PT941381E - Processo para controlo da deslenhificação de pasta de papel por oxigénio - Google Patents

Description

ΕΡ Ο 941 381 /ΡΤ

DESCRIÇÃO "Processo para controlo da deslenhificação de pasta de papel por oxigénio"

Este invento refere-se ao controlo de um processo para a deslenhificação de material celulósico por oxigénio em dois passos a média consistência, i.e. 8-16%.

Desde a introdução da deslenhificação por oxigénio a média consistência, não tem sido investido neste processo muito trabalho de desenvolvimento. Quando o branqueamento sem cloro e o fecho das instalações de branqueamento surgiu, aumentou o interesse numa deslenhificação prolongada, i.e. uma redução adicional do índice kappa com oxigénio. No entanto, a deslenhificação prolongada com oxigénio numa ou várias etapas pode resultar em qualidade da pasta deteriorada. Contudo, a aplicação de condições adequadas pode revelar diversas vantagens.

Com uma deslenhificação prolongada com oxigénio, o rendimento da pasta também pode ser mantido melhor do que com cozimento prolongado, i.e. cozimento a menor índice kappa.

Em US 5217575 divulga-se um processo para a deslenhificação por oxigénio em duas etapas. Não é discutido o controlo da deslenhificação.

Num processo multi-etapa, os químicos podem ser distribuídos entre as etapas de modo a criar condições óptimas em cada etapa. Outras condições também podem ser optimizadas para cada etapa.

Em CA 1057906 divulga-se um processo para o controlo das cargas de dióxido de cloro e cloro dependendo dos valores de índice kappa à entrada e desejado à saída. O processo não se refere às etapas de deslenhificação por oxigénio e não dá qualquer indicação sobre o modo de controlar um tal processo. O processo do presente invento é um processo para o controlo da deslenhificação por oxigénio, de tal modo que um menor índice kappa seja obtido sem deterioração das 2 ΕΡ Ο 941 381 /ΡΤ propriedades da pasta. Ao utilizar a deslenhificação prolongada de acordo com o invento, a deslenhificação total pode atingir 50-85% do teor em lenhina (índice kappa) da pasta não branqueada. O processo é realizado a média consistência em dois passos subsequentes. As qualidades caracterizantes do invento são definidas nas reivindicações em anexo. O invento é descrito com maior detalhe em seguida, com referência à Figura em anexo, que mostra esquematicamente uma instalação para concretizar o processo de acordo com o invento.

Na instalação mostrada, a pasta cozida é bombeada a média consistência, i.e. 8-16%, por meio de uma primeira bomba 1 a partir da lavagem da pasta castanha para a deslenhificação com oxigénio. O álcali é alimentado para a pasta à frente da primeira bomba 1. Após esta bomba 1, é utilizado um primeiro misturador 2 para misturar oxigénio na pasta. A pasta é depois alimentada a um primeiro reactor 3, onde é realizado a primeira etapa de deslenhificação. A pasta é depois movida, possivelmente por meio de uma segunda bomba 4, via um misturador 5 para mistura com vapor e possivelmente mais oxigénio e álcali, para um segundo reactor 6 para a segunda etapa de deslenhificação. Após o segundo reactor 6, a pasta é movida para um tanque de expansão 7 e posteriormente para as etapas processuais subsequentes. O processo implica assim que a deslenhificação seja realizada em duas etapas subsequentes. No primeiro reactor 3 são efectuadas uma elevada adição de álcali assim como uma elevada adição de oxigénio. Isto significa uma carga de 10-50 kg de álcali (NaOH) por ton de pasta, preferivelmente 10-35 kg/ton. A carga de oxigénio deveria ser de 10-50 kg/ton de pasta, preferivelmente de 10-30 kg/ton. A temperatura da pasta na sua alimentação ao reactor 3 deveria ser inferior a 90°C, preferivelmente de 75-90°C. O tempo de retenção no reactor 3 deveria ser relativamente curto, 5-30 minutos, preferivelmente de 15-25 minutos. 3 ΕΡ Ο 941 381 /ΡΤ A pressão no primeiro reactor 3 deveria ser de 4-15 bar. A pressão elevada, juntamente com a elevada alcalinidade da pasta e a elevada carga de oxigénio, resulta numa elevada taxa de deslenhificação. Ao mesmo tempo, a taxa de degradação da celulose é mantida a um nível baixo devido à temperatura relativamente baixa e ao baixo tempo de retenção.

Após a primeira etapa de deslenhificação no primeiro reactor 3, a pasta é movida para a segunda etapa de deslenhificação no segundo reactor 6. A temperatura no segundo reactor 6 deveria ser mais elevada que no primeiro reactor 3. Contudo, a diferença de temperatura deveria ser inferior a 20°C, preferivelmente de 10-15°C. Para conseguir o necessário aumento de temperatura, é aplicado vapor no segundo misturador 5. A pressão no segundo reactor deveria ser de 2-5 bar e inferior à do primeiro reactor 3. 0 tempo de retenção deveria ser relativamente longo, de 45-180 minutos, preferivelmente de 60-120 minutos. A segunda etapa de deslenhificação é principalmente uma longa etapa de extracção onde, em relação à primeira etapa, a temperatura aumentada e o prolongado tempo de retenção proporcionam uma deslenhificação prolongada. Como tal, a temperaturas acima de 90°C é obtida uma boa taxa de extracção/ branqueamento. A totalidade ou a parte principal da adição química é efectuada na primeira etapa. Na segunda etapa, deveria ser feita preferivelmente uma muito pequena ou nenhuma adição de álcali ou oxigénio, nem mesmo para compensar o consumo na primeira etapa. A alcalinidade da pasta pode portanto ser mantida relativamente baixa na segunda etapa. Desse modo, a degradação da celulose é substancialmente evitada, apesar da elevada temperatura e longo tempo de retenção. A carga de álcali e oxigénio na segunda etapa pode ser, respectivamente, de até 5 kg/ton de pasta. O controlo da deslenhificação por oxigénio de acordo com o invento é baseado em controlo de avanço, o que significa 4 ΕΡ Ο 941 381 /ΡΤ que subentende a menor ligação de realimentação possível. O controlo é realizado do seguinte modo. O índice kappa da pasta à entrada é medido e comparado com o valor desejado (valor de ajuste) do índice kappa da pasta após a deslenhificação por oxigénio. A redução do índice kappa assim determinada é utilizada para ajustar a adição química (oxigénio, álcali) para a primeira etapa. Uma maior redução do índice kappa implica uma maior carga, calculada por unidade de índice kappa reduzida. 0 nível do índice kappa da pasta à entrada é também utilizado para ajuste da carga química, de modo que um maior índice kappa à entrada implica uma menor carga, calculada por unidade de índice kappa reduzida. Por exemplo, uma redução de índice kappa de cerca de 60%, tal como de kappa 25 para kappa 10, implica uma carga de álcali medida em kg de NaOH/ton de pasta de cerca de 2,2 vezes (kappa à entrada menos kappa à saída). Uma deslenhif icação de cerca de 50% de kappa 25 para kappa 12,5 implica uma carga de álcali de 2,0 vezes (kappa à entrada menos kappa à saída). Uma deslenhificação de 50% de kappa 20 para kappa 10 implica uma carga de álcali de 2,2 vezes (kappa à entrada menos kappa à saída). O factor exacto é corrigido em cada caso individual por meio do índice kappa obtido em relação ao valor final de pH. Se o pH final é algo elevado e o índice kappa é algo baixo, a carga de álcali é ajustada um pouco abaixo. Se o pH final é algo baixo e o índice kappa algo elevado, a carga de álcali é ajustada um pouco acima. O oxigénio é alimentado na relação 1:1 em relação à carga de álcali, mas com uma carga máxima de oxigénio de 25-30 kg/ton de pasta. Quando o grau de deslenhificação é mais elevado, í.e. quando a carga de álcali excede 25-30 kg de NaOH/ton de pasta, a razão entre oxigénio e carga de álcali é reduzida. Deste modo, é possível evitar canais de gás como consequência de grandes quantidades de gás. O nível de temperatura na segunda etapa é controlado parcialmente de modo habitual pelo nível de produção, o chamado controlo de factor kappa, e parcialmente pela adição química na primeira etapa, de modo que uma maior carga química na primeira etapa deveria resultar numa maior 5 ΕΡ Ο 941 381 /ΡΤ temperatura na segunda etapa. A temperatura é controlada de forma a ser obtido um pH final de 10,5-11,5, preferivelmente de 10,7-11,0. O factor entre uma modificação na carga química e o nível de temperatura é ajustado manualmente por meio do pH final, como anteriormente mencionado. Contudo, o aumento de temperatura entre a primeira e segunda etapas deveria ser sempre inferior a 20°C, preferivelmente de 10-15°C, de forma a evitar uma degradação de celulose muito grande devida à temperatura elevada.

No entanto, normalmente não ocorre compensação da temperatura na primeira etapa para os níveis de adição química e produção. A pasta à entrada da primeira etapa não é aquecida, mas pode ser necessário algum arrefecimento, de modo a ser obtida uma temperatura adequadamente baixa para o processo, abaixo de 90°C. O controlo da deslenhificação por oxigénio de acordo com o invento implica que pode ser obtido um elevado grau de deslenhificação com uma boa selectividade. Um índice kappa baixo e constante e um pH constante podem ser obtidos após a segunda etapa de deslenhificação.

Lisboa,

Claims (2)

1. ΕΡ Ο 941 381 /ΡΤ 1/1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para controlo da deslenhificação de pasta de papel por oxigénio, i.e. redução do índice kappa da pasta a partir de um valor do índice kappa à entrada, em que a deslenhificação é realizada em duas etapas, e a porção principal dos químicos requeridos para a deslenhificação é adicionada na primeira etapa, caracterizado por a desejada redução do índice kappa da pasta durante a deslenhificação total em duas etapas ser utilizada para ajustar a adição química para a primeira etapa, em que uma maior redução do índice kappa requer uma maior carga de químicos, calculada por unidade de índice kappa reduzida, e por a referida adição química na primeira etapa ser por seu lado utilizada para controlar a temperatura apenas na segunda etapa, de forma a ser obtido um pH final de 10,5-11,5, pelo que o requerido aumento de temperatura na segunda etapa é conseguido pela adição de vapor.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a totalidade da adição química requerida para a deslenhificação ser efectuada na primeira etapa. Lisboa,