Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania celulozy siarczynowej z wió¬ rów drzewnych. Sposób wedlug wynalazku pozwala latwiej uniknac, niz dotychczas, niepozadanych reakcyj, wystepujacych przy zwyklym procesie gotowania, a jednocze¬ snie umozliwia bardziej dokladne rozszcze¬ pienie surowca oraz wydatne skrócenie czasu gotowania.Przy znanych sposobach otrzymywa¬ nia celulozy siarczynowej przez gotowanie drzewa w cieczy, zawierajacej siarczyny alkaljów oraz wolny S02 (to jest nadmiar ponad ilosc bezwodnika kwasu siarkawego niezbedna do zwiazania go z zasada na dwtusiarczyn), nie uwzgledniano dotych¬ czas rozmaitych wplywów, jakie wywieraja siarczyny oraz wolny S02 na surowiec, oraz nie brano pod uwage znaczenia wzajemne¬ go rozdzielania tych srodków reagujacych w ciagu znaczniejszej czesci okresu gotowa¬ nia.Badania teoretyczne, dotyczace prze¬ biegu reakcji przy zwyklym sposobie otrzy¬ mywania celulozy siarczynowej, doprowa¬ dzily do przyjecia teorji, ze w tym przy¬ padku zachodza dwie glówne reakcje. Jed¬ na z nich znamionuje dzialanie jonów dwu- siarczynowych na lignine surowca, przy- czem powstaja kwasy sulfonowe ligniny lub ich sole, które sa jeszcze zwiazane z weglo¬ wodanami (celuloza), a przez to sa nieroz¬ puszczalne. Reakcja ta nosi nazwe sulfono¬ wania. Druga reakcje znamionuje procesrozszczepiania, wynikajacy z hydrolitycz- nego wplywu kwasnef cieczy, przez co we¬ glowodany zostaja/oddzielone od soli (kwa¬ sów sulfonowych ligniny, przyczem te o- statnie przechodza do roztworu. Reakcja ta nosi nazwe hydrolizy kwasnej. Jednocze¬ snie z hydroliza kwasna zachodza rozmaite inne reakcje, które moga posiadac decydu¬ jacy wplyw na przebieg reakcji w kierunku niepozadanym. Omawiane reakcje, polega¬ jace przewaznie na tern, ze wolny S02 i siar¬ czyny ulegaja przemianie na kwas siarko¬ wy, tiosiarczany, siarke i siarczany, moga w okolicznosciach niekorzystnych spowodo¬ wac rozklad cieczy, stosowanej do gotowa¬ nia, oraz zniszczenie celulozy. Jest to tak zwane „gotowanie na czarno".Jakkolwiek dzialanie roztworów dwu- siarczynów lub mieszanin dwusiarczynów i siarczynów, nie zawierajacych wogóle wol¬ nego S02f na surowiec przy otrzymywaniu celulozy nie jest jeszcze calkowicie znane, to jednak okazalo sie, ze surowiec ten ab¬ sorbuje siarczyn lub dwusiarczyn i wiaze go chemicznie (ulega sulfonowaniu). Po go¬ towaniu w temperaturze np. 120°C w tego rodzaju roztworze, który zawiera znaczna ilosc tych soli, surowiec (który jednocze¬ snie absorbuje pewna ilosc roztworu i rea¬ guje z nia) mieknie. Wskutek tego zmniej¬ sza sie ilosc soli, pozostajacych w roztwo¬ rze, a przez to sole lacza sie z surowcem, tworzac zwiazek chemiczny. Stwierdzono obecnie, ze nawet przy bardzo dlugiem go¬ towaniu surowiec celulozowy nie ulega roz¬ szczepieniu w tej mierze, jak to ma miejsce w /przypadku stosowania wolnego S02, a nastepnie okazalo sie, ze nie nastepuje powstawanie produktów niepozadanych, jak np. kwasu siarkowego, siarki, tiosiar¬ czanów lub tym podobnych zwiazków.Z powyzszych obserwacyj wynika jasnos ze wystepowanie wymienionych szkodli¬ wych reakcyj jest scisle zwiazane z obecno¬ scia wolnego S02.Stosowanie wolnego S02 jest konieczne wówczas, gdy chodzi o calkowite rozszcze¬ pienie surowca i otrzymanie czystej celulo¬ zy, posiadajacej wlasnosci, uznane za ko¬ rzystne dla celulozy siarczynowej. Biorac pod uwage powyzsze okolicznosci prowadzi sie w mysl wynalazku proces gotowania w ten sposób, aby siarczyny najpierw dziala¬ ly na surowiec celulozowy w ciagu znacz¬ niejszej czesci okresu gotowania w nieo¬ becnosci wolnego S02, poczem dodaje sie roztwór, zawierajacy niezbedna ilosc wol¬ nego SQ2, i konczy proces gotowania.Przy tego rodzaju procesie skraca sie caask trwania reakcji bezwodnika kwasu siarkawego i zaacznie zmniejsza niebezpie¬ czenstwo szkodliwych reakcyj ubocznych.Nalezy wyraznie podkreslic, ze sposób dotyczy jedynie poslugiwania sie ciecza podczas gotowania celulozy, a nie sposobu gotowania, przy którym surowiec traktuje sie para i gazowym bezwodnikiem kwasu siarkawego podczas trwania czesci okresu gotowania.Nalezy zaznaczyc, ze wynalazek doty¬ czy otrzymywania celulozy siarczynowej zappmoca dzialania bezwodnikiem kwasu siarkawego (hydroliza kwasna), a nie celu¬ lozy alkalicznej, otrzymywanej w inny do¬ wolny sposób, przy którym stosuje sie do gotowania alkaliczne ciecze.Wedlug niniejszego wynalazku zadanie dobrego przeprowadzenia gotowania celu¬ lozy siarczynowej zostalo rozwiazane w ten sposób, ze traktuje sie roztworem dwusiar- czynu lub roztworem dwusiarczynu i jedno- siarczynu materjal celulozowy w ciagu znaczniejszej Czesci okresu gotowania w nieobecnosci wolnego S02, poczem dopiero dodaje sie niezbedna ilosc wolnego S02 i przeprowadza do konca proces gotowania.Proces gotowania wedlug wynalazku ulatwia sie znacznie przez krazenie cieczy, stosowanej do gotowania, i zwiazane z tern jej posrednie ogrzewanie zzewnatrz.Ponizej opisano praktyczny przebieg gotowania celulozy siarczynowej w dwóchfazach, przyczem w jednej fazie nastepuje reakcja wylacznie z siarczynami), a w na¬ stepnej fazie reakcja z wolnym S02, przy¬ czem nastepuje calkowite rozszczepienie surowca celulozowego i powstanie produk¬ tów: celulozy i lugu odpadkowego, zna¬ nych juz ze zwyklych sposobów otrzymy¬ wania celulozy siarczynowej przez gotowa¬ nie.Do warnika celulozy, napelnionego wió¬ rami drzewnemi lub inmym surowcem, na¬ dajacym sie do otrzymywania celulozy, wlewa sie roztwór dwusiarczynu alkalji lub tez roztwór tej soli i siarczynu alkalji, po- czem rozpoczyna sie proces gotowania. Ten roztwór, nie zawierajacy wolnego S02, mozna podgrzac przed wprowadzeniem do warnika, przez co zaoszczedza sie czas i cieplo. Dzieki zastosowaniu obiegu oraz po¬ sredniego ogrzewania wprowadzonej cieczy nastepuje mozliwie szybki wzrost tempera¬ tury cieczy w warniku do 120°C, przyczem temperatura ta utrzymuje sie w ciagu jed¬ nej lub kilku godzin, a okres ten zmienia sie w zaleznosci od jakosci stosowanego su¬ rowca.Roztwór siarczynów, wprowadzony do warnika, powinien posiadac najlepiej takie stezenie, aby juz ilosc jego, zajmujaca jed¬ na czwarta pojemnosci warnika, zawierala te ilosc soli jaka niezbedna jest do przepro¬ wadzenia reakcji. Przy stasowaniu takiego roztworu ilosc, wprowadzana do warnika, moze zajmowac zaledwie jedna czwarta je¬ go pojemnosci, a w razie potrzdby warnik mozna równiez wypelniac tym roztworem w wiekszym lub mniejszym stopniu. W tym ostatnim przypadku nalezy po ukonczeniu traktowania roztworem soli usunac ten ostatni z warnika w takiej ilosci, aby pozo¬ stalo dosyc miejsca dla dodawania nastep¬ nie roztworu S02.Opisane traktowanie powoduje zmiek¬ czenie surowca oraz absorbcje cieczy, przy¬ czem materjaly inkrustujace drzewo lacza sie chemicznie z siarczynami, co ma decy¬ dujacy wplyw na nastepujace potem goto- wanie z roztworem S02. Jakkolwiek nasta¬ pila zmiana skladu chemicznego materja- lów inkrustujacych, to jednak nie nastapilo rozszczepienie surowca w tym sensie, jak przy zwyklym procesie gotowania celulozy siarczynowej. Ta cfeesc sposobu powoduje tylko absorbcje siarczynów przez surowiec i polaczenie z nim w nieobecnosci wolnego S02.Po tej pierwszej fazie sposobu gotowa¬ nia ciecz i wióry drzewne zajmuja zaled¬ wie jedna czwarta pojemnosci warnika.Warnik napelnia sie nastepnie roztworem, zawierajacym wolny S02. Dolewany roz¬ twór musi byc zimny, to jest winien posia¬ dac mniej wiecej taka temperature, aby bezwodnik kwasu siarkawego pozosta,wal w nim rozpuszczony. Temperatura warnika i jego zawartosci przekracza znacznie 100° podczas wprowadzania roztworu S02. Z tego powodu temperatura roztworu prze¬ kracza te temperature, przy której S02 po¬ zostaje jeszcze w roztworze. Przy uwalnia¬ niu sie gazowego S02 Wzrasta cisnienie w warniku. Nalezy wiec roztwór S02 wpro¬ wadzac pod cisnieniem, to znaczy zapomo- ca pompy, aby uniknac ulatniania sie gazo¬ wego S02 z warnika podczas wprowadza¬ nia roztworu. Gdy do warnika wprowadzo¬ no juz wspomniany roztwór, zawierajacy wolny S02, wówczas uruchomia sie po¬ nownie uklad obiegowy oraz urzadzenia o- grzewajace i podnosi sie temperature w warniku do koniecznej wysokosci. W tej drugiej fazie rozkladu nastepuje druga re¬ akcja, hydroliza kwasna, zapomoca wolne¬ go S02f przyczem z materjalów inkrustuja¬ cych powstaja silne kwasy organiczne (np. kwasy sulfonowe ligniny), reagujace ze zwiazkami, powstalemi podczas pierwszego okresu procesu gotowania.Jasnem jest, ze pierwsza faza sposobu wywiera znaczny wplyw na surowiec, dzie¬ ki czemu druga faza sposobu wymaga juz stosunkowo krótkiego czasu, aby nastapilo — 3 —calkowite rozszczepienie niaierjalu celulo¬ zowego i powstala celuloza siarczynowa, dajaca sie latwo bielic.Druga faza zostaje przyspieszona do te¬ go stopnia, ze traktowanie roztworem S02 wymaga juiz tylko 5 — 10 (godzin, aby otrzy¬ mac celuloze, dajaca sie latwo bielic, to jest zaledwie polowe lu)b jeszcze mniej tego czasu, jaki jest potrzebny do tego celu przy zwyklym sposobie. Dlugosc trwania tej drugiej fazy traktowania zalezy od sto¬ sowanej temperatury, stezenia roztworu S02, dokladnosci uskuteczniania poprzed¬ niego traktowania oraz jakosci surowca, poddawanego rozkladowi.Ogólny czas trwania calego procesu, to jest pierwszej i drugiej fazy lacznie, jest przy niniejszym sposobie znacznie krótszy niz przy dawnych metodach.Niniejszy sposób umozliwia uzyskanie zamierzonego celu, mianowicie unikniecie reakcyj, powodujacych powstawanie tio¬ siarczanów, siarki, kwasu siarkowego i siar¬ czanów, które to zwiazki niszcza ciecz, sto¬ sowana do gotowania, powoduja „gotowa¬ nie na czarno" oraz pogarszaja jakosc otrzymywanej celulozy. PL