RU2243304C1 - Process of chlorine-free bleaching of sulfate cellulose - Google Patents
Process of chlorine-free bleaching of sulfate cellulose Download PDFInfo
- Publication number
- RU2243304C1 RU2243304C1 RU2004103241/12A RU2004103241A RU2243304C1 RU 2243304 C1 RU2243304 C1 RU 2243304C1 RU 2004103241/12 A RU2004103241/12 A RU 2004103241/12A RU 2004103241 A RU2004103241 A RU 2004103241A RU 2243304 C1 RU2243304 C1 RU 2243304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- cellulose
- ammonium persulfate
- solution
- treated
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано для получения беленой целлюлозы без применения хлорсодержащих реагентов.The invention relates to the field of cellulose production and can be used to produce bleached pulp without the use of chlorine-containing reagents.
Известен способ отбелки небеленой сульфатной целлюлозы [Федорова Э.И., Смолева Л.Л., Захарова А.В., Политова Н.К. Патент на изобретение N 2164572 от 14.03.2000], включающий пятистадийную обработку путем чередования щелочной и кислотной обработок, при этом на первой стадии целлюлозу с концентрацией массы 10-20% обрабатывают пероксидом водорода в течение 1 часа в щелочной среде (рН 9,0-10,9) при температуре 75-85°С с расходом перекиси водорода 2% от массы абсолютно сухой целлюлозы. На третьей и пятой стадиях целлюлозу обрабатывают при той же концентрации массы в течение 2 часов на каждую и температуре 70-100°С с расходом перекиси водорода 0,5% и 1,0% соответственно. Вторую и четвертую стадии проводят в течение 2 часов на каждую при температуре 70°С диоксидом хлора с концентрацией 0,7-1,0% и 0,3% соответственно в зависимости от исходной жесткости целлюлозы. Поскольку в приведенных примерах (1-10) время проведения отдельных стадий варьируется, то общее время проведения процесса отбелки составляет 7-9 часов. Полученный продукт имеет хороший выход 95,3-98,6%, значения белизны 80-88%.A known method of bleaching unbleached sulfate pulp [Fedorova E.I., Smoleva L.L., Zakharova A.V., Politova N.K. Patent for invention N 2164572 dated 03/14/2000], including a five-stage treatment by alternating alkaline and acid treatments, while in the first stage, cellulose with a concentration of 10-20% is treated with hydrogen peroxide for 1 hour in an alkaline medium (pH 9.0- 10.9) at a temperature of 75-85 ° C with a flow rate of hydrogen peroxide of 2% by weight of absolutely dry cellulose. In the third and fifth stages, the pulp is treated at the same mass concentration for 2 hours each and at a temperature of 70-100 ° C with a flow rate of hydrogen peroxide of 0.5% and 1.0%, respectively. The second and fourth stages are carried out for 2 hours each at a temperature of 70 ° C with chlorine dioxide with a concentration of 0.7-1.0% and 0.3%, respectively, depending on the initial hardness of the cellulose. Since in the examples (1-10) the time for the individual stages varies, the total time for the bleaching process is 7-9 hours. The resulting product has a good yield of 95.3-98.6%, whiteness values of 80-88%.
К недостаткам данного способа отбелки можно отнести использование хлорсодержащего (диоксид хлора), взрывопожароопасного и дорогостоящего (перекись водорода) реагентов, а также многостадийность процесса, что сопряжено с дополнительными энергетическими, временными и материальными затратами.The disadvantages of this bleaching method include the use of chlorine-containing (chlorine dioxide), explosive and fire hazardous and expensive (hydrogen peroxide) reagents, as well as a multi-stage process, which is associated with additional energy, time and material costs.
Традиционные способы отбелки представляют собой многоступенчатый технологический процесс (от 5 до 8 ступеней), при котором на каждой отдельной стадии для обработки целлюлозы используют различные отбеливающие реагенты. Между ступенями отбелки производится промывка целлюлозы водой для удаления из массы отработанных растворов. Кроме того, использование в качестве отбеливающих реагентов хлора и его соединений приводит к появлению в сточных водах, а также в самой продукции высокотоксичных хлорорганических соединений (диоксинов, хлорфенолов). Большое ресурсо- и энергопотребление традиционных технологий обусловлено в основном относительно длинными процессами отбеливания, промывки, большим объемом используемой воды и высокими энергетическими затратами как на основной технологический процесс, так и на очистку стоков.Traditional bleaching methods are a multi-stage technological process (from 5 to 8 steps), in which at each separate stage various bleaching agents are used for pulp processing. Between the stages of bleaching, the cellulose is washed with water to remove waste solutions from the mass. In addition, the use of chlorine and its compounds as bleaching agents leads to the appearance of highly toxic organochlorine compounds (dioxins, chlorophenols) in wastewater, as well as in the production itself. The large resource and energy consumption of traditional technologies is mainly due to the relatively long bleaching, rinsing processes, the large volume of water used and the high energy costs of both the main technological process and wastewater treatment.
Задачей данного изобретения является разработка способа отбелки сульфатной целлюлозы без использования хлорсодержащих реагентов.The objective of the invention is to develop a method of bleaching sulfate cellulose without the use of chlorine-containing reagents.
Отбелка осуществляется за счет окисления остаточного лигнина с последующей экстракцией продуктов окисления раствором щелочи.Bleaching is carried out by oxidation of residual lignin, followed by extraction of the oxidation products with an alkali solution.
Предлагается двухстадийный способ отбелки небеленой сульфатной целлюлозы путем чередования кислотной и щелочной обработок. На первой стадии небеленую целлюлозу с концентрацией массы 5-20% обрабатывают раствором персульфата аммония в 40-50% серной кислоте при отношении расхода персульфата аммония от 0,5 до 2 к единице массы абсолютно сухой целлюлозы при температуре около 22-24°С в течение от 1 до 4 часов. На второй стадии проводят щелочную обработку целлюлозной массы с концентрацией 5-10% раствором гидроксида натрия или калия с концентрацией 3-4% при температуре, близкой к точке кипения воды, в течение 1 часа. После каждой стадии целлюлозную массу тщательно промывают водой. Техническим результатом является беленая целлюлозная масса с выходом 80-96% и содержанием целлюлозы 84-94%.A two-stage method for bleaching unbleached sulfate pulp by alternating acid and alkaline treatments is proposed. In the first stage, unbleached pulp with a mass concentration of 5-20% is treated with a solution of ammonium persulfate in 40-50% sulfuric acid with a ratio of ammonium persulfate consumption from 0.5 to 2 to a unit mass of absolutely dry cellulose at a temperature of about 22-24 ° C for from 1 to 4 hours. At the second stage, alkaline treatment of the pulp with a concentration of 5-10% sodium hydroxide or potassium hydroxide solution with a concentration of 3-4% is carried out at a temperature close to the boiling point of water for 1 hour. After each step, the pulp is thoroughly washed with water. The technical result is a bleached pulp with a yield of 80-96% and a cellulose content of 84-94%.
В предложенной окислительной системе, состоящей из 40-50% серной кислоты и персульфата аммония, образуется целый ряд окислителей, самым сильным из которых является кислота Каро [Закис Г.Ф., Нейберте Б.Я. Действие на лигнин персульфатов. // Химия древесины, 1971, №9, - с.109-117]. В результате протекания процесса окисления в целлюлозном волокне образуется сульфолигнин, который плохо растворяется в окислительной системе и немного лучше в промывных водах. Обработка горячим раствором щелочи способствует интенсивному переходу продуктов взаимодействия сульфолигнина со щелочью (хиноидные структуры) в раствор. Освобожденную от продуктов окисления беленую целлюлозную массу многократно промывают водой до нейтральной реакции.In the proposed oxidizing system, consisting of 40-50% sulfuric acid and ammonium persulfate, a number of oxidizing agents are formed, the strongest of which is Caro acid [Zakis G.F., Neiberte B.Ya. Effect on lignin persulfates. // Chemistry of wood, 1971, No. 9, - p.109-117]. As a result of the oxidation process in the cellulose fiber, sulfolignin is formed, which is poorly soluble in the oxidizing system and slightly better in wash water. Processing with a hot alkali solution promotes an intensive transition of the products of the interaction of sulfolignin with alkali (quinoid structures) into the solution. The bleached pulp mass freed from oxidation products is washed many times with water until neutral.
В результате того, что окислительная система плохо растворяет продукты окисления (сульфолигнин и др.) и вырабатывается не полностью, она может быть использована многократно с небольшой добавкой свежего персульфата аммония и раствора серной кислоты при необходимости.As a result of the fact that the oxidation system does not dissolve the oxidation products (sulfolignin, etc.) poorly and is not fully developed, it can be used repeatedly with a small addition of fresh ammonium persulfate and a solution of sulfuric acid, if necessary.
Процесс окисления проводится при температуре около 22-24°С при постоянном съеме выделяющегося тепла, что является необходимым, так как с повышением температуры снижается содержание кислоты Каро в окислительной системе, что отрицательно сказывается на процессе окисления лигнина. Также предотвращение разогрева массы позволяет минимизировать процесс деструкции целлюлозного волокна.The oxidation process is carried out at a temperature of about 22-24 ° C with a constant removal of the released heat, which is necessary, since with increasing temperature the content of Caro acid in the oxidizing system decreases, which negatively affects the lignin oxidation process. Also, preventing the heating of the mass minimizes the process of degradation of cellulose fiber.
Полученная беленая целлюлоза была проанализирована на содержание целлюлозы, α-целлюлозы (как показатель деструкции) и жесткость. Было исследовано влияние массы окислителя и времени окислительной обработки на процесс отбелки целлюлозы. Полученные результаты сведены в таблицы 1, 2.The resulting bleached pulp was analyzed for cellulose, α-cellulose (as an indicator of degradation) and stiffness. The effect of the mass of the oxidizing agent and the time of oxidative treatment on the pulp bleaching process was investigated. The results obtained are summarized in tables 1, 2.
Пример 1Example 1
Небеленую сульфатную целлюлозу с жесткостью 85 перманганатных единиц с концентрацией массы 10% (10 грамм) обрабатывают раствором персульфата аммония в 50% серной кислоте при соотношении расхода персульфата аммония и абсолютно сухой целлюлозы 1:1 при температуре около 22-24°С в течение 1 часа. Затем целлюлозу тщательно промывают водой и подвергают щелочной обработке раствором гидроксида натрия с концентрацией 4% и концентрацией целлюлозной массы 10% при температуре, близкой к точке кипения воды, в течение 1 часа. После промывки целлюлозу высушивают.Unbleached sulfate cellulose with a hardness of 85 permanganate units with a mass concentration of 10% (10 grams) is treated with a solution of ammonium persulfate in 50% sulfuric acid at a ratio of the consumption of ammonium persulfate and absolutely dry cellulose 1: 1 at a temperature of about 22-24 ° C for 1 hour . Then the cellulose is thoroughly washed with water and subjected to alkaline treatment with a solution of sodium hydroxide with a concentration of 4% and a concentration of pulp 10% at a temperature close to the boiling point of water for 1 hour. After washing, the cellulose is dried.
Техническим результатом является беленая целлюлозная масса с выходом 96%, содержанием целлюлозы 84,3%, содержанием α-целлюлозы 81,5% и жесткостью 53 перманганатных единиц.The technical result is a bleached pulp with a yield of 96%, a cellulose content of 84.3%, an α-cellulose content of 81.5% and a hardness of 53 permanganate units.
Пример 2Example 2
Небеленую сульфатную целлюлозу обрабатывают раствором персульфата аммония в серной кислоте в течение 2 часов (остальное так же, как в примере 1).Unbleached sulfate cellulose is treated with a solution of ammonium persulfate in sulfuric acid for 2 hours (the rest is the same as in example 1).
Техническим результатом является беленая целлюлозная масса с выходом 89%, содержанием целлюлозы 87,8%, содержанием α-целлюлозы 84,3% и жесткостью 39 перманганатных единиц.The technical result is a bleached pulp with a yield of 89%, a cellulose content of 87.8%, an α-cellulose content of 84.3% and a hardness of 39 permanganate units.
Пример 3Example 3
Небеленую сульфатную целлюлозу обрабатывают раствором персульфата аммония в серной кислоте в течение 3 часов (остальное так же, как в примере 1).Unbleached sulfate cellulose is treated with a solution of ammonium persulfate in sulfuric acid for 3 hours (the rest is the same as in example 1).
Техническим результатом является беленая целлюлозная масса с выходом 84%, содержанием целлюлозы 91,4%, содержанием α-целлюлозы 87,5% и жесткостью 26 перманганатных единиц.The technical result is a bleached pulp with a yield of 84%, a cellulose content of 91.4%, an α-cellulose content of 87.5% and a hardness of 26 permanganate units.
Пример 4Example 4
Небеленую сульфатную целлюлозу обрабатывают раствором персульфата аммония в серной кислоте в течение 4 часов (остальное так же, как в примере 1).Unbleached sulfate cellulose is treated with a solution of ammonium persulfate in sulfuric acid for 4 hours (the rest is the same as in example 1).
Техническим результатом является беленая целлюлозная масса с выходом 80%, содержанием целлюлозы 93,7%, содержанием α-целлюлозы 89,1% и жесткостью 15 перманганатных единиц.The technical result is a bleached pulp with a yield of 80%, a cellulose content of 93.7%, an α-cellulose content of 89.1% and a hardness of 15 permanganate units.
Положительным техническим результатом предлагаемого двухстадийного способа безхлорной отбелки небеленой сульфатной целлюлозы является беленая целлюлозная масса с выходом 80-96% и содержанием целлюлозы 84-94%.A positive technical result of the proposed two-stage method of chlorine-free bleaching of unbleached sulfate pulp is bleached pulp with a yield of 80-96% and a pulp content of 84-94%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004103241/12A RU2243304C1 (en) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | Process of chlorine-free bleaching of sulfate cellulose |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004103241/12A RU2243304C1 (en) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | Process of chlorine-free bleaching of sulfate cellulose |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2243304C1 true RU2243304C1 (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34388787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004103241/12A RU2243304C1 (en) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | Process of chlorine-free bleaching of sulfate cellulose |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2243304C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA015856B1 (en) * | 2009-03-17 | 2011-12-30 | Сумгаитский Государственный Университет (Сгу) | Method for cellulose activation |
-
2004
- 2004-02-04 RU RU2004103241/12A patent/RU2243304C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA015856B1 (en) * | 2009-03-17 | 2011-12-30 | Сумгаитский Государственный Университет (Сгу) | Method for cellulose activation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO127410B (en) | ||
RU97107353A (en) | METHOD FOR REMOVING HEXENURONIC ACID GROUPS FROM CELLULOSE BY HEAT TREATMENT | |
FI921887A0 (en) | FOERFARANDE FOER BLEKNING AV LIGNO- CELLULOSAHALTIG MASS. | |
SE0402037L (en) | Xylanase treatment of chemical pulp | |
JPH02293486A (en) | Pulp bleaching | |
RU2243304C1 (en) | Process of chlorine-free bleaching of sulfate cellulose | |
JP2006249650A (en) | Method for treating chemical cellulose pulp manufactured by carrying out alkaline delignification process | |
JP2831048B2 (en) | Pulp bleaching method | |
US1883846A (en) | Process of bleaching bast fibers, especially bast fibers of linen, hemp, and the like | |
JP5478610B2 (en) | Pulp bleaching method using ozone, chlorine dioxide and peroxide | |
SU889766A1 (en) | Wood pulp bleaching method | |
NO145344B (en) | MULTIPLE-STEP PROCEDURE FOR CHLOROUS WHITENING OF CELLULOSE | |
RU2046869C1 (en) | Method of bleached cellulose production | |
RU2730144C2 (en) | Fibrous mass processing method | |
SU1201383A1 (en) | Method of bleaching pulp for chemical processing | |
RU2142529C1 (en) | Method of bleaching cellulose | |
RU2164571C1 (en) | Method for production of magnesium-based bleached sulfite cellulose | |
JP2779197B2 (en) | Plant fiber bleaching method | |
SU990919A1 (en) | Pulp bleaching method | |
JP2001192991A (en) | Method of bleaching alkali pulp | |
JPH09503028A (en) | Chlorine-free bleaching of chemical pulp including two-step treatment with chelating agents | |
RU2075566C1 (en) | Method of whitening sulfate cellulose | |
RU2128261C1 (en) | Method of cellulose bleaching | |
RU2129179C1 (en) | Method of bleaching sulfate cellulose | |
RU2205257C1 (en) | Sulfate cellulose bleaching process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060205 |