NO155499B - Fremgangsmaate til bleking av cellulose ved hjelp av organisk persyre. - Google Patents

Description

Den på kjemisk måte fremstilte cellulose,

slik den f.eks. fremkommer fra sulfittfremgangsmåten eller de alkaliske natron- eller sulfatfremgangsmåter, inneholder ved siden av hovedbestanddelen cellulose, dessuten mindre mengder lignin, hemicelluloser og noen andre bestanddeler.

De nevnte følgestoffer av cellulosen, fremforalt ligninet, bevirker misfarvning av cellulosen eller derav fremstilte produkter.

For fra cellulosen å fremstille papir eller andre produkter av høy hvithet som ikke tenderer til gul-dannelse er det nødvendig med en fjerning av de etter den kjemiske oppslutning gjenblivende følgestoffer ved en fleretrinns blekning.

Det er fra DE-PS 22 19 505 kjent, å bleke cellulose i en fleretrinns fremgangsmåte ved hjelp av peroksyd og persyrer. Derved blekes cellulosen, eventuelt etter en sur forbehandling, i første trinn med <p>eroksyd,

i annet trinn med en organisk persyre og i tredje trinn med peroksyd.

Mellom de enkelte bleketrinn vaskes cellulosen uttømmende med vann.

En betraktelig ulempe ved den kjente fremgangsmåte ligger i at for bleking med persyre anvendes en like-vektspereddiksyre. Ved fremstillingen av likevekts<p>ereddik-syren må det anvendes et meget stort overskudd av karboksylsyre for å forskyve likevekten mest mulig til persyre-

siden. Ikke til persyre omsatte hydrogenperoksyd går nemlig tapt ved den til persyre bleket sluttende vasking av cellulosen.

Ved den kjente fremgangsmåte anvendes en likevektspersyre, ved hvis fremstilling den anvendes et 8- til 10-ganger overskudd av karboksylsyre.

På grunn av de dertil nødvendige karboksylsyremengder er den kjente blekefremgangsmåte uøkonomisk.

En nedsettelse av dette overskudd sparer riktignok karboksylsyre, fører imidlertid til et høyere rest-innhold av hydrogenperoksyd og således til et likeledes

uøkonomisk høyt hydrogenperoksydbehov.

En ytterligere ulempe ved fremgangsmåten ifølge DE-PS 22 19 505 ligger deri at ved anvendelsen av en likevektspersyre er det p.g.a. den langsomme likevektsinnstilling nødvendig med et stort forrådskar. Således krever en midlere cellulosefabrikk allerede reaksjons-

3

kar med volum inntil 100 m .

Den alternative fremstilling av persyren fra karboksylsyreanhydrid er likeledes som ved anvendelsen av ren persyre, ikke mulig på grunn av farligheten av konsentrerte organiske perforbindelser p.g.a. bedrifts-sikkerheten.

Således danner det seg ved reaksjonen av karboksylsyreanhydrid med f.eks. hydrogenperoksyd ved siden av persyre også det farlige diacylperoksyd som tenderer til spontan spaltning.

Også fremstillingen av persyre fra karboksylsyreanhydrid og peroksyd i selve cellulosepulpen, er p.g.a. den da foreliggende fortynning bare å gjennomføre med høye peroksydtap.

Oppfinnelsens gjenstand er en fremgangsmåte til bleking av cellulose under anvendelse av peroksyder i alkalisk område og organiske persyrer i surt område, idet på bleketrinnet med persyre følger et bleketrinn med peroksyd, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at det anvendes en persyre, som har et innhold av hydrogenperoksyd fra 10 til 50 vektsprosent og et innhold av persyre fra

5 til 40 vektsprosent, og som man fremstiller fra en organisk karboksylsyre av en konsentrasjon fra 50 til 100 vektsprosent, fortrinnsvis 90 til 100 vektsprosent ved omsetning med hydrogenperoksyd av en konsentrasjon av 30 til 90

vektsprosent, fortrinnsvis 50 til 70 vektsprosent i nærvær av en mineralsyre ved en temperatur mellom .20 og 100°C, fortrinnsvis 50 til 80°C, etter det sure bleketrinn med den organiske persyre utvaskes ikke cellulosen, men for gjennomføring av det alkaliske bleketrinn med peroksyd nødvendige alkalimengde tilføyes i form av en vandig opp-

løsning og blekningen gjennomføres med peroksyd uten ytterligere tilsetning av peroksyd.

Det anvendes derved det fra det sure persyre-bleketrinn gjenblivende overskudd av peroksyd for peroksyd-blekningen.

Som karboksylsyre kan det anvendes eddiksyre eller propionsyre.

Mengden av persyre kan utgjøre 0,1 til 5,0 vektsprosent og av peroksyd 0,2 til 3,0 vektsprosent, referert til atro cellulose. Temperaturene i bleketrinnene kan ligge mellom 30 og 140°, fortrinnsvis mellom 40 og 90°C. Stofftettheten kan ved persyrebleketrinnet utgjøre mellom 5 og 30%, fortrinnsvis 10 til 15%, referert til atro cellulose .

Ved peroksydbleketrinnet kan stofftettheten utgjøre 5 til 25 vektsprosent, fortrinnsvis 10 til 15 vektsprosent, referert til atro cellulose.

Ved vanskelig blekbare celluloser kan bleke-trinnrekkefølgen persyre/peroksyd gjentas.

Det er imidlertid også mulig, før blekesekvensen persyre/peroksyd å gjennomføre et ekstra alkalisk peroksydbleketrinn.

I tilknytning til blekefremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det gjennomføres ytterligere kjente bleketrinn, som f.eks. med hypokloritt eller klordioksyd.

På grunn av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det kloridfrie avvann etter peroksydbleketrinnet inn-dampes og tilføres forbrenning. Derved er det mulig ved inndampningen etter nøytralisering av avvannet å gjenvinne den for persyrefremstillingen anvendte karboksylsyre.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennom-føres eventuelt gjentatt i ett til fortrengningsblekning egnet bleketårn, idet den fortrengte persyreoppløsning etter blanding med alkali tilføres bleketårnet igjen til peroksyd-blekningen.

Unngåelsen av vasking av cellulosen etter per-syretrinnet muliggjør etter alkalisering ved tilsetning av en natronlut-oppløsning å utnytte fult det samlede innhold av hydrogenperoksyd til ytterligere blekning. Dette betyr at det økonomisk kan utnyttes en likevekstkarboksylsyre også med høyt peroksydinnhold, eller at en likevektsinnstilling ikke må avventes.

På grunn av dette kan på den ene side arbeides med betraktelig mindre karboksylsyremengder og på den annen side kan det også komme til anvendelse meget mindre reak-torer til fremstilling av de ved blekningen nødvendige per-syremengder. Disse kan deretter drives i gjennomstrømning hvilket i tillegg bidrar til fremgangsmåtens sikkerhet. Således kan det eksempelvis for en 200 jato cellulose-fabrikk med et behov av 1% persyre med egnet reaksjonsføring med bare 2,5 tonn iseddik 2 tonn pereddiksyre frembringes i en gjennomstrømsreaktor som bare opptar ca. 300 l/time.

Derved omsettes riktignok bare halvparten av det anvendte hydrogenperoksyd til persyre. Det ikke til reaksjonen bragte hydrogenperoksyd anvendes imidlertid virksomt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til ytterligere cellulosebleking.

Eksempel 1

Det skal blekes en middelhård gransulfitt-papircellulose (18,5 Kappa) i tre trinn til et hvithetsinnhold på over 88 (Elrepho F 6) med blekesekvensen P-PES-P (peroksyd-persyre-peroksyd). De angitte prosenttall er vektsprosent. a) Etter den i DE-PS 2 2 19 505 omtalte fremgangsmåte :

1. trinn 2,2% H2°2

2,2% NaOH 1,5 time 18% stofftetthet 60°C Vasking. 2. trinn 1,0% pereddiksyre (anvendt som 10% likevektspersyre) 1 time 12% stofftetthet 60°C Vasking.

3. trinn 1,0% H202

2,0% NaOH 2,5 timer 12% stofftetthet 60°C. Vasking.

b) Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen:

1. trinn 2,2% H202

2,2% NaOH 1,5 timer 18% stofftetthet 60°C. Vasking

2. trinn 1,0% H202

1,0% pereddiksyre

1 time 12% stofftetthet 60°C. ingen vasking, men innblanding av: 3. trinn 2,2% NaOH 2,5 timer 10% stofftetthet 60°C Vasking.

Ifølge a)fåes et hvithetsinnhold på 88,7,

ifølge b) et hvithetsinnhold på 88,4.

For bleking av 100 kg cellulose ifølge variant

a) fremkommer ved anvendelse av en handelsvanlig 10% pereddiksyre-oppløsning et behov av 8,5 kg iseddik.

Anvender man derimot ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen (variant b) en blanding av H202 og pereddiksyre (1:1) som ble dannet ved omsetning av H202 (70%) med is-

eddik i nærvær av katalytiske mengder svovelsyre ved 60°C

og en times reaksjonstid, så kreves her for blekingen av 100 kg cellulose bare 1,25 kg iseddik.

Eksempel 2

Her skal det blekes en bøkesulfitt-kunstfiber-cellulose med blekefølgen PES-P-H (persyre-peroksyd- hypo-klorit). De angitte prosenttall er vektsprosent.

a) Etter den i DE-PS 22 19 505 omtaltefremgangsmåter: 1. trinn 0,5% pereddiksyre 1 time 12% stofftetthet 70°C

Vasking

Z. trinn 0,8% H202

6,0% NaOH 1,5 time 10% stofftetthet 80°C Vasking 3. trinn 0,4% NaOCl 3 timer 10% st6fftetthet 40°C. Vasking.

b) Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen:

1. trinn 0,5% pereddiksyre 1 time 12% stofftetthet 70°C

0,8% H202

ingen vasking, men innblanding av:

2. trinn 6,0% NaOH 1,5 time 10% stofftetthet 80°C Vasking 3. trinn 0,4% NaOCl 3 timer 10% stofftetthet 40°C Vasking

Det fremkommer betraktelige besparelser av eddiksyre ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Ved variant a) kreves ved anvendelse av en 10%-ig likevekts-pereddiksyre til blekning av 100 kg cellulose 4,25 kg iseddik .

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen (variant b) fremstilles den til blekning av 100 kg cellulose nødvendige H202/pereddiksyre-blanding (1,6:1) av H202

(50%) og iseddik i nærvær av katalytiske mengder svovelsyre ved 60°C og en reaksjonstid på 1 time med bare 0,88 kg eddiksyre.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til bleking av cellulose under anvendelse av peroksyd i alkaliske områder og organiske persyrer i surt område, idet det på bleketrinn med persyre følger et bleketrinn med peroksyd, karakterisert ved at det anvendes persyre som har et innhold av persyre fra 5 til 40 vektsprosent og et innhold av hydrogenperoksyd fra 10 til 50 vektsprosent, og som fremstilles av en organisk karboksylsyre av en konsentrasjon fra 50 til 100 vektsprosent, fortrinnsvis 90 til 100 vektsprosent, ved omsetning med hydrogenperoksyd av en konsentrasjon fra 30 til 90 vektsprosent, fortrinnsvis 50 til 70 vektsprosent, i nærvær av en mineralsyre ved en temperatur mellom 20 og 100°C, fortrinnsvis 50 til 80°C, etter bleketrinnet med persyre vaskes ikke cellulosen, den for gjennomføring av det alkaliske bleketrinn med peroksyd nødvendige mengde av alkali til-settes i form av en vandig oppløsning og blekningen gjennom-føres med peroksyd uten ytterligere tilsetning av peroksyd.