RU2213175C1

RU2213175C1 - Cellulose manufacture process

Info

Publication number: RU2213175C1
Application number: RU2002126865A
Authority: RU
Inventors: Ф.Х. Хакимова; Т.Н. Ковтун; О.А. Носкова; О.В. Леконцева
Original assignee: Пермский государственный технический университет
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2003-09-27

Abstract

FIELD: paper-and-pulp industry. SUBSTANCE: sulfite cellulose for paper, cardboard, and chemical processing comprises wood chips cooking with sulfite cooking solution in presence of 0.1-0.2% (based on the weight of absolutely dry cellulose) nonionic surfactant, namely mixture of poly(oxyethylene glycol) ethers of higher fatty alcohols. EFFECT: enhanced tar extraction efficiency and reduced consumption of surfactant. 2 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к технологии целлюлозного производства и может быть использовано на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности в производстве сульфитной целлюлозы для бумаги, картона и химической переработки. The invention relates to the technology of pulp production and can be used at the enterprises of the pulp and paper industry in the production of sulfite pulp for paper, cardboard and chemical processing.

Известен способ получения сульфитной целлюлозы, согласно которому древесную щепу варят с сульфитным варочным раствором в присутствии смеси алкилбензолсульфонатов натрия на основе α-олефинов термического крекинга парафинов и сульфитно-спиртовой барды (а.с. 1052593, кл. D 21 С 3/06, опубл. 07.11.83). A known method of producing sulfite cellulose, according to which wood chips are cooked with sulfite cooking solution in the presence of a mixture of sodium alkylbenzenesulfonates based on α-olefins of thermal cracking of paraffins and sulphite-alcohol stillage (A.S. 1052593, CL D 21 C 3/06, publ. . 07.11.83).

Недостатками данного способа является недостаточно высокий эффект обессмоливания целлюлозы и увеличение жесткости целлюлозы. The disadvantages of this method is the insufficiently high effect of the degumming of cellulose and an increase in the rigidity of cellulose.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения целлюлозы путем варки древесной щепы с сульфитным варочным раствором в присутствии анионного поверхностно-активного вещества (ПАВ) - смеси натриевых солей изомерных алкилсульфоновых кислот с длиной цепи алкильного радикала С₁₁-C₁₈ и катионного ПАВ - смеси метилдиэтиламинометильных производных полиэтиленгликолевых эфиров алкилфенолов, при общем расходе анионного и катионного ПАВ 0,125-0,350% от массы абсолютно сухой древесной щепы (а.с. 988940, кл. D 21 С 3/06, опубл. 15.01.83).Closest to the proposed method is a method of producing cellulose by cooking wood chips with a sulfite cooking solution in the presence of an anionic surfactant - a mixture of sodium salts of isomeric alkyl sulfonic acids with a chain length of the alkyl radical C ₁₁ -C ₁₈ and cationic surfactant - a mixture of methyldiethylaminomethyl derivatives of polyethylene glycol esters of alkyl phenols, with a total consumption of anionic and cationic surfactants of 0.125-0.350% by weight of absolutely dry wood chips (AS 988940, class D 21 C 3/06, publ. 15.01.83).

К недостаткам данного способа относится относительно высокий расход ПАВ (0,125-0,350% от абсолютно сухой щепы), низкая степень обессмоливания (40,5-30,6%), использование двух типов ПАВ. The disadvantages of this method include the relatively high consumption of surfactants (0.125-0.350% of absolutely dry wood chips), a low degree of tarring (40.5-30.6%), the use of two types of surfactants.

В процессе варки экстрактивные вещества из древесины переходят в варочный щелок, и смола в целлюлозной массе находится в трех видах:
а) в состоянии свободных частиц, взвешенных в водной фазе в виде суспензии или эмульсии;
б) в виде частиц, осевших на поверхности волокон;
в) в виде капелек жиров и жирных кислот внутри паренхимных клеток.In the process of cooking, extractive substances from wood go into cooking liquor, and the resin in the pulp is in three forms:
a) in the state of free particles suspended in the aqueous phase in the form of a suspension or emulsion;
b) in the form of particles settled on the surface of the fibers;
c) in the form of droplets of fats and fatty acids inside parenchymal cells.

Наиболее опасной является эмульгированная смола, т.к., ее суспензия нестабильна и под влиянием изменения внешних условий (выгрузка целлюлозы из котла, промывка) легко может быть нарушена. В этом случае происходит агломерация отдельных частиц смолы в крупные сгустки и оседание их на целлюлозном волокне и оборудовании, что обусловливает появление "вредной" смолистости и является причиной возникновения смоляных затруднений на производстве. The most dangerous is emulsified resin, because its suspension is unstable and under the influence of changes in external conditions (unloading of pulp from the boiler, washing) can easily be violated. In this case, individual particles of resin are agglomerated into large clumps and deposited on cellulose fiber and equipment, which causes the appearance of “harmful” resin content and causes resin difficulties in production.

В известных способах сведений о снижении показателя "вредной" смолистости не обнаружено. In the known methods, there is no evidence of a decrease in the “harmful” resin content.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым техническим решением, включают варку древесной щепы с сульфитным варочным раствором в присутствии ПАВ. Signs of the prototype, which are common with the claimed technical solution, include cooking wood chips with sulfite cooking solution in the presence of a surfactant.

Задачей изобретения является увеличение эффективности обессмоливания и эффективности снижения "вредной" смолистости при одновременном снижении расхода поверхностно-активного вещества. The objective of the invention is to increase the effectiveness of the de-grinding and the effectiveness of reducing the "harmful" resin content while reducing the consumption of surfactant.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, включающем варку древесной щепы с сульфитным варочным раствором в качестве добавки используют ПАВ неионогенного типа - препарат ОС-20, представляющий собой смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов, при его расходе 0,1-0,2% от массы абсолютно сухой древесины. Препарат ОС-20 выпускается по ГОСТу 10730 (марка А). The problem is solved due to the fact that in the known method, including the cooking of wood chips with sulfite cooking solution, non-ionic type surfactants are used as an additive - the OS-20 preparation, which is a mixture of polyoxyethylene glycol esters of higher fatty alcohols, at a flow rate of 0.1-0 , 2% by weight of absolutely dry wood. The drug OS-20 is available in accordance with GOST 10730 (grade A).

Признаки, отличительные от прототипа, - использование в качестве добавки ПАВ неионогенного типа. Отличительные признаки в совокупности с известными обеспечивают снижение общей и "вредной" смолистости целлюлозы, снижение расхода ПАВ, используемого при варке целлюлозы. Signs that distinguish from the prototype, the use of non-ionic surfactants as additives. Distinctive features in combination with the known ones provide a decrease in the total and “harmful” resin content of cellulose, and a reduction in the consumption of surfactants used in pulping.

Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности. The proposed method is carried out in the following sequence.

Древесную щепу загружают в автоклав. Варочный раствор на натриево-магниевом основании нагревают до температуры 70-75^oС и растворяют в нем препарат ОС-20 в количестве 0,1-0,2% от массы абсолютно сухой щепы. Заливают в автоклав и проводят варку. Варку осуществляют при конечной температуре 160^oС. Далее целлюлозу промывают холодной водой.Wood chips are loaded into an autoclave. The cooking solution on a sodium-magnesium base is heated to a temperature of 70-75 ^o C and the OS-20 preparation is dissolved in it in an amount of 0.1-0.2% by weight of absolutely dry wood chips. Pour into an autoclave and cook. Cooking is carried out at a final temperature of 160 ^o C. Next, the pulp is washed with cold water.

Примеры конкретного выполнения. Examples of specific performance.

Пример 1. Древесную щепу загружали в автоклав и заливали варочным раствором, нагретым до 70-75^oС.Example 1. Wood chips were loaded into an autoclave and poured with a cooking solution heated to 70-75 ^o C.

Варку целлюлозы проводили по режиму:
подъем температуры до 115^oС - 1,5 ч;
стоянка при этой температуре - 2,0 ч;
подъем до температуры 160^oС - 2,0 ч;
стоянка при температуре 160^oС - 2,0 ч.Cellulose was carried out according to the regime:
temperature rise to 115 ^o C - 1.5 hours;
parking at this temperature - 2.0 hours;
rise to a temperature of 160 ^o C - 2.0 hours;
parking at a temperature of 160 ^o C - 2.0 hours

Гидромодуль составлял 5:1. The hydraulic unit was 5: 1.

После варки целлюлозу промывали холодной водой. After cooking, the pulp was washed with cold water.

Примеры 2-5. Древесную щепу загружали в автоклав. Варочный раствор нагревали до температуры 70-75^oС, затем в нем растворяли определенное количество ОС-20 (добавка ОС-20 составляла от 0,1 до 0,5% к массе абсолютно сухой щепы) и заливали в автоклав.Examples 2-5. Wood chips were loaded into an autoclave. The cooking solution was heated to a temperature of 70-75 ^o C, then a certain amount of OS-20 was dissolved in it (OS-20 additive was from 0.1 to 0.5% by weight of absolutely dry wood chips) and poured into an autoclave.

Варку целлюлозы проводили по режиму, описанному в примере 1. The pulping was carried out according to the mode described in example 1.

Далее целлюлозу промывали холодной водой. Next, the pulp was washed with cold water.

Влияние добавки ОС-20 при варке древесной щепы на качественные показатели целлюлозы представлены в табл. 1, 2. The influence of the OS-20 additive during the cooking of wood chips on the quality indicators of cellulose are presented in table. 12.

Из данных табл. 1 видно, что расход ОС-20 в количестве 0,5% от абсолютно сухой древесины позволяет снизить содержание смол и жиров в целлюлозе на 54,8% и "вредной" смолы - на 55,6%. При расходе ОС-20 в количестве 0,1-0,2% к абсолютно сухой древесине - массовая доля смол и жиров снижается на 24,4 и 45,2%, массовая доля "вредной" смолы снижается на 35,2 и 45,4%. При дальнейшем увеличении расхода ОС-20 обессмоливание улучшается, но с меньшей эффективностью: при увеличении расхода ОС-20 от 0,2 до 0,5% от абсолютно сухой древесины прирост степени обессмоливания составляет лишь на 9,6% (от 45,2 до 54,8%). From the data table. 1 shows that the consumption of OS-20 in the amount of 0.5% of absolutely dry wood can reduce the content of resins and fats in cellulose by 54.8% and "harmful" resin - by 55.6%. With the consumption of OS-20 in the amount of 0.1-0.2% of absolutely dry wood - the mass fraction of resins and fats decreases by 24.4 and 45.2%, the mass fraction of “harmful” resin decreases by 35.2 and 45, 4%. With a further increase in the consumption of OS-20, the desalting improves, but with less efficiency: with an increase in the consumption of OS-20 from 0.2 to 0.5% of absolutely dry wood, the increase in the degree of resinification is only 9.6% (from 45.2 to 54.8%).

Использование ПАВ при варке не оказало значительного влияния на белизну получаемой целлюлозы. The use of surfactants during cooking did not significantly affect the whiteness of the resulting pulp.

Данные табл. 2 показывают, что все полученные образцы целлюлозы имеют высокие значения разрывной длины, около 10000 м. Применение ОС-20 при варке древесной щепы практически не отразилось на показателях сопротивления продавливанию и излому, но несколько снизило сопротивление раздиранию. The data table. 2 show that all the obtained cellulose samples have high breaking lengths of about 10,000 m. The use of OS-20 in wood chips cooking had practically no effect on the burst and break resistance, but slightly reduced the tear resistance.

Обессмоливающий эффект при использовании ПАВ при варке целлюлозы обусловлен следующим:
- ПАВ способствует диспергированию смолы, а чем более дисперсна смоляная эмульсия, тем она более устойчива и в меньшей степени смола оседает на целлюлозное волокно;
- ПАВ, присутствующий в варочном растворе, образует защитные слои, препятствующие сближению и слипанию мелких частиц смолы, перешедших в варочный раствор на начальной стадии варки, в крупные флокулы и снижает вероятность оседания этих флокул на волокне и оборудовании.The anti-resin effect when using surfactants when cooking pulp is due to the following:
- surfactant helps disperse the resin, and the more dispersed the resin emulsion, the more stable it is and to a lesser extent the resin settles on the cellulose fiber;
- The surfactant present in the cooking solution forms protective layers that prevent the small particles of resin, which passed into the cooking solution at the initial stage of cooking, from converging and sticking together, into large flocculi and reduces the likelihood of these floccules settling on the fiber and equipment.

Все это способствует меньшему оседанию смолы на целлюлозное волокно и эффективному отмыванию мелких частиц смолы от волокна при промывке целлюлозы, а в конечном итоге снижает содержание смолы в целлюлозе после варки и устраняет потенциальную возможность смоляных затруднений. All this contributes to less resin settling on the cellulose fiber and effective washing of small resin particles from the fiber during cellulose washing, and ultimately reduces the resin content in the cellulose after cooking and eliminates the potential for tar difficulties.

Использование предлагаемого способа получения целлюлозы по сравнению с прототипом обеспечивает снижение общей смолистости целлюлозы на 45,2%. Дополнительно происходит снижение "вредной" смолистости, что позволяет устранить смоляные затруднения, возникающие при использовании сульфитной целлюлозы, полученной варкой без использования ПАВ; снижение расхода ПАВ, используемого при варке целлюлозы (0,1-0,2% от массы абсолютно сухой древесины); а также снижение жесткости целлюлозы без уменьшения общего выхода и сохранение механических показателей целлюлозы. Using the proposed method for the production of cellulose in comparison with the prototype provides a decrease in the total resin content of cellulose by 45.2%. Additionally, there is a decrease in “harmful” resin content, which allows to eliminate resin difficulties that arise when using sulfite pulp obtained by cooking without the use of surfactants; reduced consumption of surfactants used in pulping (0.1-0.2% by weight of absolutely dry wood); as well as reducing the rigidity of cellulose without reducing the overall yield and maintaining the mechanical properties of cellulose.

Claims

A method of producing cellulose, including cooking wood chips with a sulfite cooking solution in the presence of an additive, characterized in that the non-ionic type surfactant is used as an additive - the OS-20 preparation, which is a mixture of polyoxyethylene glycol esters of higher fatty alcohols, at a flow rate of 0, 1-0.2% by weight of absolutely dry wood.