d'alimenter le processus d'activation et de fournir le NO intermédiaire devant être utilisé dans ce processus, et afin que pratiquement tout le
NO et le NO2 provenant du 110 aient été consommés à la fin de l'étape d'acti vation.

Un mélange de NO et de N02 peut également être alimenté a i'é- tape d'activation. La quantité d'oxygène alimentée est, dans ce cas, adaptée a la quantité de chacun de ces oxydes d'azote conformément aux proportions données précédemment, attention etant faite aux dimères, polymeres et autres produits d'addition de la manière définie ci-dessus. La quantité d'oxydes d'azote (NO2 + NO) définie ci-dessus et alimentée au traitement atteint, en totalité, de 3 à 300 mole-grammes, de manière convenable de 10 à 150 mole-grammes et, de préférence, de 25 à 75 mole-grammes calculés pour 100 kg de pâte de cellulose sèche.

La pression totale dans le réacteur d'activation est convenablement située en dessous de la pression atmosphérique mais, de préférence, proche de cette derniere.

En vue d'obtenir le meilleur résultat et le moins possible d'e- mission d'oxydes d'azote à partir du réacteur, il est important qu'un peu de gaz inerte, par exemple de l'air, soit si possible introduit lors de l'alimentation de la pâte dans le réacteur. On a trouvé que la quantité de gaz inerte pénétrant dans le réacteur d'activation doit être au moins de 50 mole-grammes, convenablement au moins 20 mole-grammes et, de préférence, 0,05 à 5 mole-grammes pour 1 000 kg de pâte de cellulose seche. Un degré souhaitable de dépolymérisation de la cellulose est obtenu pendant l'étape d'activation, lorsque la température est maintenue comprise entre 50 et 900C et, de manière convenable, entre 55 et 800C.Une plus basse température nécessite un très long temps de traitement, impossible à mettre en pratique, et une température excessivement élevée provoque une dépolymerisation excessive de la cellulose. Dans le cas de quelques pâtes, la gamme de températures préférée est comprise entre 60 et 700C. Le temps de rétention est adapté par rapport à la quantité de NO2 et/ou de NO chargée, à la température d'activation, au type de la pâte traitée et a la concentration de cette pâte, ce temps de rétention étant estimé en détermi- nant la viscosité conformément aux methodes indiquées précédemment. Lors de l'exécution d'un traitement à une température préférée comprise entre 50 et 90"C, le temps d'activation doit être supérieur à 10-0,2 (t-50) minutes et in férieur à 660-16 (t-50) minutes, t étant la température en OC. Le temps d'activation doit se situer au voisinage de la limite inférieure pour une haute concentration de pâte et une forte charge de N02 et/ou de NO, ce temps d'activation devant être augmenté pour de faibles concentrations de pâtes et de faibles charges.

La concentration de la pâte pendant l'étape d'activation doit être maintenue comprise entre 16 et 50 %, bien que la limite la plus haute de concentration puisse être difficile à atteindre. Le pourcentage le plus habituel est en pratique compris entre 22 et 40 % et, de préférence, situé entre 27 et 35 %.

Après l'étape d'activation, la pâte est lavée convenablement à l'eau et/ou au moyen d'une solution aqueuse adaptée. Si cette étape de lavage est exclue, une beaucoup plus grande quantité d'agent alcalin de neutralisation sera consommée dans le traitement suivant de la pâte. Au lieu d'eau ou, de préférence, après le lavage de la pâte à l'eau, il est convenable de traiter la pâte au moyen d'une solution alcaline, par exemple de la liqueur blanche ou de la liqueur blanche résiduaire, provenant du blanchiment à l'alcali, conforme à l'invention.

Dans un mode de mise en oeuvre préféré, la pâte de cellulose sest lavée après l'étape d'activation, en utilisant de l'eau et/ou une solution aqueuse diluée sous des conditions telles que l'on obtienne une solution acide, qui est utilisée pour le lavage de la pâte apres cuisson, de préférence au substituant de la liqueur de cuisson provenant de la pâte avec la liqueur obtenue du traitement alcalin.

On doit remarquer que, même si la pâte a été lavée apres l'étape d'activation, au moyen d'eau ou d'une solution aqueuse sous forme de solution acide, ou bien que cette étape de lavage a été omise, il est convenable de laver cette pâte également avant l'étape d'extraction, au moyen d'une solution alcaline de réaction, portée à une température comprise entre 40 et 800C.

L'alcali utilisé dans l'étape de traitement alcalin est de préférence de l'hydrate de sodium. Conformément à un mode de mise en oeuvre préféré de la présente invention, la liqueur résiduaire provenant de l'étape de traitement alcalin peut etre réutilisée dans ce traitement en la rechargeant avec de l'alcali frais. La quantité d'hydrate de sodium chargée est adaptée à la quantité d'eau présente pendant le traitement, si bien que la concentration d'hydrate de sodium libre atteint 2 à 50 grammes, de manière convenable 4 à 30 grammes et, de préférence, 5 à 20 grammes de NaOH libre par kg d'eau présente durant le traitement alcalin.Lorsqu'il n'y a pas de liqueur usée recyclée à partir du traitement alcalin et lorsque la pâte est complètement lavée à l'eau après l'étape d'activation, la quantité d'hydrate de sodium libre présent correspond à la quantité totale d'hydrate de sodium alimentée. Lorsque de la liqueur résiduaire est recyclée et que la pâte contient de l'alcali résiduel provenant de l'étape de lavage alcalin, ou que cette pâte contient de l'acide nitrique, la concentration d'hydrate de sodium libre est définie comme la quantité d'alcali obtenue dans la pâte immédiatement après l'introduction d' alcali et est déterminee par titrage potentiométrique avec de l'acide chlorhydrique (HCl) ayant un pH 9.

D'autres alcalis peuvent être également utilisés, par exemple de la liqueur blanche et de la liqueur blanche oxydée. Lorsque l'alcali charge contient du sulfure, celui-ci est enlevé par précipitation avant de déterminer l'hydrate de sodium libre par titrage. La concentration de pâte pendant l'éta- pe de traitement à l'alcali est normalement maintenue comprise entre 5 et 45 %, de manière convenable entre 16 et 40 % et, de préférence, entre 25 et 35 %.

Les hautes concentrations de pâte sont préférées en raison de l'économie de chaleur. Le recyclage de la liqueur résiduaire utilisée dans le traitement alcalin procure une économie d'énergie et d'alcali et augmente la récupération de substances organiques qui sont utilisées, en tant que combustible, de ma nière connue.

On a trouvé que le temps de traitement dans l'étape de traitement alcalin avait un grand effet sur le degré de délignification, sous d'autres conditions similaires. Dans le cas de pâtes ayant une faible teneur en groupes carbonylés et hémicellulose, par exemple de la pâte au sulfate provenant de bois mous, la gamme de températures la plus convenable est normalement de 101 à 140"C et souvent, de préférence, de 110 à 1200C. A une température de 101"C, le temps de traitement doit être au moins de 30 minutes et, a 1100C, d' au moins 15 minutes. Une delignification améliorée, nettement marquée, est obtenue lorsque le temps de traitement est de 60 minutes et, de préférence, 120 minutes, sous une température comprise entre 95 à 1200C.Une augmentation du temps de traitement à 4 heures provoque, entre autres, une diminution du nombre kappa, sans aucun abaissement de la viscosité. D'autre part, le temps de traitement doit être court à une température de 1500C et s'etendre, par exemple, sur moins de 15 minutes. Dans la gamme de températures de 120 à 140"C, le temps de rétention est convenablement compris entre 15 et 120 minutes mais, de préférence, entre 30 et 60 minutes.

La gamme de températures de 95 à 1010C peut être utilisée de préférence avec des pâtes ayant une haute teneur en groupes carbonylés ou hémicellulose, par exemple, des pâtes au sulfite et pâtes au sulfate provenant de bois durs. A une température de 95"C, le temps de traitement devra dépasser 45 minutes. Des temps de traitement plus longs peuvent être employés, plus particulièrement lorsqu'on cherche à réduire la quantité d'hémicellulose présente. Lorsque cette gamme de temperatures est employée pour des pâtes au sulfate provenant de bois mous, le temps de traitement est, de préférence, aug menté d'au moins une heure et, convenablement, porté à au moins 2 heures, en vue d'obtenir un haut degre de délignification.

Il est aussi possible d'utiliser de la pâte qui a été traitee conformément a la présente invention, c'est-a-dire que cette pâte a été activée, en premier lieu, en présence de peroxyde d'azote et, ensuite, soumise à un traitement alcalin sans poursuivre son blanchiment. Cependant, il est préférable de soumettre la pâte, après qu'elle ait subi le traitement conforme a l'invention, a un processus de blanchiment final utilisant, de préférence, des agents de blanchiment qui soient favorables à l'environnement, par exemple du peroxyde de chlore, du dioxyde de chlore et de l'ozone.

De sérieux avantages sont obtenus lorsqu'on soumet la pâte de cellulose à un processus de blanchiment délignifiant conforme à la présente invention.

Une caractéristique de ce processus de blanchiment, conforme à l'invention, réside dans le fait qu'il est favorable à l'environnement et est extrêmement sélectif.

Lorsqu'on fait une comparaison entre le procédé selon l'invention et le blanchiment delignifiant de pâte de cellulose au moyen de thlore, suivi par un traitement alcalin, il est apparu que le present procédé était beaucoup plus favorable à l'environnement. Lorsqu'on met en oeuvre ce procédé conforme à l'invention, les liqueurs usées peuvent être récupérees et rapidement evaporees et brûlees ensemble avec la liqueur usée de cuisson, dans une chaudière classique de recuperation de soude. Ceci n'est pas le cas avec le blanchiment au chlore.

Lorsque l'on fait la comparaison avec le blanchiment au gaz oxygéné, le procédé conforme à l'invention présente un degré de sélectivité beaucoup plus élevé, c' est-à-dire que beaucoup plus de lignine peut être êli- minée de la pâte de cellulose, tout en maintenant à celle-ci une haute viscosite.

Lorsque l'on fait la comparaison avec le traitement de pâte de cellulose au peroxyde d'azote (avec une charge de gaz oxygéné), suivi par une etape de blanchiment au gaz oxygené, la sélectivité du procédé conforme à 1' invention peut souvent apparaître encore meilleure. De plus à cela, le coût du gaz oxygéné est évité et un appareil de conception simple peut être utilisé.

Lorsqu'on fait la comparaison avec le traitement de pâte de cellulose au peroxyde d'azote (avec une charge de gaz oxygéné), suivi par une étape de traitement alcalin classique, c'est-à-dire en l'absence de conditions dures, aussi bien dans le traitement au peroxyde d'azote que dans le traitement alcalin, la pâte peut être délignifiée à une valeur fortement éloignée de celle que l'on obtient dans la mise en application du procédé selon l'invention, tout en maintenant une viscosité élevée. Par ailleurs, on obtient un très haut rendement de pâte calculé au même indice kappa.

Plusieurs essais conformes à l'invention ont été faits, ainsi que plusieurs essais comparatifs. La maniere par laquelle ces essais ont été réalisés et les résultats obtenus seront mis en evidence dans les exemples suivants.

Exemple 1
Une pâte au sulfate, obtenue industriellement à partir de bois de pin et ayant un indice kappa de 31,3 et une viscosité intrinsèque de 1 220 dm3/kg calculee suivant les normes SCAN-C15:62, a été lavée à l'eau et presse jusqu'à une concentration de pâte de 36,3 %. La pâte a ete duvetée dans un de- chiqueteur à chevilles et chargée dans un réacteur à 65"C. Le réacteur a été purgé pour enlever l'air qu'il contenait. Après cela, la température est tombée à 600C. Du peroxyde d'azote sous forme gazeuse, obtenu par vaporisation de
N204 liquide, a été introduit dans le réacteur pendant quatre minutes. Cette
charge correspondait à 86 moles de N02 pour 100 kg de pâte.Sitôt ce chargement de peroxyde d'azote dans le réacteur, 15 moles de gaz oxygéné ont été in- troduites pendant quatre minutes dans ce dernier. La température a été maintenue à 600C en mettant le reacteur en rotation dans un bain d'eau. Le traitement a été poursuivi pendant 120 minutes, ce temps étant calculé depuis l'ins- tant auquel l'alimentation en peroxyde d'azote a débuté. Après ce traitement de 120 minutes, la viscosité de la pâte était tombée à 160 dm3/kg. Ensuite, la pâte a été lavée à l'eau, pressée et imprégnée d'hydrate de sodium par pétrissage, sans qu'aucune solution n'ait été enlevée. La concentration de pâte a été maintenue à 25 % et la charge d'alcali à deux niveaux.La pâte a été en
suite soumise a un traitement alcalin chaud, suivi par une évacuation de l'air
contenu.

La chaleur a été fournie directement par un jet de vapeur d'
eau. Dans une des séries d'essais, la température était de 101"C et, dans une
autre série, de 1110C.

Comme dans d'autres essais réalisés sur les plus basses concen
trations de pâte, la variation des conditions dans le traitement alcalin n'a pas d'effet significatif sur la viscosité de la pâte traitée à l'alcali. Dans des essais, dans lesquels la pâte a été traitée au peroxyde d'azote pendant
120 minutes, les valeurs de la viscosité se situaient à 1 100 dm3/kg. L'indice
kappa de ces pâtes et le rendement de celles-ci sont indiqués dans le tableau
1, qui montre également les résultats obtenus par rapport aux pâtes ayant subi un traitement d'activation de 20 minutes a 40du, les autres conditions de
traitement restant inchangées. La viscosité de ces pâtes était seulement légè-
rement plus élevee (1 120 dm3/kg), en dépit de la delignification fortement
diminuée.

Tableau 1
Activation à Température NaOH dans le dans 40 C dans le trai- traitement Indice Rendement
tement alcalin alcalin kappa
mn mn "C g/kg eau
- 20 101 3,3 17,9 96,9
- 20 111 3,3 16,9 95,4
120 - 101 3,3 11,3 95,3
120 - 101 33 8,2 93,0
120 - 111 3,3 10,6 94,8
120 - 111 33 7,8 92,5
Ce tableau montre que les pâtes ayant une basse teneur en lignine peuvent être produites par activation avec du N02/02 sur une longue période de temps, suivie par An processus de traitement alcalin exécuté sous de dures conditions.Ce tableau montre également qu3en comparaison, en utilisant des pâtes ayant le même indice kappa, un rendement plus élevé est obtenu lorsque l'on emploie les conditions conformes à l'invention dans l'étape d'activation, plutôt que d'appliquer des conditions douces. Ceci a d'ailleurs ete confirme dans des essais séparés.

Exemple 2
Une pâte au sulfite, obtenue en utilisant du bois de spruce et ayant un indice kappa de 10,6 et une viscosité intrinsèque de 996 dm3/kg, mesure selon les normes SCAN-C15:62, a été lavée à l'eau et presse pour obtenir une concentration de pâte de 36,5 %. La pâte a été duvetee dans un déchiqueteur à chevilles et introduite dans un reacteur à 65"C. Le reacteur a été purge pour évacuer l'air contenu. Après cela, la température était tombée a 6O0C. Du peroxyde d'azote gazeux, obtenu par vaporisation de N?04 liquide, a été chargé dans le reacteur pendant une période de quatre minutes. Cette charge correspondait a 43 mole-grammes de N02 pour 100 kg de pâte. Apres cette alimentation en peroxyde d'azote, 8 mole-grammes de gaz oxygéné ont été chargées dans le réacteur pendant une période de 4 minutes. La température a été maintenue à 60"C en mettant le réacteur en rotation dans un bain d'eau. Le traitement a été poursuivi pendant 120 minutes comptees à partir de l'instant auquel l'alimentation en peroxyde d'azote a débuté.

Apres ce processus de traitement d'activation, la viscosité de la pâte etait tombee à 40 dm3/kg. La pâte a été ensuite lavée à l'eau, pressée et imprégnée d'hydrate de sodium par pétrissage, sans qu'aucune solution n'ait été enlevée. La concentration de pâte a été maintenue à 15 % et la charge d' alcali a été de 2,1 grammes de NaOH par kg d'eau présente. La température a été montée à 1010C et le traitement a été poursuivi pendant 60 minutes.

A partir de ces essais définis ci-dessus et conformes a la pré- sente invention, on a obtenu une pâte ayant un indice kappa de 2,5 et une vis cosité de 1 040 dm3/kg. Aux fins de faire une comparai son, ces essais ont été répétés, à la différence toutefois que le temps du traitement d'activation a été réduit à 5 minutes. Ainsi, cet essai n'a pas ete réalise en conformité avec l'invention.

A partir de cet essai, on a obtenu une pâte ayant la même vis cosité que celle de la pâte obtenue de l'essai conforme à l'invention mais, par contre, son indice kappa était seulement de 4,3. Ainsi, des conditions dures, aussi bien pendant le traitement d'activation que pendant le traitement alcalin, provoquent une diminution marquée de la teneur en lignine, également dans le cas d'une pâte au sulfite, tandis qu'elles maintiennent une viscosité notablement élevée.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1.- Procédé de blanchiment par délignification de pâte de cellulose produite de manière chimique a partir de matières lignocellulosiques, procédé dans lequel la pâte est mise en contact, dans une etape d'activation en présence d'eau, avec une phase gazeuse contenant du N02, et du gaz oxygéné est alimenté de façon que le produit intermédiaire NO soit utilisé pour activer la pâte et, ensuite, celle-ci est soumise à un processus de traitement alcalin, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'étape d'activation et le processus de traitement a l'alcali sont exécutés conjointement sous de dures conditions, c'est-à-dire à température élevée pendant l'étape d'activation, afin d'obtenir un certain degré de dégradation des molécules de cellulose, et à une température de 95 à 1500C, convenablement de 101 à 140au et, de préférence, de 110 à 1200C pendant le processus de traitement a l'alcali, le temps de traitement à la limite de température la plus faible à l'intérieur de ces gammes de températures ne dépassant pas 45, 30 et 15 minutes respectivement.

2.- Procédé selon la revendications 1, caractérisé par le fait que la température est maintenue, pendant l'étape d'activation, comprise entre 50 et 900C, de maniere convenable entre 55 et 800C et, de préférence, entre 60 et 700C, le temps d'activation ne dépassant pas 10-0,2 (t-50) minutes, t étant la température en OC.

3.- Procedé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la durée de l'étape d'activation est inferieure à 660-16 (t-50) minutes, t étant la température en OC.

4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac terse par le fait que pendant l'étape d'activation, la concentration de pâte est maintenue comprise entre 16 et 50 %, de manière convenable entre 22 et 40 % et, de préférence, entre 27 et 35 %.

5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, carac térise par le fait que la quantité d'alcali, au début du processus de traitement alcalin, est de 2 à 50, de manière convenable de 4 a 30 et, de préférence, de 5 à 20 grammes par kg d'eau présente, calculée comme du sodium libre.

6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la concentration de pâte est maintenue, durant le processus de traitement alcalin, comprise entre 5 et 45 %, de manière convenable entre 16 et 40 % et, de préférence, entre 25 et 35 %.

7.- Procede selon l'une ou l'autre des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que la liqueur usee provenant du processus de traitement alcalin est rechargée au moyen d'alcali frais et est ensuite réutilisée dans ce processus.

8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, carac térisé par le fait que l'alcali est du peroxyde de sodium.