RU2119987C1

RU2119987C1 - Cellulose production method

Info

Publication number: RU2119987C1
Application number: RU98102909A
Authority: RU
Inventors: М.Г. Мутовина; Т.А. Бондарева; Н.Е. Самсонов; Б.А. Фадеев; В.А. Кирсанов; Б.В. Орехов; Б.А. Овчинников; Ю.Н. Безносов; Л.Е. Фетисова; Т.М. Разуваева; С.Г. Шарова; С.М. Косолапов; Г.Ю. Тольман; А.Н. Тимошевский; Ю.П. Дедик; В.Н. Ефимова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт бумаги"; Совместное предприятие акционерное общество "Цепрусс"; Камский целлюлозно-бумажный комбинат
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 1998-10-10

Abstract

FIELD: pulp-and-paper industry. SUBSTANCE: method concerns cellulose on mixed basis from foliage wood and is intended for printing, writing, and sanitary-hygienic paper and for chemical processing. Method consists in digestion of foliage wood chips in cooking liquor based on magnesium and sodium where ratio of magnesium oxide to sodium oxide ranges from 19:1 to 1:19 at pH 1.8-2.2 and temperature 145-148 C with total sulfur dioxide content 4.5-5.0%. EFFECT: reduced rigidity of product. 1 tbl

Description

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве целлюлозы на смешанном основании из лиственной древесины, предназначенной для печатных, писчих, санитарно-гигиенических видов бумаги и для химпереработки. The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the production of cellulose on a mixed base of deciduous wood, intended for printing, writing, sanitary-hygienic types of paper and for chemical processing.

Известен способ получения целлюлозы путем сульфитной варки древесной щепы из лиственных пород древесины с сульфитным варочным раствором, содержащим 5-10% всего SO₂ и имеющим исходный pН 1,3-1,5, содержание Na₂O 0,77-1,33. Продолжительность варки составляет 5-12 ч, температура 130-150^oС (Непенин Н. Н. Технология целлюлозы, т. 1. М.: Лесная промышленность, 1976, с. 313, 324, 134, 244).A known method of producing cellulose by sulphite cooking of wood chips from hardwood with sulphite cooking solution containing 5-10% of all SO ₂ and having an initial pH of 1.3-1.5, the content of Na ₂ O 0.77-1.33. The cooking time is 5-12 hours, the temperature is 130-150 ^o C (Nepenin N.N. Cellulose technology, vol. 1. M .: Timber industry, 1976, p. 313, 324, 134, 244).

Однако получаемая по этому способу целлюлоза имеет пониженные выход и показатели механической прочности. However, cellulose obtained by this method has a reduced yield and indicators of mechanical strength.

Известен способ получения бисульфитной целлюлозы путем варки древесной щепы из хвойных пород древесины в варочном растворе на смешанном основании при соотношении MgO и Na₂O от 1:2 до 1:3, имеющем pН 2,2-3,5, и содержании всего SO₂ 3,5-5,0%, а варку осуществляют при температуре 152-160^oС (RU 2027813 С1, 27.01.95).A known method of producing bisulfite cellulose by cooking wood chips from softwood in a cooking solution on a mixed base with a ratio of MgO and Na ₂ O from 1: 2 to 1: 3, having a pH of 2.2-3.5, and the content of all SO ₂ 3.5-5.0%, and cooking is carried out at a temperature of 152-160 ^o C (RU 2027813 C1, 01/27/95).

Получаемая по этому способу целлюлоза из лиственной древесины имеет пониженные выход и показатели механической прочности. Obtained by this method, cellulose from hardwood has a reduced yield and indicators of mechanical strength.

Ближайшим аналогом предлагаемого технического решения по технической сущности является способ получения целлюлозы путем варки древесной щепы из лиственных пород древесины в сульфитном варочном растворе и последующей промывки (RU N 2010069 С1, 30.03.94). The closest analogue of the proposed technical solution according to the technical essence is a method of producing cellulose by cooking wood chips from hardwood in a sulfite cooking solution and subsequent washing (RU N 2010069 C1, 03.30.94).

При этом в качестве варочного раствора используют смесь сырой башенной сульфитной кислоты с содержанием Na₂O 1,45-1,65% и всего SO₂ 4,2-4,8% и водного раствора карбоната натрия концентрацией 90-110 г/л при их общем соотношении от 100:3-5, а варку проводят при содержании в варочном растворе связанного SO₂ 1,75-2,25%, Na₂O 1,65-2,18%, pН 2,5-4,0 и содержании всего SO₂ 3,8-4,5%.In this case, a mixture of crude tower sulfite acid with a content of Na ₂ O of 1.45-1.65% and total SO _{2 of} 4.2-4.8% and an aqueous solution of sodium carbonate with a concentration of 90-110 g / l is used as a cooking solution their total ratio is from 100: 3-5, and cooking is carried out when the content of bound SO ₂ in the cooking solution is 1.75-2.25%, Na ₂ O 1.65-2.18%, pH 2.5-4.0 and the content of total SO ₂ 3,8-4,5%.

Получаемая по этому способу целлюлоза имеет высокое число Каппа и не может быть использована в производстве беленой целлюлозы. Для ее отбелки потребуется большое количество отбеливающих реагентов и жесткие условия отбелки, при которых прочностные свойства снизятся на 20%. The cellulose obtained by this method has a high Kappa number and cannot be used in the production of bleached pulp. For its bleaching, a large number of bleaching reagents and severe bleaching conditions will be required, under which the strength properties will decrease by 20%.

Техническим результатом предлагаемого способа является получение лиственной целлюлозы пониженной жесткости, легко белимой и в то же время имеющей достаточно высокие выход и показатели механической прочности. The technical result of the proposed method is to obtain hardwood pulp of reduced stiffness, easily whitewashed and at the same time having a sufficiently high yield and indicators of mechanical strength.

Достигается указанный технический результат за счет того, что в способе получения целлюлозы путем варки древесной щепы из лиственных пород древесины в сульфитном варочном растворе и последующей промывки в качестве сульфитного варочного раствора используют раствор на смешанном магниево-натриевом основании при соотношении оксида магния и оксида натрия от 19:1 до 1:19, имеющий pН 1,8-2,2 и содержащий всего SO₂ 4,0-5,0, а варку осуществляют при температуре 145-148^oС.This technical result is achieved due to the fact that in the method of producing cellulose by cooking wood chips from hardwood in a sulfite cooking solution and subsequent washing as a sulfite cooking solution, a solution is used on a mixed magnesium-sodium base with a ratio of magnesium oxide and sodium oxide of 19 : 1 to 1:19, having a pH of 1.8-2.2 and containing only SO ₂ 4.0-5.0, and cooking is carried out at a temperature of 145-148 ^o C.

Применение для варки лиственной древесины сульфитного варочного раствора с исходным pН 1,8-2,2 позволяет при невысоких температурах 145-148^oС получать целлюлозу глубокой степени провара с числом Каппа не более 25, которая легко белится с меньшим расходом отбельных реагентов. Присутствие в варочном растворе полурастворимого основания оксида магния стабилизирует кислотность варочного раствора в процессе варки, в результате чего уменьшается гидролитическое воздействие варочного раствора на волокна и сохраняется высокая прочность целлюлозы. Сохранению выхода и прочностных свойств на высоком уровне способствует также пониженная (145-148^oС) по сравнению с прототипом (152-156^oС) температура варки.The use of sulfite cooking solution for cooking hardwood with an initial pH of 1.8-2.2 allows low-temperature pulp with a Kappa number of not more than 25 to be obtained at low temperatures of 145-148 ^o C, which is easily bleached with a lower consumption of bleaching reagents. The presence of a semi-soluble base of magnesium oxide in the cooking solution stabilizes the acidity of the cooking solution during the cooking process, as a result of which the hydrolytic effect of the cooking solution on the fibers is reduced and high cellulose strength is maintained. Preserving the yield and strength properties at a high level also contributes to the lowered (145-148 ^o C) compared with the prototype (152-156 ^o C) the cooking temperature.

Пример 1. Способ получения целлюлозы осуществляют следующим образом. Осиновую щепу в количестве 1000 т абс.сухой загружают в автоклав, снабженный циркуляционным устройством, и заливают сульфитным варочным раствором на смешанном магниево-натриевом основании при соотношении MgO:Na₂O 19:1, имеющим исходный pН 1,8 и содержащим всего SO₂ 5,О%. Варку проводят при температуре 145^oС в течение 2,5 ч. По окончании варки целлюлозу промывают и сортируют. Результаты варки и показатели полученной целлюлозы приведены в таблице.Example 1. The method of producing cellulose is as follows. Aspen wood chips in an amount of 1000 tons of abs. Dry are loaded into an autoclave equipped with a circulation device, and poured with a sulphite cooking solution on a mixed magnesium-sodium base with a ratio of MgO: Na ₂ O 19: 1, having an initial pH of 1.8 and containing only SO ₂ 5, O%. Cooking is carried out at a temperature of 145 ^o C for 2.5 hours. At the end of cooking, the pulp is washed and sorted. The cooking results and indicators of the resulting pulp are shown in the table.

Пример 2. Способ получения целлюлозы осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что используют сульфитный варочный раствор с соотношением MgO:Na₂O 1:19, концентрацией всего SO₂ 4,0% и pН 2,2. Варку проводят при температуре 148^oС в течение 3 ч.Example 2. The method of producing cellulose is carried out analogously to example 1, with the only difference that they use a sulfite cooking solution with a ratio of MgO: Na ₂ O 1:19, the concentration of total SO ₂ 4.0% and pH 2.2. Cooking is carried out at a temperature of 148 ^o C for 3 hours

Показатели качества целлюлозы приведены в таблице. Pulp quality indicators are given in the table.

Пример 3 (по прототипу). Способ получения целлюлозы осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что в качестве варочного раствора используют смесь сырой башенной сульфитной кислоты с содержанием Na₂O 1,45%, всего SO₂ 4,2% и водного раствора карбоната натрия концентрацией 110 г/л при их объемном соотношении 100:5. Варку проводят с раствором при концентрации всего SO₂ в растворе 3,8%, содержании связанного SO₂ 1,75, Na₂O 1,65%, имеющем pН 2,5 при температуре 152^oС. Продолжительность варки при максимальной температуре 2,5 ч.Example 3 (prototype). The method of producing cellulose is carried out analogously to example 1, with the only difference that a mixture of crude tower sulfite acid with a content of Na ₂ O of 1.45%, total SO _{2 of} 4.2% and an aqueous solution of sodium carbonate concentration of 110 g / l at their volume ratio of 100: 5. Cooking is carried out with the solution at a concentration of all SO ₂ in the solution of 3.8%, the content of bound SO _{2 of} 1.75, Na ₂ O of 1.65%, having a pH of 2.5 at a temperature of 152 ^o C. The duration of cooking at maximum temperature 2, 5 hours

Пример 4 (контрольный). Способ получения целлюлозы осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что используют сульфитный варочный раствор при соотношении МgО : Na₂О 24:1, pН 2,4, концентрации всего SO₂ 3,8%, температуре 150^oС в течение 3 ч. Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.Example 4 (control). The method of producing cellulose is carried out analogously to example 1, with the only difference being that a sulfite cooking solution is used at a ratio of MgO: Na ₂ O 24: 1, pH 2.4, a concentration of total SO ₂ 3.8%, a temperature of 150 ^o C for 3 h. Pulp quality indicators are given in the table.

Пример 5 (контрольный). Способ получения целлюлозы осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что используют сульфитный варочный раствор при соотношении МgО: Na₂О 1:24, концентрации всего SO₂ 5,2, pН 1,7, температуре 143^oС в течение 3 ч.Example 5 (control). The method of producing cellulose is carried out analogously to example 1, with the only difference being that a sulfite cooking solution is used with a MgO: Na ₂ O ratio of 1:24, a total SO ₂ concentration _of 5.2, a pH of 1.7, and a temperature of 143 ^o C for 3 hours .

Анализ таблицы показывает, что предлагаемый способ позволяет получить лиственную целлюлозу глубокой степени провара - число Каппа ниже на 7-13 единиц - при сохранении на высоком уровне выхода и показателей механической прочности, разрывная длина выше на 500 м, сопротивление излому - на 100 дв. перегибов. Analysis of the table shows that the proposed method allows to obtain hard penetration of deciduous cellulose - Kappa number lower by 7-13 units - while maintaining a high level of yield and indicators of mechanical strength, breaking length is higher by 500 m, fracture resistance by 100 dv. excesses.

Целлюлоза с числом Каппа 23-19, полученная по примерам 1, 2, легко подвергается процессу отбелки по сравнению с целлюлозой с числом Каппа 32, полученной по примеру 3. Кроме того, предлагаемый способ получения целлюлозы позволяет снизить себестоимость целлюлозы за счет использования более дешевого (в 5 раз) оксида магния вместо соды. Cellulose with a Kappa number 23-19, obtained in examples 1, 2, is easily subjected to a bleaching process compared to cellulose with a Kappa number 32 obtained in example 3. In addition, the proposed method for producing cellulose can reduce the cost of cellulose through the use of cheaper ( 5 times) magnesium oxide instead of soda.

Claims

A method of producing cellulose by cooking wood chips from hardwood in a sulphite cooking solution and subsequent washing, characterized in that as a sulphite cooking solution, a solution is used on a mixed magnesium sodium base with a ratio of magnesium oxide and sodium oxide from 19: 1 to 1:19, having a pH of 1.8-2.2, and a total SO ₂ content of 4.0-5.0%, and cooking is carried out at a temperature of 145-148 ^o C.