RU2164572C1 - Sulfate cellulose bleaching process - Google Patents

Sulfate cellulose bleaching process Download PDF

Info

Publication number
RU2164572C1
RU2164572C1 RU2000106374A RU2000106374A RU2164572C1 RU 2164572 C1 RU2164572 C1 RU 2164572C1 RU 2000106374 A RU2000106374 A RU 2000106374A RU 2000106374 A RU2000106374 A RU 2000106374A RU 2164572 C1 RU2164572 C1 RU 2164572C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cellulose
hydrogen peroxide
stage
pulp
treated
Prior art date
Application number
RU2000106374A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Э.И. Федорова
Л.Л. Смолева
А.В. Захарова
Н.К. Политова
Original Assignee
Сыктывкарский лесной институт Санкт-Петербургской лесотехнической академии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сыктывкарский лесной институт Санкт-Петербургской лесотехнической академии filed Critical Сыктывкарский лесной институт Санкт-Петербургской лесотехнической академии
Priority to RU2000106374A priority Critical patent/RU2164572C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2164572C1 publication Critical patent/RU2164572C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: paper-and-pulp industry. SUBSTANCE: cellulose characterized by 84.3 permanganate units is subjected to alternate treatment with hydrogen peroxide in alkali medium and with chlorine dioxide. In the first stage, 10-20% cellulose is treated with hydrogen peroxide (pH 9.0-10.9) at 75-85 C for 60 min with hydrogen peroxide uptake 2% on the weight of absolutely dry cellulose. In the 3rd and 5th stages, cellulose in the same concentration is treated for 120 min at 70-100 C with hydrogen peroxide uptake 0.5 and 1.0%, respectively. The 2nd and 4th stages are carried out at 70 C with chlorine dioxide uptake 0.7-1.0 and 0.3%, respectively, depending on initial hardness of cellulose. Cellulose product is characterized by 86-88% whiteness, which depends on initial hardness of cellulose. EFFECT: enhanced bleaching efficiency. 1 tbl, 10 ex

Description

Изобретение относится к области целлюлозного производства и может быть использовано для получения беленой целлюлозы без применения молекулярного хлора (ECF-целлюлоза). The invention relates to the field of pulp production and can be used to produce bleached pulp without the use of molecular chlorine (ECF-cellulose).

Известен способ отбелки небеленой целлюлозы, включающий обработку небеленой целлюлозы жесткостью 83 перманганатных единиц путем чередования щелочной и кислой обработки при заданных режимах, при этом на I 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 с расходом 0,01-0,8% при 18-25oC до полного поглощения реагентов, III и V стадии проводят при условиях и расходах I стадии, учитывая исходную жесткость целлюлозы (RU патент N 2142529, C1, 27.03.99).A known method of bleaching unbleached pulp, comprising treating unbleached pulp with a hardness of 83 permanganate units by alternating alkaline and acid treatment under predetermined conditions, is carried out. In stage I, pulp with a concentration of 10-20% is treated with H 2 O 2 in an alkaline medium (pH 9.5 -10.5) at 70-100 o C for 120-180 min at a flow rate of H 2 O 2 2% by weight of absolutely dry cellulose, at stages II and IV, cellulose with a mass concentration of 2-7% is treated with a solution of KMnO 4 with a flow 0.01-0.8% at 18-25 o C until complete absorption of the reagents, stage III and V is carried out under conditions and costs of stage I, given the initial hardness of cellulose (RU patent N 2142529, C1, 03/27/99).

Задачей настоящего исследования является разработка способа получения целлюлозы, при котором наиболее эффективно используется пероксид водорода на каждой стадии и увеличивается белизна целлюлозы на выходе. The objective of this study is to develop a method for producing cellulose, in which hydrogen peroxide is used most effectively at each stage and the whiteness of the pulp increases at the outlet.

Результат достигается путем установления оптимальной продолжительности воздействия H2O2 на остаточный лигнин, поскольку для стабилизированной пероксидной отбелки (П) возможны равновесные процессы между хромофорами и их лейкоформами, что приводит к снижению белизны целлюлозы, его расхода на каждой стадии отбелки, учитывая структурные изменения остаточного лигнина после обработки отбельными реагентами различной природы.The result is achieved by establishing the optimal duration of exposure to H 2 O 2 on residual lignin, since for stabilized peroxide bleaching (P) equilibrium processes between chromophores and their leukoforms are possible, which leads to a decrease in the brightness of cellulose, its consumption at each stage of bleaching, taking into account structural changes in the residual lignin after treatment with bleaching reagents of various nature.

Предлагаемый способ включает обработку целлюлозы пероксидом водорода в присутствии стабилизатора на I стадии в течение 60 мин при температуре 75-85oC (повышение температуры на этой стадии не дает положительного эффекта), при продолжительности обработки пероксидом водорода на III и V стадиях отбелки 120 мин, температуре 70-100oC и расходах H2O2, при которых белизна целлюлозы на этих стадиях отбелки максимальна (0,5 и 1% соответственно), на II и IV стадиях отбелки целлюлозу обрабатывают диоксидом хлора при концентрации массы 2-10% в течение 90-120 мин при 70oC, при его суммарном расходе 1-1,3% от массы абсолютно сухой целлюлозы. При суммарном расходе H2O2 2,5% от массы абсолютно сухой целлюлозы (при четырехступенчатой отбелке П-Д-П-Д) белизна целлюлозы составляет 84-86%, при суммарном расходе - 3,5% (отбелка в пять стадий П-Д-П-Д-П) белизна достигает 86-88 %, при расходе диоксида хлора 1,0 и 1,3% от массы абсолютно сухой целлюлозы соответственно. Снижением жесткости исходной целлюлозы можно увеличить белизну целлюлозы до 90%. При этом, если при пероксидной отбелке отсутствует стабилизатор на I и III стадиях пероксидной отбелки, то белизна целлюлозы составляет лишь 76- 80% (в зависимости от расхода диоксида хлора) и 84-85% при отбелке в четыре и пять ступеней соответственно.The proposed method involves the treatment of cellulose with hydrogen peroxide in the presence of a stabilizer in stage I for 60 minutes at a temperature of 75-85 o C (temperature increase at this stage does not give a positive effect), with a duration of treatment with hydrogen peroxide in stages III and V of bleaching 120 minutes, a temperature of 70-100 o C and costs of H 2 O 2 at which the pulp whiteness at these stages of bleaching is maximum (0.5 and 1%, respectively), at stages II and IV of bleaching, the pulp is treated with chlorine dioxide at a mass concentration of 2-10% in for 90-120 min at 70 o C, with its total consumption of 1-1.3% by weight of absolutely dry cellulose. With a total consumption of H 2 O 2 of 2.5% by weight of absolutely dry cellulose (with four-stage bleaching P-D-P-D), the whiteness of cellulose is 84-86%, with a total consumption of 3.5% (bleaching in five stages P -D-P-D-P) whiteness reaches 86-88%, with a consumption of chlorine dioxide of 1.0 and 1.3% by weight of absolutely dry cellulose, respectively. Reducing the stiffness of the original pulp can increase the whiteness of the pulp up to 90%. At the same time, if there is no stabilizer during peroxide bleaching at stages I and III of peroxide bleaching, then the whiteness of cellulose is only 76-80% (depending on the consumption of chlorine dioxide) and 84-85% when bleaching in four and five steps, respectively.

Таким образом, предлагаемый способ отбелки учитывает, что параметры пероксидной отбелки не могут быть однозначными на различных ее стадиях, вследствие различных структурных изменений, происходящих в лигнине. Thus, the proposed bleaching method takes into account that the parameters of peroxide bleaching cannot be unambiguous at its various stages, due to various structural changes occurring in lignin.

Технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения, состоит в увеличении белизны целлюлозы на выходе на 3-5% в зависимости от жесткости целлюлозы. The technical result, which is in causal connection with the essential features of the invention, is to increase the brightness of the pulp at the output by 3-5%, depending on the rigidity of the pulp.

Существенные признаки изобретения: способ отбелки целлюлозы, включающий обработку целлюлозы с концентрацией массы 10-20% пероксидом водорода в щелочной среде (pH 9,0-10,9) в присутствии стабилизатора (силиката натрия) и при выдерживании целлюлозной суспензии при 80oC в течение 60 мин (расход пероксида водорода составляет 2,0%, силиката натрия 2,0-2,5%, а расход едкого натра - 1,2-1,3%), отделение массы от раствора, ее нейтрализацию и последующую обработку целлюлозы диоксидом хлора с расходом 0,7-1,1% от массы абсолютно сухой целлюлозы (при 70oC, концентрации массы 5-7%, времени обработки 90-120 мин), отделение и промывку массы и снова обработку пероксидом водорода при температуре 80-90oC в течение 120 мин. (расход H2O2 0,5%) и диоксидом хлора при тех же условиях (расход 0,2-0,3%), пятая ступень добелки пероксидом водорода проводится при температуре 80-100oC, концентрации массы и продолжительности, что и для III стадии, при расходе H2O2 0,5-1,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы. Отбеленную массу отделяют и тщательно промывают.Salient 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 9.0-10.9) in the presence of a stabilizer (sodium silicate) and maintaining the cellulosic suspension at 80 o C within 60 minutes (the consumption of hydrogen peroxide is 2.0%, sodium silicate 2.0-2.5%, and the consumption of caustic soda - 1.2-1.3%), the separation of the mass from the solution, its neutralization and subsequent processing of cellulose chlorine dioxide with a flow rate of 0.7-1.1% by weight of absolutely dry cellulose (at 70 o C, mass concentration 5-7%, processing time 90-120 min), separation and washing of the mass and again treatment with hydrogen peroxide at a temperature of 80-90 o C for 120 minutes (consumption of H 2 O 2 0.5%) and chlorine dioxide under the same conditions (consumption of 0.2-0.3%), the fifth stage of completion with hydrogen peroxide is carried out at a temperature of 80-100 o C, mass concentration and duration, which and for stage III, at a flow rate of H 2 O 2 of 0.5-1.0% by weight of absolutely dry cellulose. The bleached mass is separated and washed thoroughly.

Пример 1
Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 84,3 перманганатных единиц, вязкостью 30 сПз подвергают пероксидной обработке, включающей обработку целлюлозы с концентрацией массы 10 % пероксидом водорода в щелочной среде (pH 10,9) с расходом H2O2 2% в присутствии стабилизатора силиката натрия (2,5%) и едким натром, расход которого составляет 1,3%, при выдерживании целлюлозной суспензии при 80oC в течение 60 мин. Затем целлюлозу тщательно промывают и подвергают обработке диоксидом хлора при концентрации массы 7%, температуре 70oC, в течение 120 мин и расходе ClO2, равном 1,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы (pH 3,5), после чего повторяют обработку пероксидом водорода при той же концентрации массы и температуре, что и для первой ступени, с расходом H2O2, равном 0,5% (расход NaOH составляет 1%, расход Na2SiO3 - 2,5%, pH 10,6), в течение 120 мин и диоксидом хлора при тех же условиях, что и для второй стадии, с расходом ClO2, равном 0,3% от массы абсолютно сухой целлюлозы (pH 5,4). После промывки целлюлозу высушивают.
Example 1
Unbleached hardwood pulp with a hardness of 84.3 permanganate units and a viscosity of 30 cPs is subjected to peroxidation, including treatment of cellulose with a mass concentration of 10% hydrogen peroxide in an alkaline medium (pH 10.9) with a consumption of H 2 O 2 2% in the presence of a silicate stabilizer sodium (2.5%) and caustic soda, the consumption of which is 1.3%, while maintaining the cellulose suspension at 80 o C for 60 minutes Then the pulp is thoroughly washed and subjected to treatment with chlorine dioxide at a mass concentration of 7%, a temperature of 70 o C, for 120 min and a flow rate of ClO 2 equal to 1.0% by weight of absolutely dry cellulose (pH 3.5), after which the treatment is repeated hydrogen peroxide at the same mass concentration and temperature as for the first stage, with a H 2 O 2 flow rate of 0.5% (NaOH consumption is 1%, Na 2 SiO 3 consumption is 2.5%, pH 10.6 ), for 120 min and chlorine dioxide under the same conditions as for the second stage, with a consumption of ClO 2 equal to 0.3% by weight of absolutely dry cellulose (pH 5.4). After washing, the cellulose is dried.

Белизна целлюлозы 86%, вязкость 26,4 сПз, выход 98,2% (табл. 1, п. 1). Cellulose whiteness 86%, viscosity 26.4 cps, yield 98.2% (table. 1, p. 1).

Пример 2
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 1 с расходом диоксида хлора на второй ступени отбелки, равном 0,7%.
Example 2
Unbleached cellulose is treated according to example 1 with a consumption of chlorine dioxide in the second stage of bleaching equal to 0.7%.

Белизна целлюлозы 84,0%, вязкость 26,0 сПз, выход 98,6% (табл. 1, п. 2). The cellulose whiteness was 84.0%, the viscosity was 26.0 cPs, and the yield was 98.6% (Table 1, p. 2).

Пример 3
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 1, включив пятую стадию пероксидной отбелки при той же концентрации массы, что и в примере 1, при температуре 80oC в течение 120 мин и расходе H2O2 1,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы (pH 0,9). После промывки целлюлозу высушивают.
Example 3
Unbleached pulp is treated according to example 1, including the fifth stage of peroxide bleaching at the same mass concentration as in example 1, at a temperature of 80 o C for 120 min and a flow rate of H 2 O 2 of 1.0% by weight of absolutely dry cellulose (pH 0.9). After washing, the cellulose is dried.

Белизна целлюлозы 88,0%, вязкость 16,4 сПз, выход 96,5% (табл. 1, п. 3). Cellulose whiteness 88.0%, viscosity 16.4 cps, yield 96.5% (table. 1, p. 3).

Пример 4
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 3 при расходе ClO2 на второй ступени отбелки 0,7%. После промывки целлюлозу высушивают.
Example 4
Unbleached pulp is treated according to example 3 at a flow rate of ClO 2 in the second stage of bleaching of 0.7%. After washing, the cellulose is dried.

Белизна целлюлозы 86,0%, вязкость 19,1 сПз, выход 97,5% (табл. 1, п. 4). Cellulose whiteness 86.0%, viscosity 19.1 cps, yield 97.5% (table 1, p. 4).

Пример 5
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 3 без использования стабилизатора пероксидной отбелки (силикат натрия) при прочих равных условиях отбелки. После промывки целлюлозу высушивают.
Example 5
Unbleached pulp is treated according to example 3 without the use of a peroxide bleaching stabilizer (sodium silicate), ceteris paribus bleaching. After washing, the cellulose is dried.

Белизна целлюлозы 85,0%, вязкость 17 сПз, выход 95,3% (табл. 1, п. 5). Cellulose whiteness is 85.0%, viscosity 17 cps, yield 95.3% (Table 1, p. 5).

Пример 6
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 4 без использования стабилизатора пероксидной отбелки (силикат натрия) при прочих равных условиях отбелки. После промывки целлюлозу высушивают.
Example 6
Unbleached pulp is treated according to example 4 without the use of a peroxide bleaching stabilizer (sodium silicate), ceteris paribus bleaching. After washing, the cellulose is dried.

Белизна целлюлозы 84,3%, вязкость 19,8 сПз, выход 97,7% (табл. 1, п. 6). The cellulose whiteness is 84.3%, the viscosity is 19.8 cps, the yield is 97.7% (Table 1, p. 6).

Пример 7
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 4, изменив продолжительность обработки пероксидом водорода (I ступень - 180, II и III ступени - 120 мин). После промывки целлюлозу высушивают.
Example 7
Unbleached cellulose is treated according to example 4, changing the duration of treatment with hydrogen peroxide (I stage - 180, II and III stage - 120 minutes). After washing, the cellulose is dried.

Белизна целлюлозы 83,0%, вязкость 24 сПз, выход 98,0% (табл. 1, п. 7). Cellulose whiteness is 83.0%, viscosity is 24 cps, yield is 98.0% (Table 1, p. 7).

Пример 8
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 6, изменив продолжительность обработки пероксидом водорода (I ступень - 180, II и III ступени - 120 мин). После промывки целлюлозу высушивают.
Example 8
Unbleached cellulose is treated according to example 6, changing the duration of treatment with hydrogen peroxide (I stage - 180, II and III stage - 120 minutes). After washing, the cellulose is dried.

Белизна целлюлозы 80%, вязкость 22,5 сПз, выход 98,4% (табл. 1, п. 8). Cellulose whiteness is 80%, viscosity is 22.5 cps, yield is 98.4% (Table 1, p. 8).

Пример 9
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 1 при температуре на первой стадии пероксидной отбелки 90oC. После промывки целлюлозу высушивают.
Example 9
The unbleached pulp is treated in accordance with Example 1 at a temperature in the first stage of peroxide bleaching of 90 ° C. After washing, the pulp is dried.

Белизна целлюлозы 86%, вязкость 20,2 сПз, выход 98,4% (табл. 1, п. 9). Cellulose whiteness 86%, viscosity 20.2 cps, yield 98.4% (Table 1, p. 9).

Пример 10
Небеленую целлюлозу обрабатывают по примеру 4 без использования на пятой стадии пероксидной отбелки ступени силиката натрия. После промывки целлюлозу высушивают.
Example 10
Unbleached pulp is treated according to example 4 without the use of a sodium silicate step in the fifth stage of peroxide bleaching. After washing, the cellulose is dried.

Белизна целлюлозы 86 %, вязкость 20 сПз, выход 97% (табл. 1, п. 10). Cellulose whiteness 86%, viscosity 20 cps, yield 97% (Table 1, p. 10).

Использованная литература
1. Федорова Э.И., Смолева Л.Л., Шубаков А.А., Ячменева С.А., Миленин Д. О. Патент на изобретение N 2142529 от 17.05.99.
References
1. Fedorova E.I., Smoleva L.L., Shubakov A.A., Yachmeneva S.A., Milenin D.O. Patent for invention No. 2142529 of 05.17.99.

Claims (1)

Способ отбелки целлюлозы, включающий пятистадийную обработку небеленой целлюлозы путем чередования щелочной и кислотной обработок, при этом на первой стадии целлюлозу с концентрацией массы 10 - 20% обрабатывают пероксидом водорода при расходе 2% от массы абсолютно сухой целлюлозы в щелочной среде и температуре 75 - 85oC в течение заданного времени, а на третьей и пятой стадиях целлюлозу обрабатывают пероксидом водорода при той же концентрации массы в течение 120 мин и температуре 70 - 100oC, отличающийся тем, что на второй и четвертой стадиях целлюлозу обрабатывают при температуре 70oC диоксидом хлора с расходом 0,7 - 1,0% и 0,3% соответственно в зависимости от исходной жесткости целлюлозы, на первой стадии обработку пероксидом водорода ведут при рН 9,0 - 10,9 в течение 60 мин, а на третьей и пятой стадиях с расходом пероксида водорода 0,5% и 1,0% соответственно.A method of bleaching pulp, including a five-stage treatment of unbleached pulp by alternating alkaline and acid treatments, in the first stage, the pulp with a concentration of 10-20% is treated with hydrogen peroxide at a rate of 2% by weight of absolutely dry cellulose in an alkaline medium and a temperature of 75 - 85 o C for a predetermined time, and in the third and fifth stages, the cellulose is treated with hydrogen peroxide at the same mass concentration for 120 minutes and a temperature of 70 - 100 o C, characterized in that in the second and fourth stages of cellulose the vine is treated at a temperature of 70 o C with chlorine dioxide with a flow rate of 0.7 - 1.0% and 0.3%, respectively, depending on the initial hardness of the pulp, in the first stage, hydrogen peroxide is treated at pH 9.0 - 10.9 for 60 minutes, and in the third and fifth stages with a consumption of hydrogen peroxide of 0.5% and 1.0%, respectively.
RU2000106374A 2000-03-14 2000-03-14 Sulfate cellulose bleaching process RU2164572C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000106374A RU2164572C1 (en) 2000-03-14 2000-03-14 Sulfate cellulose bleaching process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000106374A RU2164572C1 (en) 2000-03-14 2000-03-14 Sulfate cellulose bleaching process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2164572C1 true RU2164572C1 (en) 2001-03-27

Family

ID=20231873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000106374A RU2164572C1 (en) 2000-03-14 2000-03-14 Sulfate cellulose bleaching process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2164572C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2071519C1 (en) Method of delignification and bleaching of cellulose
JP2864167B2 (en) Delignification method of pulp containing lignocellulose.
RU2003137203A (en) METHOD FOR MAKING WHITE CELLULOSE WITH VERY LOW COD
CN110894696A (en) Method for bleaching bamboo pulp
RU2439232C2 (en) Method of bleaching paper pulp by final ozone treatment at high temperature
RU2164572C1 (en) Sulfate cellulose bleaching process
NZ237098A (en) Process for producing dissolving pulp (high alpha-cellulose pulp)
JPH04228691A (en) Bleaching method of high yield paper pulp using hydrogen peroxide
CN1312354C (en) Process for bleaching lignocellulose-containing non-wood pulp
JPH04214491A (en) Manufacture of bleached high yield pulp
RU2205257C1 (en) Sulfate cellulose bleaching process
CN100494522C (en) Ramee degumming process
JP2008308812A (en) Processes and systems for bleaching lignocellulose pulps following cooking with soda and anthraquinone
CN113430855A (en) Preparation method and application of broadleaf wood dissolving pulp
RU2266992C1 (en) Method for pulp whitening
RU2142529C1 (en) Method of bleaching cellulose
RU2128261C1 (en) Method of cellulose bleaching
JP2011001636A (en) Method for producing bleached pulp
US2202334A (en) Treatment of textiles
RU2072014C1 (en) Method for bleaching lignocellulose-containing wood pulp
RU2164571C1 (en) Method for production of magnesium-based bleached sulfite cellulose
SU1449605A1 (en) Method of bleaching sulfate pulp
GB339550A (en) Process for bleaching bast fibres especially flax, hemp and the like
SU927864A1 (en) Method for producing treated fibers from stalks of bast plants
CN108560301B (en) Solid slow-release type bio-enzyme pulping supplementary bleaching agent and preparation method thereof