NO791151L - Dispersjon til anvendelse ved cellulosefremstilling og fremgangsmaate til cellulosefremstilling under anvendelse av denne dispersjon - Google Patents

Abstract

Dispersjon til anvendelse ved cellulosefremstilling og fremgangsmåte til cellulosefremstilling under anvendelse av denne dispersjon.

Description

Det er kjent (se f.eks. B. Bach, G. Fiehn, Zellstoff und Papier 21, 3 (1972), H.H. Holton, Pulp and Paper Canada 78,

19 (1977), U.S. patenter nr. 4.012.280, 4.036.680, 4.036.681, kanadisk patent nr. 986.662, japanske utlegningsskrifter nr. 112.903/75, nr. 43.403/76, 109-303/76 og DDR patent nr. 98.549)

at antrakinon, bestemte antrakinonderivater og bestemte diketo-hydroantrasener utover en gunstig virkning ved bestemte fremgangsmåter til fremstilling og bleking av cellulose fra lignocellulosematerialer som tre, strå og bagasse når de anvendes fra 0,001 - 10 vekt-% referert til lignocellulosematerialet.

Ved siden av antrakinon, antrahydrokinon samt Diels-Alder-addukter av butadien og dens derivater på p-benzokinon og 1,4-naftokinon anbefales hertil mono- og polyalkyl-, -alkoksy-, -amlno-, -hydroksy- og/eller -sulfoderivater av disse forbindelser. I det fblgende betegnes disse stoffer sammenfattende som tilsetningsstoffer.

Tilsetningsstoffene er generelt tilgjengelige i form

av pulvere. Innbringing av slike pulverformede tilsetningsstoffer i fremgangsmåte til fremstilling av cellulose av lignocellulosematerialer og deres bleking er imidlertid proble-matisk. Når man tilsetter de pulverformede tilsetningsstoffer til lignocellulosematerialet som skal anvendes, er det derved å regne med at de finere deler av tilsetningsstoffene kommer stovformet til omgivelsene og således delvis unndras den til-siktede anvendelse , og belaster de i nærheten av tilsetnings-stedene arbeidende mennesker og herved kan fore til fare for støveksplosjoner. Dessuten er det ved den relativt lille mengde av de nodvendige tilsetningsstoffer vanskelig med en jevn fordeling. En jevn fordeling av tilsetningsstoffene er

imidlertid onskelig for oppnåelse av en enhetlig cellulose-kvalitet.

En jevn fordeling av tilsetningsstoffene vanskelig-gjøres dessuten ved at tilsetningsstoffene vanligvis er bare meget lite opploselige i vann og i de i cellulosefremstillingen anvendte vandige elektrolyttopplosninger (f.eks. opploser det seg i 1 liter vann ved 50°C bare 6 x 10"^ g 9,10-antrakinon).

Dessuten blir tilsetningsstoffene så dårlig fuktet

av vann og vandig elektrolyttopplosninger slik de kommer til anvendelse ved cellulosefremstilling at de finere deler av de pulverformede tilsetningsstoffer ikke eller bare meget dårlig lar seg innrbre, men svbmmer ufuktet eventuelt under luftinne-slutning på overflaten. Videre har tilsetningsstoffene en relativt hby spesifikk tetthet (f.eks. har antrakinon ved 20°C en spesifikk tetthet på 1,438 g/cm^) således at de grovere deler av de pulverformede tilsetningsstoffer som lar seg innr-rore i vann eller elektrolyttopplbsning igjen hurtig avsetter seg og etter kort tid danner ved karbunnen et kompakt sjikt som bare med vanskelighet igjen kan opphvirvles. Tilsetningen av tilsetningsstoffene direkte til kokeluten i blandingen av lignocellulosemateriale og kokelut eller i form av en opp-slemming i vann eller fortynnede elektrolyttopplosninger er heller ingen måte for med sikkerhet å oppnå en jevn fordeling av tilsetningsstoffene.

Det er nå funnet en dispersjon til anvendelse ved cellulosefremstilling som erkarakterisert vedat den inneholder organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser og et flytende dispergeringsmiddel av lik eller lignende spesifikk tetthet som de organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser.

Her og i det fblgende forstås med begrepet cellulosefremstilling alle fremgangsmåter og fremgangsmåtetrinn hvor det på lignin i lignin- og celluloseholdige materialer1, innvirkes på kjemisk måte. Eksempler hertil er alkaliske■, noytrale og sure oppslutningsfremgangsmåter ved lignocellulosematerialer som tre, strå, bagasse og gress, samt bleke-fremgangsmåter ved delvis eller sterkt oppsluttede lignocellulosematerialer.

Som organiske, cykliske, keto- og/eller hydroks.y-gruppeholdige forbindelser kommer det fortrinnsvis på tale karbocykliske forbindelser, eksempelvis mono-, di- og/eller polycykliske forbindelser, spesielt mono-, di- og/eller tri-, cykliske forbindelser, spesielt foretrukket tricykliske forbindelser, spesielt tricykliske forbindelser med kondenserte ringer soirf^hver inneholder to keto- og/eller to hydroksygrupper og som fortrinnsvis er hydrokarboner med unntak av keto-

og hydroksygrupper og/eller andre substituenter. Fortrinnsvis kommer det hertil på tale p-benzokinon, 1,4-naftokinon, 9,10-antrakinon, Diels-Alder-addukter av 1,3-diener, f.eks.

av usubstituert eller substituert butadien på p-benzokinon og/ eller 1,4-naftokinon og/eller deres mono- og poly-alkyl-, -hydroksy-, -amino-, -alkoksy-, -alkylamino- og/eller -sulfoderivater. Alkyl-, alkoksy- og alkylaminogruppene kan hver inneholde f.eks. 1 - 12, fortrinnsvis 1 - 4 C-atomer. Eksempelvis kan dispersjonene ifolge oppfinnelsen inneholde ,9^10-antrakinon, 2-metylantrachinon, 2-etylantrakinon, 2,3-dimetyl-9,10-antrakinon, 2,6-dimetylantrakinon, 2,7-dimetylantrakinon, 2-aminoantrakinon, 1-metoksyantrakinon, l,4,4a,9a-tetrahydro-9,10-diketoantrasen, 2-etyl-l,4,4a,9a-tetrahydro-9,10-diketo-antrasen, 2,3-d.imetyl-l,4,4a,9a-tetrahydro-9,10-diketoantrasen, 1,4,4a,5,8,8a,9a,lOa-oktahydro-9,10-diketoantrasen, 1,3-dimetyl-1,4,4a,9a-tetrahydro-9,10-diketoantrasen og 2,3,6,7-tetrametyl-1,4,4a,5,8,8a,9a,10a-oktahydro-9,10-diketoantrasen. Likeledes anvendbare forbindelser er slike som er en redusert form av ovennevnte forbindelser som istedenfor ketogrupper inneholder hydroksygrupper, eksempelvis hydrokinon eller antrahydrokinon. Dispersjonen ifolge oppfinnelsen kan inneholde to eller flere av disse stoffer, som har nær ved hverandre liggende spesifikke tettheter. Det er også mulig å anvende forbindelser som har to eller flere av de nevnte substituenter, eksempelvis hydroksy- og aminogrupper. Fortrinnsvis inneholder dispersjonen ifolge oppfinnelsen imidlertid bare ett av disse stoffer, helt spesielt foretrukket 9,10-antrakinon. I det fblgende betegnes de organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser som dispergerte stoffer.

De dispergerte stoffer, f.eks. monocykliske, dicyk- liske og/eller polycykliske forbindelser som inneholder keto-og/eller hydroksygrupper, spesielt 9,10-antrakinon, kan fore-ligge i de forskjelligste kornstorrelser. Eksempelvis kan de dispergerte stoffer, spesielt 9,10-antrakinon, til minst 80 vekt-% bestå av partikler med kornstbrrelse i området 1^um -

5 mm. De dispergerte stoffer, spesielt antrakinon, kan også

ha partikkelstbrrelser i området fra ca. 50 - 500^um med storst hyppighet av partiklene i området fra ca. 200 - 300^um. Kornstbrrelsesfordelingen har ingen spesiell innvirkning. Kornstbrrelsesfordelingen kan ligge relativt snevert om en midtverdi, men kan imidlertid også strekke over det samlede ovennevnte område og utover dette. Med hensyn til anvendel-

sen av 9,10-antrakinon har dette den fordel at antrakinon kan innbringes i dispersjonen ifolge oppfinnelsen slik den vanligvis fås ved den tekniske fremstilling.

Som dispersjonsmiddel for dispersjonen ifolge oppfinnelsen er det egnet væsker som har en lik eller lignende spesifikk tetthet som det dispergerte stoff eller de dispergerte stoffer. Med væsker forstås her en rekke flytende stoffer, opplbsninger og dispersjoner. Dispersjonsmidlet kan eksempelvis være en vandig opplbsning av elektrolytter som har en spesifikk tetthet i området fra 1,2 - 1,6 g/cm - z.. I tilfelle 9,10-antrakinon som dispergert stoff, utgjor den spesifikke tetthet av dispersjonsmaterialet fortrinnsvis 1,35 - 1,5 g/cm^, spesielt foretrukket 1,4 - 1,45 g/cm^.

Den vandige opplbsning av elektrolytter kan eksempelvis være en opplbsning av oksyder, hydroksyder og/eller salter av metallene fra det periodiske systems fbrste og/eller annen hovedgruppe og/eller en opplbsning av nitrogenbaser og/eller av salter av nitrogenbaser eller en opplbsning av syrer. Det periodiske systems fbrste og annen hovedgruppe er grupper som betegnes som gruppe Ia og Ila se eksempelvis de siste sider av Cotton & Wilkinson "Advanced Inorganic Chemistry", 2. opplag. Ved enkle forforsbk eller ved oppslag i tilsvarende tabeller kan det lett fastslås hvilke av disse elektrolytter opplbser seg i vann i slike mengder at det oppstår opplbsninger av den bnskede spesifikke tetthet.

Fortrinnsvis er den vandige opplbsning en opplbsning av oksyder, hydroksyder, sulfider, sulfitter, bisulfitter, sul-fater, tiosulfater .og/eller karbonater av natrium, kalium, kalsium og/eller magnesium. Som nitrogenbaser kommer det eksempelvis på tale alkylaminer, hydroksyalkylaminer eller alkylenaminer som etylendiamin, propylamin og/eller etanol-amin, som salter av nitrogenbaser eksempelvis ammoniumsalter som syreaddisjonssalter eller kvartære salter. Eksempler på syrer er svovelsyre, fosforsyre og salpetersyre. Spesielt foretrukket er den vandige opplbsning en.opplbsning av natriumhydroksyd, natriumsulfid, natriumsulfitt, natriumbisulfitt, natriumsulfat, natriumtiosulfat, natriumkarbonat, kaliumsulfid, magnesiunfbisuifitt, kalsiumbisulfitt og/eller ammoniumsulfitt eller svovelsyre. Spesielt foretrukket er den vandige oppløs-ningen en opplbsning av natriumhydroksyd, natriumbisulfitt og/ eller natriumtiosulfat. Det er ikke nbdvendig å begrense seg til én eneste av de angitte elektrolytter. Det kan også anvendes opplbsninger eller suspensjoner av blandinger av de oppforte elektrolytter. Det er fordelaktig å anvende slike vandige opplbsninger av elektrolytter slik at de kan uttas på forskjellige steder av anlegget til cellulosefremstilling. Eventuelt kan elektrolyttopplosninger som uttas på forskjellige steder av anlegget til cellulosefremstilling anvendes etter oppkonsentrering f.eks. ved fordampning av vann eller ved tilsetning av ytterligere mengder av elektrolytter som dispergeringsmiddel. Eksempelvis kan det som dispergeringsmiddel eventuelt anvendes, etter tilsvarende innstilling av tettheten ved fordampning av vann eller tilsetning av ytterligere elektrolyttmengder, de såkalte hvitluter, kokeluter, sortluter, tykkluter og/eller grbnnluter.

Her og i det fblgende forstås under disse begreper fblgende opplbsninger: Som kokelut betegnes opplbsninger som for oppslutningen forenes med lignocellulosematerialet. De kan i deres sammensetning alt etter typen av lignocellulosematerialet som skal oppsluttes og den anvendte oppslutningsfremgangsmåte i type og konsentrasjon av bestanddeler svinge innen vide grenser. Eksempelvis kan kokeluten inneholde 8fr- 20 vekt-% alkalimetallbase uttrykt som prosent effektivt'alkali referert til vekten av lignocellulosematerialet,dertil vanligvis også alkalimetallkarbonaft<1>. Kokelut kan imidlertid også eksempelvis inneholde 8-15 vekt-% alkalimetallbase uttrykt som prosent effektivt alkali (Tappi T-120, side 61) og 5 - 40 vekt-% alkalimetallsulfid uttrykt som prosent sulfiditet (Tappi T-1203 0S-6l) referert til lignocellulosemateriale. Denne kokelut inneholder normalt også alkalimetallsulfat og alkalikarbonat,

eventuelt også svovel i en mengde fra 1 - 5 vekt-%.

Som sortlut betegnes de etter foretatt oppslutning av lignocellulosematerialet fra cellulosen atskilte brukte kokeluter. Disse inneholder som organiske bestanddeler de opplbseliggjorte folgestoffer av cellulosen, eksempelvis ligninsulfonater og/eller alkaliligniner, eventuelt også hemi-celluloser og lavmolekylære omdannelsesprodukter av ligno-cellulosematerialets bestanddeler, som uorganiske bestanddeler, eksempelvis hovedsakelig alkalimetallsulfat og alkalimetallkarbonat samt av sure organiske bestanddeler bundet alkalimetallbase, dertil normalt også frie alkalimetallbaser, alkali-sulfid, alkalisulfitt og alkalitiosulfat. Sortlutens spesifikke tetthet kan alt etter konsentrasjonen av det opploste stoff eksempelvis utgjore 1,05 - 1,40 g/cm<3>. Faststoffinn-holdet kan eksempelvis bevege seg innen grensene fra 10 - 70 vekt-%.

Som tykkluter betegnes de sortluter som på grunn av et hoyt faststoffinnhold på eksempelvis mer enn 50 vekt-% er hbyviskose ved værelsetemperatur. Tykkluter kan alt etter oppslutningsfremgangsmåter umiddelbart fås ved atskillelse av celluloser eller ved inndampning av sortlut med lite fast-stoff innhold.

Som grbnnlut betegnes de opplbsninger som eksempelvis inneholder 5 - 20 vekt-% alkalimetallkarbonat og eksempelvis 1-5 vekt-% alkalimetallsulfid som tilberedes av vann og hver saltsmelte som fås ved forbrenning av de organiske bestanddeler av tykkluten. Normalt inneholder grbnnlut også natriumsulfat, natriumsulfitt, natriumtiosulfat og svovel. Grbnnlut har eksempelvis en spesifikk tetthet i området fra 1,1 - 1,30 g/cm<3>..

Den av .grbnnlut ved behandling med brent kalk dannede lut betegnes som hvitlut. Hvitlut inneholder eksempelvis 80 - 200 g alkalimetallbase, 10 - 80 g alkalimetallsulfid.og 20 - 50 g alkalimetallkarbonat pr. liter opplbsning. Normalt inneholder den også alkalimetallsulfitt, alkalimetall-sulf at og alkalimetalltiosulfat,. eventuelt også svovel. Deres faststoffinnhold utgjor eksempelvis ca. 10 - 35 vekt-%. Hvit-lutens spesifikke tetthet ligger eksempelvis mellom 1,1 og 1,3 g/cnr.

Konsentrasjonen av dispersjonen ifolge oppfinnelsen av dispergerte stoffer lar seg innstille etter bnske innen vide grenser. Praktiske grenser er gitt ved hbyt innhold av dispergerte stoffer ved kravet til pumpbarhet,ved lavere innhold av dispergerte stoffer ved den i forhold til dispergerte stoffer hbye elektrolyttanvendelse. Dispersjonen ifolge oppfinnelsen kan eksempelvis ha et innhold av. dispergerte stoffer fra 5-70 vekt-%, fortrirursyis fra 30 - 60 vekt-%.

En spesiell utfbrelsesform av dispersjonen ifolge oppfinnelsen erkarakterisert vedat den i tillegg inneholder fuktemiddel. Som fuktemiddel kommer det på tale kati<p>niske., anioniske eller ikke-ioniske fuktemidler, fortrinnsvis slike som fremkommer i fremgangsmåten til cellulosefremstillingen som biprodukter. Eksempler hertil er svartlut, tykklut og/ eller det herav oppnådde ligninsulfonat eller alkaliligninger. Fuktemidler kan referert til vekt av dispersjonen tilsettes i mengder på eksempelvis 0,01 - 20%, fortrinnsvis fra 0,05 - 10%. Tilsetningen av fuktemidler kan eksempelvis foregå således at for tilberedningen av dispersjonen-tilsettes det til det pulverformede stoff som skal dispergeres pulverformet fuktemiddel. Fuktemidlet kan likeledes tilsettes til det flytende dispersjonsmiddel i flytende eller fast form..

En videre spesiell utf brelsesf orm av dispersjonen ifolge oppfinnelsen erkarakterisert vedat den i tillegg inneholder viskositetsbkende stoffer. Som viskositetsbkende stoffer kommer eksempelvis på tale vannopplbselige polymere forbindelser som polyvinylalkohol og/eller metylcellulose. Det kan også anvendes tykklut, dvs. eksempelvis (til.50 - 70% faststoffmengde inndampet sortlut. Rene tykkluter, eksempelvis med en faststoffmengde på 64% som ved 20 C danner en hbyviskbs masse danner f.eks. ved 80°C på tross av en spesifikk tetthet på bare 1,25 g/cm - z en stabil-dispersjon med antrakinon. Den gunstige viskositetsbkende effekt av tykkluten utvirker seg dessuten ved blandinger av 60 deler tykklut og 40 deler vann eller ved blanding av 50 deler tykklut og 50 deler hvitlut.

Som viskositetsbkende stoffer kan det også anvendes uorganiske stoffer som polysilikater, eksempelvis pyrogent fremstilt kiselsyre med en spesifikk overflate på ca. 380 m /g.. Anvendelsen av uorganiske viskositetsbkende trinn er normalt ikke spesielt fordelaktig da disse ikke fjernes ved forbrenning og kan anrike seg i cellulosefremstillingsfremgangsmåten. Spesielt foretrekkes derfor som viskositetsbkende stoffer polyvinylalkohol og metylcellulose. Anvendelsen av tykklut eller tykklutholdige blandinger med vann eller elektrolyttopplosninger er likeledes gunstig. Polyvinylalkohol og/eller metylcellulose kan eksempelvis være inneholdt i mengder fra 5-20 vekt-%, tykklut i mengder på eksempelvis 50 - 100 .vekt-% i dispersjonsmidlet.

Dispersjonen ifolge oppfinnelsen som inneholder viskositetsbkende stoffer har den fordel at denne dispersjon også er stabil når den spesifikke tetthet av dispersjonsmidlet merkbart avviker fra den spesifikke tetthet av det dispergerte stoff.

Man kan derfor ved nærvær av viskositetsbkende stoffer som dispergeringsmiddel anvende en relativt lite konsentrert elektrolyttopplbsning. Eksempelvis fås 9,10-antrakinon-holdige dispersjoner (spesifikk tetthet av antrakinon ved 20°C 1,438 g/cm3).i nærvær av viskositetsbkende stoffer allerede når dispergeringsmidlet har en spesifikk tetthet på ca. 1,25 g/cm . Man kan således innspare en del av elektrolytten for tilberedning av dispersjonsmidlet.

En tilsvarende effekt som anvendelsen av viskositetsbkende stoffer fås ved dispersjonen ifolge oppfinnelsen når det som dispergeringsmiddel anvendes en bærerdispers.jon. Med begrepet bærerdispersjon forstås her og i det fblgende et dispersjonsmiddel som allerede foreligger som dispersjon for tilsetning av organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser. Slike bærerdispersjoner kan f.eks. fås når man sammenforer tykklut eller svartlut med konsen-trerte vandige elektrolyttopplosninger av ovennevnte type eller med faste elektrolytter av ovennevnte type, speéTelt natronlut eller etsnatron. Anvendelsen av bærerdispersjoner har den spesielle fordel at man under anvendelse av prosess-egne avfallsstoffer med en forminsket mengde av elektrolytter får en ved værelsetemperatur uten problemer håndterbar dispersjon.

Temperaturen er ved fremstilling, lagring og appli-kasjon av dispersjonen ifolge oppfinnelsen ingen avgjorende storrelse og kan etter bnske velges innen vide grenser. Som praktisk nedre verdi er å anse omgivelsestemperaturen,som praktisk ovre verdi den temperatur hvor under normalt trykk vesentlige vannmengder fordamper under forskyvning av den spesifikke tetthet av dispersjonsmidlet.

Ved anvendelse av tykklut som fuktemiddel, som viskositetsbkende stoff og/eller som en komponent for dannelse av en bærerdispersjon lonner det seg med en arbeidstempera-tur i området fra 50 - 90° C da tykklut ved kontakt med kaldt . vann eller kalde elektrolyttopplosninger stivner og bare.opplbses eller dispergeres etterhvert.

Fremstillingen av dispersjonen ifolge oppfinnelsen kan foregå på forskjellige måter. Eksempelvis kan man innrbre stoffet som skal dispergeres i det forberedte dispergeringsmiddel . Når dispergeringsmidlet sammensetter'seg av to eller flere deler, er tilsetningsrekkefblgen fritt valg-bar. Stoffet som skal dispergeres kan innrores i det;på forhånd fremstilte, eventuelt fuktemiddel' og/eller viskosi-. tetsbkende stoff og/eller en bærersuspensjon-hbldig'dispergeringsmiddel . Stoffet som skal dispergeres kan-også innrores i den tetthetslike eller tetthetslignende vandige elektrolyttopplbsning og deretter blandes med et fuktemiddel og/ eller et"viskositetsbkende stoff. Man kan også gå-frem således -at man. sammenblander.stoffet som skal dispergeres,i.. fbrste rekke med et fuktemiddel i fast eller flytende form.

og deretter innforer denne blanding i en elektrolyttopplbs-nihg. Videre kan man blande det stoffet som skal dispergeres med den faste elektrolytt, eksempelvis med fast natriumhydrok-

syd, eventuelt sammen med fuktemiddel og til denne blanding sette vann eller ha denne blanding i vann. Man kan også dis-pergere stoffet som skal dispergeres i tykklut og deretter til-sette en elektrolyttopplosning idet det oppstår en bær eir åi s-persjon...

En spesielt foretrukket rdispersjon innen rammen av dispersjonen ifolge oppfinnelsen erkarakterisert vedat den inneholder 30. - 60 vekt-% 9,10-antrakinon som til minst 80%

har en kornstorrelse i området 50 - 50Q<r>^um og inneholder 40 - 70 vekt-% av en vandig opplbsning som inneholder natriumhydroksyd, natriumsulfid, natriumsulfitt, natriumtiosulfat, natriumkarbonat,. magnesiumbisulfitt, kalsiumbisulfitt og/eller'ammoniumsulfitt eller svovelsyre og har en tetthet i området 1,35 - 1,5 g/cm<3>samt inneholder 0,05 - 10 vekt-% fuktemiddel og hvori eventuelt den vandige opplosning til 50 - ,1,00 vekt-% er erstattet med tykklut eller med en bærerdispersjon. En spesielt foretrukket dispersjon innen rammen.av dispersjonen ifolge oppfinnelsen har ovenstående karakteristika, idet den vandige opplosning inneholder natriumhydroksyd, natriumbisulfitt og/eller natriumtiosulfat.

Dispersjonen ifolge oppfinnelsens, spesielt antrakinonholdig dispersjon, finner anvendelse i fremgangsmåter til fremstilling av cellulose. Dispersjonen ifolge oppfinnelsen kan ved cellulosefremstilling innmates for kokning, fortrinnsvis imidlertid allerede for impregneringen, idet lignocellulosematerialet ved en temperatur fra 80 - 100°C fuktes med den vandige opplbsningen av oppslutningskjemikaiiene.

Den vandige opplosning av oppslutningskjemikaiiene tjener

også som befordringsmiddel til beskikning av impregnerere og/eller kokere med lignocellulosemateriale. Dispersjonen ifolge oppfinnelsen, spesielt en antrakinonholdig dispersjon, kan innpumpes i den tilbakelopende opplosning eller i den med hakkekutt oppladede opplbsning på en doserende måte, eventuelt også umiddelbart i impregneren eller kokeren. Derved går antrakinonet vanligvis i opplbsning og kan således trenge inn i molekylær fordeling ved impregneringsprosessen i hakkekuttet. Det har til folge at det fås cellulose av enhetlig kvalitet.

Mengde og sammensetning av dispersjonen ifolge opp- fi-nnelsen ved anvendelse i cellulosefremstilling kan dimen-sjoneres således at det til oppslutningsoppløsningen f.eks. tilsettes 0,01 - 1,0 vekt-% av den til oppslutningen nbdvendige kjemikaliemengdé i form av dispersjonen ifolge oppfinn-, eisen. I eri fremgangsmåte til cellulosefremstilling med eksempelvis 99%-ig tilbakeføring av oppslutningskjemaliene •

tilsvarer det 0,01 - 1,0 ganger mengden av oppslutningskje-mikalier som må tilsettes friskt for utligning av tap.

Dispersjonen ifolge oppfinnelsen, spesielt en antrakinonholdig dispersjon, har en rekke fordeler. Således er. fremstillingen av disse dispersjoner enkel og kan foregå

uten spesielle, apparater. Dispersjonen ifolge oppfinnelsen er pumpbar, dvs. den kan doseres ved hjelp av en til pumpning av dispersjonen egnet pumpe, eksempelvis en slangepresspumpe, en eksentersnekkepumpe eller en stempelpumpe og befordres

gjennom rbrledninger. Dispersjonen ifolge oppfinnelsen er stabil i lengre tid. Den kan i det minste lagres noen dager, vanligvis 1 eller flere uker, idet de dispergerte stoffer ikke avsetter seg eller bare.' avsetter seg resp. svbmmer opp så lite at .de.jned enkle midler, f.eks. en langsomt gå ende rbrer igjen kan bringes i dispergert tilstand. Det har den fordel at en stbrre mengde av dispersjonen kan fremstilles på en gang,

dens dosering kan f.eks. foregå ved en enkel volum- eller mengdemåler.

Fremstillingen av dispersjonen ifolge oppfinnelsen kan foregå lokalt atskilt fra cellulosefrems/tillingen, eksempelvis hos antrakinonfremstilleren. I dette tilfelle kan den ferdige dispersjon stilles til disposisjon for cellulosefremstilleren. Fremstillingen av dispersjonen ifolge oppfinnelsen kan imidlertid også foregå hos cellulosefremstilleren, ida eksempelvis med unntak av stoffet som skal dispergeres bare :kan anvendes slike stoffer som uten videre er anvendbare ved cellulosefremstilling og/eller fremkommer derved. I dette tilfelle behbver det bare å transporteres det rene virksomme stoff, f.eks. antrakinon.

Doseringen av dispersjonen ifolge oppfinnelsen er spesielt enkel. Ved en gitt transportytelse av en doserings-pumpe kan man endre doseringen av det dispergerte stoff i cellulosefremstillingsanlegget idet man innstiller hoyére innhold av dispergert stoff ved tilsetning av pulverformet stoff som skal dispergeres og lavere innhold av dispergert stoff ved tilsetning av dispersjonsmiddel. Således kan dispersjonen ifolge oppfinnelsen tilpasses cellulosefremstillingens drifts-betingelser eller endres uten å endre doseringspumpens ytel-

ser.

Ved anvendelse av dispersjonen ifolge oppfinnelsen i'fremgangsmåter til cellulosefremstilling innbefattende cellulosebleking kan de gunstige effekter av nærvær av organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige stoffer utnyttes optimalt uten at det derved opptrer ulemper. De organiske bestanddeler av dispersjonen ifolge oppfinnelsen medforbrennes ved "forbrenningen av prosessawannet. De uorganiske bestanddeler av dispersjonen ifolge oppfinnelsen, spesielt de vandige elektrolyttopplosninger kan velges således at ingen prosessfremmede stoffer kommer i den eventuelle cellulosefremstillingsfremgangsmåte. Dessuten kan de uorganiske bestanddeler tilpasses til forskjellige cellulosefremstillingsfremgangsmåter. Det kan da ikke komme til en anrik-.. ning av prosessfremmede stoffer hvilket er av spesiell betyd-ning ved de moderne cellulosefremstillingsfremgangsmåter hvor oppslutningskjemikaiiene fores i krets.

Det er å anse som utpreget overraskende at dispersjonen ifolge oppfinnelsen fullstendig oppfyller kravene for anvendelse ved fremstilling av cellulose, innbefattende cellulosebleking. Stabile dispersjoner fås nemlig vanligvis bare • n'år de dispergerte partikler _har en kornstbrrelse i storrel-sesorden av kolloidpartikler'. 1 Ved grovere dispersjoner avsetter dispergerte partikler seg normalt for eller senere (se Rbmpp, Chemielexikon, 6. opplag, side 6286 (1966)). Kolloidpartikler kan bare fås i omstendelige malefremgangsmåter.

Slike malefremgangsmåter er ikke nodvendige ved fremstilling av dispersjonen ifolge oppfinnelsen.

Videre var det overraskende at dispersjonen ifolge oppfinnelsen lar seg fremstille meddispergeringsmidier som muliggjbr en tilpasning til den eventuelle cellulosefremstillingsfremgangsmåte da dispergeringsmidlene kan velges fra et Istbrvt antall. Det kan dermed praktisk talt stilles til disposisjon for hver vanlig cellulosefremgangsmåte en dispersjon ifolge oppfinnelsen hvor det ikke må innbringes prosessfremmede stoffer.

Det er videre funnet en fremgangsmåte til cellulosefremstilling av lignocellulosematerialerv.d. nærvær av organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat man anvender de .organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser i form av en av de ovenfor nevnte dispersjoner. Med unntak av anvendelsen av dispersjonen ifolge oppfinnelsen kan denne fremgangsmåte gjennomføres på i og for seg kjent måte. Eksempelvis kan denne fremgangsmåte gjennomfbres idet man digererer lignocellulosematerialer i en sulfittopplbsning som kan være sur, nbytral eller alkalisk og til digererings-opplbsningen for eller etter tilsetningen av lignocellulosematerialet setter dispersjonen ifolge oppfinnelsen. Man kan også anvende dispersjonen ifolge oppfinnelsen i de kjente cellulosefremstillingsfremgangsmåter som betegnes som Kraft-fremgangsmåte, Soda-fremgangsmåte og polysulfidfremgangsmåte. Man kan videre anvende dispersjonen ifolge oppfinnelsen i den kjente oksygen-alkali-fremgangsmåte til cellulosefremstilling og/eller de for cellulosefremstilling kjente blekefrem-gangsmåter.

I fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen til cellulosefremstilling og celluloseblekning kan man anvende dispersjonen ifolge oppfinnelsen eksempelvis i en slik mengde at 0,01 - 1,0 vekt-% av de i den eventuelle fremgangsmåte nbdvendige kjemikaliemengder anvendes i form av en dispersjon ifolge oppfinnelsen.

Fortrinnsvis anvendes i fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen 9,10-antrakinon i form av en dispersjon ifolge oppfinnelsen. Spesielt foretrukket er derved anvendelsen av de innen dispersjonen ifolge oppfinnelsen som spesielt foretrukket betegnede dispersjoner.

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen har en rekke fordeler. Således er eksempelvis doseringen og jevn fordeling av organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige for bindelser uten vanskelighet mulig og det fås som folge herav cellulose av enhetlig kvalitet. Videre er det mulig å reali-sere de under ideelle betingelser i laboratoriemålestokk fast-slå tte positive effekter av tilsetningen av organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser i storteknisk cellulosefremstillingsanlegg.

Ved laboratorieeksperimentene ble f.eks. lignocellulosematerialet beveget i oppslutnings- resp. bleke-væsken, hvilket letter fordelingen av tilsetningsstoffene.

I stortekniske cellulosefremstillingsanlegg er dette bare tilfelle i underordnet grad og dermed vanskeliggjøres fordelingen av tilsetningsstoffer! når de ikke anvendes i form av dispersjonen ifolge oppfinnelsen.

Eksempler

Såvidt intet annet er angitt, ble det i eksemplene anvendt et antrakinon slik det fremkommer i en teknisk frem-stillingsprosess. 80 vekt-% av dette antrakinon har en kornstbrrelse i området 100 - 500^um.

Eksempel 1

50 g 9,10-antrakinon innfores under omroring i 50 g av en 41%-ig vandig natronlut (spesifikk tetthet 1,44 g/cm<3>). Antrakinonet fuktes godt, og man får en tykk, pumpbar dispersjon hvis faststoffdel på grunn av innesluttede luftbobler svommer opp i lopet av noen dager. Ved langsom omroring av dispersjonen oppnås en homogen fordeling.

Eksempel 2

20 g 9,10-antrakinon innfores under omroring i en blanding av 75 g 41%-ig vandig natronlut og 5 g sortlut med en spesifikk /teTtEet på 1,1 g/cm<3>og et faststoffinnhold på 16,4 vekt-%. Det fremkommer en jevn, tyntflytende dispersjon.. Lar man innesluttet luft etter ca. 24 timers ubeveget henstand unnvike ved forsiktig roring, er dispersjonen stabil i uker. Eksempel 3

5.500 g 9,10-antrakinon innrores i en en blanding av 4,000 g 41%-ig vandig natronlut og 500 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte sortlut. ..Den_ tykke, smidige, lett tixotrope dispersjon lar seg godt pumpe og viser også i uker ingen tendens til skilling.

Eksempel 4

5 g 9,10-antrakinon utrores etterhvert med en blanding av 90 g 41%-^ig vandig natronlut og 5 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte sortlut. Den dannede meget tyntflytende dispersjon svbmmer hverken opp eller setter seg av. Eksempel 5 (Sammenligningseksempel) 40 g 9,10-antrakinon innrbres i en blanding av 55 g vann og 5 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte sortlut. Antrakinonet fuktes fullstendig og danner en relativt tyntflytende dispersjon som imidlertid etter kort tid allerede begynner å skille seg. Etter noen dager har faststoffet fortettet seg til et hardt bunnlegeme som praktisk talt ikke mere lar seg opprbre.

Eksempel 6

40 g 9,10-antrakinon innrbres i en blanding av 55 g 37%-ig vandig natronlut (spesifikk tetthet 1,40 g/cm<3>) og 5 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 /anvendte sortlut. Antrakinonet lar seg lett fukte til en tyktflytende, ved pumping godt doserbar dispersjon. Etter noen dager har antrakinonet avsett seg lost ved karbunnen.

Eksempel 7

Den av 40 g 9,10-antrakinon, 55 g 50%-ig vandig natronlut (spesifikk tetthet 1,53 g/cm<3>) og 5 g sortlut svar-ende til den i eksempel 2 anvendte sortlut fremstilte dispersjon lar det faste stoff svbmme opp. Etter 24 timer er dispersjonen ennå" igjen lett å opprette. Etter 14 dager har imidlertid faststoffsjiktet fortettet seg til en tykk, seig hud, således at en gjenoppretning av dispersjonen er vanskelig. Allerede ved langsom omroring lar atskillelsen seg unngå. Eksempel 8

40 g 9,10-antrakinon innrbres i en blanding av 55 g 41%-ig vandig natronlut og 2 g tykklut med en spesifikk tetthet på 1,30 g/cm og et faststoffinnhold på 64 vekt-% som for forening med natronlut ble fortynnet med 3 g vann. Den over

flere uker stabile dispersjon viser ingen forskjell til en like konsentrert dispersjon ved hvis fremstilling det imidlertid ble anvendt 5 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte sortlut som fuktemiddel.

Eksempel 9

100 deler 9,10-antrakinon blandes i en molle med 1 del isolert torr ligninsulfonat under maling. Antrakinonets kornstorrelse utgjorde deretter ca. 40 - 100^um. 50,5 g av denne blanding innrores i 49,5 g 41%-ig vandig natronlut. Man får en silkeaktig over uker stabil dispersjon som lett lar seg transportere og dosere ved hjelp av pumper.

Eksempel 10

50 g 9,10-antrakinon blandes med 18,5 g etsnatron

og blandes ved maling. Kornstorrelsen av antrakinonet utgjorde deretter ca. 40 - 100^um. Etter tilsetning av 5 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte sortlut og 26,5 g vann fremkommer en jevn over uker uendret stabil dispersjon. Eksempel 11

50,5 g av den i eksempel 9 omtalte blanding av 9,10-antrakinon og lignosulfonat i forholdet 100:1 blandes med 20,3 g etsnatron og blandes ved hjelp av maling. Det torre pulveret (antrakinoninnhold: 70,6%) utrores med 29,2 g vann til en 50%-ig antrakinondisersjon. Dispersjonen er stabil minst 4 uker.

Eksempel 12

30 g 9,10-antrakinon dispergeres i blandingen av 65 g av en 47,5%-ig vandig natriumtiosulfatopplosning (spesifikk tetthet ved 50°C, 1,44 g/cm<3>) og 5 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte sortlut. Den tyntflytende dispersjon viser ingen tendens til atskillelse av den faste fra den flytende fase.

Eksempel 15

300 g N<a>2<S>2<0>^.5 H20 opplbses i 100 ml vann ved 50°C

til en 47,5%-ig vandig natriumtiosulfatopplosning vom ved 50°C er tetthetslik med 9,10-antrakinon. 45 g av denne opplosning

' blandes med 5 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte sortlut og deretter med 50 g 9,10-antrakinon. Den ved værelse-, temperatur tykkaktige, pumbare dispersjon er ved 80°C tyntflytende og forblir stabil minst i 3 uker som dispersjon. Eksempel 14

120 g 9,10-antrakinon dispergeres i en blanding av 100,7 g hvitlut, 54,3 g etsnatron og 15 g sortlut. Hvitluten inneholter 92,8 g NaOH, 34,3 g Na2S og 23,3 g Na2C03pr. liter,"

Det tilsvarer en effektiv alkalitet på 113 g/l og en sulfiditet på 27,5%. Hvitluten har ved 20°C en spesifikk tetthet pÅ 1,14 g/cm<3>. Sortluten tilsvarer den i eksempel 2 anvendte sortlut.

Den spesifikke tetthet av blandingen av hvitlut og etsnatron utgjor ved 20 o C 1,44 g/cm 3. For den i lopet av noen timer rodaktig fargede stabile tyntflytende dispersjon kreves relativt lite etsnatron. (For den i eksempel 8 omtalte dispersjon kreves 25% mer etsnatron).

Det lonner seg forst å blande hvitluten med sortluten og forst deretter med etsnatron da hvitlut og etsnatron i det angitte forhold ellers danner en grovkrystallinsk ut-felling.

Eksempel 15 (Sammenligningseksempel)

40 g 9,10-antrakinon innbragt i 48 g hvitlut tilsvarende den i eksempel 14 anvendte hvitlut, under tilsetning av 12 g svartlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte svartlut danner en dispersjon hvori antrakinonet hurtig synker til bunnen og danner et kompakt sjikt som er vanskelig å rore opp. Eksempel 16 40 g 9,10-antrakinon danner i 54 g tykklut tilsvarende den i eksempel 8 anvendte tykklut, som ble fortynnet med 6 g vann, en omtrent sort dispersjon. Denne er meget seig

ved værelsetemperatur, imidlertid ved 80°C pumpbar.

Eksempel 17

50 g 9,10-antrakinon blandes med 50 g til 80°C opp-varmet tykklut tilsvarende den i eksempel 8 anvendte tykklut. Til denne blanding has 5 g vann for å forbedre blandingens - pumpbarhet. Dispersjonen er stabil og doserbar ved 80°C. Ved værelsetemperatur er den hoyviskos.

Eksempel 18

40 g 9,10-antrakinon blandes ved 80°C med 48 g tykklut med en spesifikk tetthet på 1,25 g/cm3 ved 80°C og et fast-stoff innhold på 64 vekt-%,og 12 g mettet sodaopplbsning. Den

spesifikke tetthet av dispersjonsmidlet utgjor ved 20°C 1,34 g/cm<3>. Dispersjonen har ved 80°C liten tendens til å la faststoffet avsettes. Dette lar seg unngå ved langsom omroring av dispersjonen.

Eksempel 19

40 g 9,10-antrakinon innrbres i en blanding av 48 g tykklut tilsvarende den i eksempel 8 anvendte tykklut, og 12 g hvitlut tilsvarende den i eksempel 14 anvendte hvitlut. Den ved værelsetemperatur dårlig rorbare stabile dispersjon tenderer ved 80°C i lbpet av 2 uker til dannelse av et bunnlegeme som igjen kan opprbres. Ved langsom omroring kan av-setningen unngås.

Eksempel 20

Av 40 g 9,10-antrakinon og 60 g av en bærerdispersjon, tilberedt av 12 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte sortlut og 48 g av en 50%-ig natronlut, fås en god håndterlig stabil dispersjon.

Eksempel 21

50 g 9,10-antrakinon tilsettes til en bærerdispersjon som ble fremstilt av 32,5 g svartlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte svartlut og 17,5 g etsnatron og ved 20°C har en spesifikk tetthet på 1,39 g/cm . Den dannede dispersjon er pumpbar og avsetter seg ikke.

Eksempel 22

40 g 9,10-antrakinon innrbres i en blanding be-stående av 55 g 56%-ig vandig svovelsyre (spesifikk tetthet 1,46 g/cm<3>) og 5 g sortlut tilsvarende den i eksempel 2 anvendte sortlut. Etter 2 måneder hadde det seg fra den spesielt godt håndterbare dispersjon avsatt seg antrakinon i Ibs form på karbunnen.

Eksempel 25

Den godt håndterbare dispersjon som fremstilles av 40 g 9,10-antrakinon og 60 g 60%-ig fosforsyre (spesifikk

tetthet 1,43 g/cm<3>) forblir stabil som dispersjon minst i 2 uker.

Claims (24)

1. Dispersjon til anvendelse ved cellulosefremstilling, karakterisert ved at den inneholder organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser og et flytende dispersjonsmiddel av lik eller tilsvarende spesifikk tetthet som de organiske, cykliske, keto- og/eller hydrok- sygruppehoIdige forbindelser.

2. Dispersjon ifolge krav 1, karakterisert ved at den som flytende dispersjonsmiddel inneholder en vandig opplbsning av elektrolytter, idet denne vandige elektrolyttopplbsning har en tetthet i området fra 1,2 - 1,6 g/cm - z.

3. Dispersjon ifolge krav 1 og 2, karakterisert ved at den inneholder organiske, mono-, di- og/ eller polycykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser hvorav minst 80 vekt-% har en kornstbrrelse i om-i rådet 1^ um - 5 mm.

4. Dispersjon ifolge krav 1-3, karakterisert ved at den inneholder organiske tricykliske forbindelser som inneholder to ketogrupper og/eller to hydroksygrupper.

5. Dispersjon ifolge krav 1-4, karakterisert ved at den inneholder p-benzokinon, 1,4-naftokinon, 9,10-antrakinon, Diels-Adler-addukter av 1,3-diener på p-benzokinon og/eller 1,4-naftokinon og/eller deres mono-og polyalkyl-, -hydroksy-, -amino-, -alkoksy-,-alkylamino og/eller -sulfoderivater.

6. Dispersjon ifolge krav 1-5, karakterisert ved at den inneholder 9,10-antrakinon.

7. Dispersjon ifolge krav 1-6, karakterisert ved at den inneholder 5-70 vekt-% av organiske, cykliske, keto- og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser.

8. Dispersjon ifolge krav 2, karakterisert ved at den vandige opplbsning er en opplbsning av oksyder, hydroksyder og/eller salter av metaller fra fbrste og/eller annen hovedgruppe fra det periodiske system og/eller en opplbsning av nitrogenbaser og/eller av salter av nitrogenbaser eller en opplbsning av syrer. 1

9. Dispersjon ifolge krav 2 og 8, karakterisert ved at den vandige opplbsning er en opplbsning av oksyder, hydroksyder, sulfider, sulfitter, bisulfitter, sul- fater;, tiosulfater og/eller karbonater av natrium, kalium, kalsium og/eller magnesium.

10. Dispersjon ifolge krav 2, 8 og 9, karakterisert ved at den vandige opplbsning er en opplbsning av natriumhydroksyd, natriumsulfid, natriumsulfitt, natriumbisulfitt, natriumsulfat, natriumtiosulfat, natriumkarbonat, kaliumsulfid, magnesiumbisulfitt, kalsiumbisulfitt og/eller ammoniumsulfitt.

11. Dispersjon ifolge krav 2 og 8- 10, karakterisert ved at den vandige opplosning er en opplosning av natriumhydroksyd, natriumbisulfitt og/eller natriumtiosulfat.

12. Dispersjon ifolge krav 2 og 8, karakterisert ved at den vandige opplosning er en opplosning av svovelsyre, fosforsyre og/eller salpetersyre.

13. Dispersjon ifolge krav 1 - 12, karakterisert ved at den i tillegg inneholder fuktemiddel.

14. Dispersjon ifolge krav 13, karakterisert ved at den som fuktemiddel inneholder biprodukter som fremkommer ved cellulosefremstilling.

15. Dispersjon ifolge krav 13 og 14, karaktéri-sert ved at den som fuktemiddel inneholder sortlut, tykklut og/eller de derav oppnåelige ligninsulfonater og/ eller alkaliligniner, referert til vekten av dispersjonen, i en mengde på fra 0,01 - 20%.

16. Dispersjon ifolge krav 1-15, karakterisert ved at den i tillegg inneholder viskositetsbkende stoffer.

17. Dispersjon ifolge krav 16, karakterisert ved at den som viskositetsbkende stoffer inneholder polyvinylalkohol, metylcellulose og/eller tykklut.

18. Dispersjon ifolge krav 1 - 17, karakterisert ved at dispersjonsmidlet allerede er en dispersjon.

19. Dispersjon ifolge krav 18, karakterisert ved at dispersjonsmidlet ble dannet av tykklut eller sortlut ved tilsetning av konsentrert vandig elektrolyttopplbsning eller ved tilsetning av faste elektrolytter.

20. Dispersjon ifolge krav 1-19, karakterisert . v e._d at den inneholder 30. - 60 vekt-% 9,10-antra- ..kinon som minst til 80% har en kornstbrrelse i området 50 - 500 ^um, og inneholder 40 - 70, vekt-% av en vandig opplbsning som inneholder natriumhydroksyd, natriumsulfid, natriumsulfitt, natriumtiosulfat, natriumkarbonat, magnesiumbisulfitt, kalsiumbisulfitt og/eller ammoniumsulfitt eller svovelsyre og har en tetthet i området fra 1,35 - 1,5 g/cm <3> , samt 0,05 - 10 vekt-% fuktemiddel og hvori eventuelt den vandige opplosning til 50 - 100 vekt-% er erstattet med tykklut eller med en bærerdispersjon.

21. Fremgangsmåte til cellulosefremstilling av lignocellulosematerialer i nærvær av organiske, cykliske, keto-og/eller hydroksygruppeholdige forbindelser, karakterisert ved at de organiske, cykliske, keto- pg/eller hydroksygruppeholdige forbindelser anvendes i form av en dispersjon tilsvarende krav 1-20.

22. Fremgangsmåte ifolge krav 21, karakterisert ved at det anvendes 0,01 - 1,0 vekt-% av de til cellulosefremstilling nodvendige kjemikalier i form av en dispersjon tilsvarende krav 1-20.

23. Fremgangsmåte ifolge krav 21 og 22, karakterisert ved at 9,10-antrakinon anvendes i form av en dispersjon tilsvarende krav 1-20.

24. Fremgangsmåte ifolge krav 21 - 23, karakterisert ved at 9,10-antrakinon anvendes i form av en dispersjon tilsvarende krav 20.