RU2142529C1 - Method of bleaching cellulose - Google Patents
Method of bleaching cellulose Download PDFInfo
- Publication number
- RU2142529C1 RU2142529C1 RU99110005A RU99110005A RU2142529C1 RU 2142529 C1 RU2142529 C1 RU 2142529C1 RU 99110005 A RU99110005 A RU 99110005A RU 99110005 A RU99110005 A RU 99110005A RU 2142529 C1 RU2142529 C1 RU 2142529C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- bleaching
- stage
- potassium permanganate
- pulp
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области целлюлозного производства и может быть использовано для получения беленой целлюлозы без применения хлорсодержащих реагентов, как молекулярного хлора, так и диоксида хлора (TCF- целлюлоза). The invention relates to the field of cellulose production and can be used to produce bleached pulp without the use of chlorine-containing reagents, both molecular chlorine and chlorine dioxide (TCF-cellulose).
Известен способ отбелки небеленой целлюлозы с применением перманганата калия, озона и диоксида хлора с использованием больших расходов окислителей, вызывающих значительную деструкцию целлюлозного волокна [Igt Pulp Bleach Conf., Vancouver., June 15,1994: Pousters. - Monreal, 1994, - c 141- 145.- Kojim Yasuo. Cjorine free bleaching og KR wich permanganatea] . A known method of bleaching unbleached pulp using potassium permanganate, ozone and chlorine dioxide using high costs of oxidizing agents, causing significant destruction of the cellulose fiber [Igt Pulp Bleach Conf., Vancouver., June 15,1994: Pousters. - Monreal, 1994, c 141-145 .- Kojim Yasuo. Cjorine free bleaching og KR wich permanganatea].
Известен способ отбелки, включающий предварительную обработку раствором перманганата калия в течение 30-90 мин, в кислой среде при pH 1,2-2,1 и при мольном отношении кислота : перманганат (50-100):1 с расходом KMnO4 0,1-4% от массы абсолютно сухой целлюлозы и последовательную обработку диоксидом хлора и пероксидом водорода (RU патент N 2129179, кл. D 21 C 9/16, опубликованный 20.04.1999).A known bleaching method, including pre-treatment with a solution of potassium permanganate for 30-90 minutes, in an acidic environment at a pH of 1.2-2.1 and at a molar ratio of acid: permanganate (50-100): 1 with a flow rate of KMnO 4 0.1 -4% by weight of absolutely dry cellulose and sequential treatment with chlorine dioxide and hydrogen peroxide (RU patent N 2129179, CL D 21 C 9/16, published on 04/20/1999).
Недостатком способа является высокий расход перманганата калия, следствием чего является снижение механических показателей целлюлозы. The disadvantage of this method is the high consumption of potassium permanganate, which results in a decrease in the mechanical properties of cellulose.
Известен способ отбелки небеленой целлюлозы, взятый в качестве наиболее близкого аналога, включающий предварительную обработку небеленой целлюлозы раствором перманганата калия в кислой среде при pH 1,2-2,1, при мольном отношении кислота : перманганат ( 12,5-100):1 и концентрации массы 2-7% (в качестве кислоты можно использовать серную кислоту, содержащуюся в кислотных реакторных остатках производства диоксида хлора), и с расходом KMnO4 не более 1% от массы абсолютно сухой целлюлозы, которую выдерживали в растворе при температуре 15-25oC до полного поглощения перманганата калия целлюлозной массой и подвергали четырехступенчатой отбелке по схеме: П-Д-П-Д, где П - обработка пероксидом водорода в щелочной среде с расходом последнего 1,5-2% от массы абсолютно сухой целлюлозы и с использованием стабилизатора при значении pH = 10-10.5, Д - диоксид хлора с расходом 1,1-1.3% от массы абсолютно сухой целлюлозы. После каждой ступени беленую массу отделяют от раствора и нейтрализуют (RU патент N 2128261, кл. D 21 C 9/16, опуб. 27.03.1999). Недостатком способа является использование хлорсодержащего реагента - диоксида хлора, производство которого связано с экологически небезопасным диоксидом серы, отходами, а также образованием хлорсодержащих органических соединений в процессе отбелки. Современными требованиями к отбелке предусматривается устранение из этого процесса каких-либо хлорсодержащих реагентов [Мюллер Л.Н. Тенденции в технологии отбелки// Целлюлоза, бумага, картон,- 1997 - N 3-4, - с.24 ].A known method of bleaching unbleached pulp, taken as the closest analogue, comprising pre-treating unbleached pulp with a solution of potassium permanganate in an acidic medium at a pH of 1.2-2.1, with a molar ratio of acid: permanganate (12.5-100): 1 and mass concentration of 2-7% (sulfuric acid contained in the acid reactor residues of chlorine dioxide production can be used as an acid), and with a consumption of KMnO 4 of not more than 1% by weight of absolutely dry cellulose, which was kept in solution at a temperature of 15-25 o C to full sweep potassium permanganate pulp and pulp was subjected to four-stage bleaching according to the scheme: P-D-P-D, where P is the treatment with hydrogen peroxide in an alkaline medium with a flow rate of the last 1.5-2% of the mass of absolutely dry cellulose and using a stabilizer at pH = 10-10.5, D - chlorine dioxide with a flow rate of 1.1-1.3% by weight of absolutely dry cellulose. After each step, the bleached mass is separated from the solution and neutralized (RU patent N 2128261, CL D 21 C 9/16, publ. 03/27/1999). The disadvantage of this method is the use of a chlorine-containing reagent - chlorine dioxide, the production of which is associated with environmentally unsafe sulfur dioxide, waste, as well as the formation of chlorine-containing organic compounds in the bleaching process. Modern requirements for bleaching provide for the elimination of any chlorine-containing reagents from this process [Muller L.N. Trends in bleaching technology // Pulp, paper, cardboard, - 1997 - N 3-4, - p.24].
Задачей настоящего изобретения является разработка TCF-технологии получения целлюлозы без использования хлорсодержащих реагентов. The present invention is the development of TCF-technology for the production of cellulose without the use of chlorine-containing reagents.
Результат достигается за счет использования чередования щелочной и кислотной обработки при заданных режимах, при этом на 1 стадии целлюлозу с концентрацией массы 10-20% обрабатывают H2O2; в щелочной среде (pH 9,5-10,5) при 70-100oC в течение 120-180 мин, при расходе H2O2 2% от массы абсолютно сухой целлюлозы, на II и IV стадиях целлюлозу с концентрацией массы 2-7% обрабатывают раствором KMnO4 в кислой среде с расходом KMnO4 0,01-0,8% при 18-25oC до полного поглощения реагентов KMnO4, III и V стадии проводят при условиях и расходах I стадии, учитывая исходную жесткость целлюлозы.The result is achieved through the use of alternating alkaline and acid treatment under specified conditions, while in
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что не требуется тщательная промывка целлюлозы после сульфатной варки от остаточной щелочности, поскольку на первой стадии используется отбельный реагент - пероксид водорода в щелочной среде. Проведение стабилизированной пероксидной отбелки сульфатной целлюлозы на первой стадии возможно, вследствие значительного снижения степени делигнификации целлюлозы, например, при расходе пероксида водорода 2% степень делигнификации составляет около 50%, причем избирательность этого реагента более выражена, по сравнению с кислородно-щелочной обработкой. The proposed method differs from the known one in that it does not require thorough washing of the pulp after sulfate cooking from residual alkalinity, since the first stage uses a bleaching reagent - hydrogen peroxide in an alkaline medium. Carrying out stabilized peroxide bleaching of sulfate cellulose in the first stage is possible due to a significant decrease in the degree of delignification of cellulose, for example, when the consumption of hydrogen peroxide is 2%, the degree of delignification is about 50%, and the selectivity of this reagent is more pronounced compared to oxygen-alkaline treatment.
Последующая обработка перманганатом калия проводится в условиях, указанных в [Способ отбелки целлюлозы/ Федорова Э.И., Смолева Л.Л., Демин В.А., Кулькова Е.В.; RU патент N 2123261, кл. D 21 C 9/16, оп. 27/03/1999], после чего целлюлоза снова подвергается обработке пероксидом водорода в условиях идентичных первой стадии отбелки. При этом для снижения расхода пероксида водорода можно применять окислительное щелочение (ЩОП). Subsequent treatment with potassium permanganate is carried out under the conditions specified in [Method for pulp bleaching / Fedorova E.I., Smoleva L.L., Demin V.A., Kulkova E.V .; RU patent N 2123261, class D 21 C 9/16, op. 27/03/1999], after which the cellulose is again subjected to treatment with hydrogen peroxide under conditions identical to the first stage of bleaching. At the same time, to reduce the consumption of hydrogen peroxide, oxidative alkali (ASC) can be used.
Расход перманганата калия на следующей стадии отбелки зависит от жесткости целлюлозы и составляет 0,01-0,2%, после чего заключительная отбелка снова проводится пероксидом водорода в том же режиме. Таким образом, схема отбелки включает последовательную обработку целлюлозы пероксидом водорода и перманганатную обработку в кислой среде по схеме: П-Пм-П-Пм-П, где Пм - перманганат в кислой среде. Рассмотренная схема предусматривает замену перманганата калия на другие кислородсодержащие реагенты, например озон, что расширяет возможности TCF-технологии. The consumption of potassium permanganate in the next stage of bleaching depends on the hardness of the cellulose and amounts to 0.01-0.2%, after which the final bleaching is again carried out with hydrogen peroxide in the same mode. Thus, the bleaching scheme includes sequential treatment of cellulose with hydrogen peroxide and permanganate treatment in an acidic medium according to the scheme: P-Pm-P-Pm-P, where Pm is permanganate in an acidic medium. The considered scheme provides for the replacement of potassium permanganate with other oxygen-containing reagents, such as ozone, which expands the possibilities of TCF technology.
В этом состоит технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения. This is the technical result, which is in a causal relationship with the essential features of the invention.
Существенные признаки изобретения:
способ отбелки целлюлозы, включающий обработку целлюлозы с концентрацией массы 10-20% пероксидом водорода в щелочной среде (pH= 9,5-10,5) в присутствии стабилизатора (силиката натрия) и при выдерживании целлюлозной суспензии при 70-100oC в течение 120-180 мин (расход пероксида водорода составляет 2,0%, силиката натрия 2,0-3%, а едкого натра - 1,3-1,5%), отделение массы от раствора, ее нейтрализацию и последующую обработку целлюлозы раствором перманганата калия в кислой среде с расходом перманганата 0,01- 0,8% от массы абсолютно сухой целлюлозы при мольном отношении кислота : перманганат калия (25-100):1, при t=18-25oC до его полного поглощения, при концентрации массы 2-7%, отделение и промывку массы снова пероксидом водорода при условиях и расходах, рассмотренных выше, а затем перманганатную обработку уже проводят при небольших расходах этого реагента 0,01-0,2% (pH 1,2-2,1) до полного его поглощения при комнатной температуре, заключительная отбелка проводится аналогично 1-ой и 3-ей стадиям, расход пероксида водорода на этой стадии зависит от жесткости целлюлозы, 1-2% от массы абсолютно сухой целлюлозы. Отбеленную массу отделяют и тщательно промывают.The essential features of the invention:
a method of bleaching cellulose, comprising treating cellulose with a mass concentration of 10-20% hydrogen peroxide in an alkaline medium (pH = 9.5-10.5) in the presence of a stabilizer (sodium silicate) and while maintaining the cellulose suspension at 70-100 o C for 120-180 min (consumption of hydrogen peroxide is 2.0%, sodium silicate 2.0-3%, and caustic soda - 1.3-1.5%), separation of the mass from the solution, its neutralization and subsequent processing of cellulose with a solution of permanganate potassium in an acidic environment with a permanganate flow rate of 0.01- 0.8% by weight of absolutely dry cellulose at a molar ratio acid: potassium permanganate (25-100): 1, at t = 18-25 o C until it is completely absorbed, at a mass concentration of 2-7%, separation and washing of the mass again with hydrogen peroxide under the conditions and costs discussed above, and then permanganate treatment is already carried out at low costs of this reagent 0.01-0.2% (pH 1.2-2.1) until it is completely absorbed at room temperature, final bleaching is carried out similarly to the 1st and 3rd stages, peroxide consumption hydrogen at this stage depends on the rigidity of the cellulose, 1-2% by weight of absolutely dry cellulose. The bleached mass is separated and washed thoroughly.
Пример 1 (по прототипу). Example 1 (prototype).
Небеленую целлюлозу из лиственных пород древесины жесткостью 95 перманганатных единиц, вязкостью 28 сПз подвергают предварительной обработке перманганатом калия в сернокислой среде с расходом 0,8% от массы абсолютно сухой целлюлозы (мольном отношении серная кислота/перманганат калия 100:1), концентрации суспензии 5%, при комнатной температуре в течение 45 минут (pH= 1.4). Затем целлюлозу тщательно промывают и последовательно подвергают обработке пероксидом водорода и диоксидом хлора при условиях : концентрация масс 7 и 10%, температуре 70 и 80oC, продолжительности 120 и 180 минут соответственно. Отбелка осуществлялась в четыре ступени, при следующих расходах: 2-ая стадия - 1,5% H2O2, 1% NaOH, 3,5% Na2SiO3, 4-ой - 0,5% H2О2, 0,8% NaOH, 2% Na2SiO3, на 3-ей и 5-ой 0,6 и 0,7% ClO2 соответственно. После каждой ступени целлюлозу промывают, после последней - высушивают.Unbleached pulp from hardwood with a hardness of 95 permanganate units, a viscosity of 28 cps is subjected to pretreatment with potassium permanganate in a sulfuric acid medium at a rate of 0.8% by weight of absolutely dry cellulose (molar ratio sulfuric acid / potassium permanganate 100: 1),
Белизна целлюлозы составляет 85,1%, вязкость 8 сПз, выход 93%. The cellulose whiteness is 85.1%, the viscosity is 8 cPs, and the yield is 93%.
Пример 2. Example 2
Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 83 перманганатных единицы, вязкостью 11 сПз подвергают пероксидной обработке при концентрации массы 10%, температуре 80oC в течение 120 мин, с расходами 2% H2O2 от массы абсолютно сухой целлюлозы, 1,3% NaOH, 2% Na2SiO3, pH = 10,8. На второй стадии проводят перманганатную обработку с расходом KMnO4 0,4%, мольном соотношении перманганат калия/серная кислота 1:100, при концентрации массы 2,5%, pH = 1,1. После промывки целлюлозу подвергают пероксидной обработке в условиях, идентичных первой стадии отбелки, а затем, тщательно промыв целлюлозную массу, ее обрабатывают перманганатом калия при расходе 0,2% в условиях, аналогичных второй стадии. После промывки целлюлозу вновь обрабатывают пероксидом водорода при условиях, идентичных для стадий пероксидной отбелки (первой и третьей), промывают и высушивают.Unbleached hardwood pulp with a hardness of 83 permanganate units, a viscosity of 11 cPs is subjected to peroxide treatment at a mass concentration of 10%, a temperature of 80 o C for 120 min, with a flow rate of 2% H 2 O 2 from the mass of absolutely dry cellulose, 1.3% NaOH , 2% Na 2 SiO 3 , pH = 10.8. In the second stage, permanganate treatment is carried out with a consumption of KMnO 4 of 0.4%, a molar ratio of potassium permanganate / sulfuric acid 1: 100, with a mass concentration of 2.5%, pH = 1.1. After washing, the cellulose is subjected to peroxide treatment under conditions identical to the first stage of bleaching, and then, thoroughly washing the pulp, it is treated with potassium permanganate at a rate of 0.2% under conditions similar to the second stage. After washing, the cellulose is again treated with hydrogen peroxide under conditions identical to the peroxide bleaching stages (first and third), washed and dried.
Белизна 83,5%, выход 96,0%, вязкость 8.1 сПз. Whiteness 83.5%, yield 96.0%, viscosity 8.1 cps.
Пример 3. Example 3
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 2, с расходом перманганата калия на второй стадии 0.8%. Другие условия также аналогичны примеру 2. Unbleached cellulose is treated according to example 2, with a consumption of potassium permanganate in the second stage of 0.8%. Other conditions are also similar to example 2.
Белизна целлюлозы 85%, вязкость 8,0 сПз, выход 92,0%.
Пример 4. Example 4
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 2, при расходе перманганата калия на второй 0,4% и 0,1% на четвертой стадии соответственно при мольном отношении перманганат калия/серная кислота 1:50 (pH= 1,45). Другие условия аналогичны примеру 2. Unbleached cellulose is treated according to example 2, with a potassium permanganate consumption of 0.4% and 0.1% in the fourth stage, respectively, with a molar ratio of potassium permanganate / sulfuric acid 1:50 (pH = 1.45). Other conditions are similar to example 2.
Белизна 76,8%, вязкость 9.6 сПз, выход 95%. Whiteness 76.8%, viscosity 9.6 cps, 95% yield.
Пример 5. Example 5
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 2, при расходе перманганата калия на второй 0,4% и 0.2% на четвертой стадиях соответственно при мольном отношении перманганат калия/серная кислота 1:50. Другие условия аналогичны примеру 2. Unbleached cellulose is treated according to example 2, at a potassium permanganate consumption of 0.4% and 0.2% in the fourth stage, respectively, with a molar ratio of potassium permanganate / sulfuric acid 1:50. Other conditions are similar to example 2.
Белизна 81,4, вязкость 9,3 сПз, выход 95%
Пример 6.Whiteness 81.4, viscosity 9.3 cps, yield 95%
Example 6
Небеленую целлюлозу жесткостью 83 перманганатных единиц обрабатывали перманганатом калия при концентрации массы 2,5% в сернокислом растворе при мольном отношении перманганат калия/серная кислота 1:100 (pH = 1,55) при расходе 0,1% от массы абсолютно сухой целлюлозы, комнатной температуре до полного поглощения перманганата калия. На второй и четвертой стадиях проводили пероксидную обработку при идентичных примеру 2 условиях (общий расход H2O2 4%). На третьей и пятой стадиях целлюлозу обрабатывали перманганатом калия при тех же условиях, что и на первой стадии, при расходах 0,2 и 0,01% соответственно.Unbleached pulp with a hardness of 83 permanganate units was treated with potassium permanganate at a mass concentration of 2.5% in a sulfuric acid solution at a molar ratio of potassium permanganate / sulfuric acid 1: 100 (pH = 1.55) at a flow rate of 0.1% by weight of absolutely dry cellulose, room temperature until complete absorption of potassium permanganate. In the second and fourth stages, peroxide treatment was carried out under identical conditions as in Example 2 (total consumption of H 2 O 2 4%). In the third and fifth stages, the cellulose was treated with potassium permanganate under the same conditions as in the first stage, at a flow rate of 0.2 and 0.01%, respectively.
Белизна 72-3%, вязкость 7,54 сПз, выход 92%. Whiteness 72-3%, viscosity 7.54 cps, yield 92%.
Пример 7,
Небеленую целлюлозу жесткостью 83 перманганатных единиц обрабатывали по примеру 6 с использованием 0,4% перманганата калия при прочих идентичных условиях.Example 7
Unbleached pulp with a hardness of 83 permanganate units was processed according to example 6 using 0.4% potassium permanganate under other identical conditions.
Белизна 77,2%, вязкость 7,4 сПз, выход 90%. Whiteness 77.2%, viscosity 7.4 cps, yield 90%.
Пример 8,
Небеленую целлюлозу жесткостью 83 перманганатных единиц обрабатывали по примеру 6 с использованием 0,8% перманганата калия при прочих идентичных условиях.Example 8
Unbleached pulp with a stiffness of 83 permanganate units was processed according to Example 6 using 0.8% potassium permanganate under otherwise identical conditions.
Белизна 77,7%, вязкость 7,1 сПз, выход 90%. Whiteness 77.7%, viscosity 7.1 cPs, yield 90%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110005A RU2142529C1 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Method of bleaching cellulose |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110005A RU2142529C1 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Method of bleaching cellulose |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2142529C1 true RU2142529C1 (en) | 1999-12-10 |
Family
ID=20219754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99110005A RU2142529C1 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Method of bleaching cellulose |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2142529C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634586C1 (en) * | 2016-08-01 | 2017-10-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of bleaching hardwood sulphate cellulose |
-
1999
- 1999-05-17 RU RU99110005A patent/RU2142529C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634586C1 (en) * | 2016-08-01 | 2017-10-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of bleaching hardwood sulphate cellulose |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU97107353A (en) | METHOD FOR REMOVING HEXENURONIC ACID GROUPS FROM CELLULOSE BY HEAT TREATMENT | |
SE439508B (en) | SET FOR BLACKING OF WATER SLIPED OXYGEN-SIGNIFIED, CELLULOSA-SUBSTANCES | |
JPH02293486A (en) | Pulp bleaching | |
RU2445413C1 (en) | Method of producing paper pulp | |
JPH02221482A (en) | Bleaching of pulp | |
US4812206A (en) | Process for bleaching lignocellulosic matter | |
JP2008013859A (en) | Method for bleaching non-wood pulp without chlorine | |
RU2142529C1 (en) | Method of bleaching cellulose | |
JP6401252B2 (en) | Process for treating chemical pulp by treatment with ozone in the presence of magnesium ions | |
FI96522B (en) | Process for the preparation of bleached chemical thermomechanical masses | |
RU2479683C2 (en) | Method and systems for bleaching of lignocellulosic mass after cooking with soda and anthraquinone | |
JP2020514564A (en) | Methods for bleaching paper pulp | |
JP3325324B2 (en) | Method for delignification of crude cellulose | |
RU2128261C1 (en) | Method of cellulose bleaching | |
JPH0217678B2 (en) | ||
US5609762A (en) | Cellulose membranes comprising cotton fibers and method of manufacturing them | |
RU2164572C1 (en) | Sulfate cellulose bleaching process | |
JP2001192991A (en) | Method of bleaching alkali pulp | |
RU2205257C1 (en) | Sulfate cellulose bleaching process | |
SE9601709L (en) | Treatment of filtrate in peroxide bleaching of pulp | |
RU2072014C1 (en) | Method for bleaching lignocellulose-containing wood pulp | |
RU2637015C1 (en) | Method of producing purified cellulose from lumber fibre | |
RU2243304C1 (en) | Process of chlorine-free bleaching of sulfate cellulose | |
SU1201383A1 (en) | Method of bleaching pulp for chemical processing | |
RU2046869C1 (en) | Method of bleached cellulose production |