RU2674198C1 - Method of preparation of cellulose for nitration - Google Patents

Method of preparation of cellulose for nitration Download PDF

Info

Publication number
RU2674198C1
RU2674198C1 RU2017131801A RU2017131801A RU2674198C1 RU 2674198 C1 RU2674198 C1 RU 2674198C1 RU 2017131801 A RU2017131801 A RU 2017131801A RU 2017131801 A RU2017131801 A RU 2017131801A RU 2674198 C1 RU2674198 C1 RU 2674198C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cellulose
spent
cooking
solution
sodium hydroxide
Prior art date
Application number
RU2017131801A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Алексеевич Фадеев
Владимир Анатольевич Кирсанов
Евгений Тимофеевич Тюрин
Александр Александрович Зуйков
Никита Леонидович Горячев
Фёдор Васильевич Шпаков
Альбина Васильевна Аввакумова
Людмила Валентиновна Епифанова
Денис Николаевич Головчанский
Виктор Григорьевич Ермолинский
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт бумаги" (ОАО "ЦНИИБ")
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 Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт бумаги" (ОАО "ЦНИИБ") filed Critical Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт бумаги" (ОАО "ЦНИИБ")
Priority to RU2017131801A priority Critical patent/RU2674198C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2674198C1 publication Critical patent/RU2674198C1/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/04Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters of alkali lye
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/04Pulping cellulose-containing materials with acids, acid salts or acid anhydrides
    • D21C3/06Pulping cellulose-containing materials with acids, acid salts or acid anhydrides sulfur dioxide; sulfurous acid; bisulfites sulfites
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/16Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds

Abstract

FIELD: chemical industry.
SUBSTANCE: invention relates to the production of cellulose for chemical processing and can be used in the pulp and paper industry. Process for the production of cellulose for nitration, comprising acidifying a cellulose-containing raw material with a sulphite cooking liquor, neutralization of the spent acid brewing solution with the spent alkaline solution, hot refining of the sodium hydroxide cooking product and subsequent multistage bleaching, as an alkaline solution to neutralize the spent acidic cooking liquor use a mixture of spent alkaline solution from the previous stage of peroxide bleaching and desalinizing agent, taken in the amount of 0.015–0.020 % of the mass of the as. fibers, while the product is cooked for 20–30 minutes at a temperature of 70–80 °C, after this, the spent solution is removed for neutralization and hot refinement is carried out with sodium hydroxide in the presence of a desiccator, taken in an amount of 0.010–0.015 % by weight of the fibers. As a desalinator, a mixture containing anionic, non-ionic and amphoteric surfactant components, as well as a salt or salts from the group, including phosphates and sodium carbonates, disilicate and sodium sulfate. Refinement of the cooking product is carried out at a temperature of 95–99 °C, the duration of 40–60 minutes and the consumption of sodium hydroxide 4.0–4.5 % to the mass of absolutely dry fiber.
EFFECT: process for the production of cellulose for nitration, comprising acidifying a pulp containing a raw material with a sulphite cooking liquor, neutralization of the spent acid cooking liquor with the spent alkaline solution, hot refinement of the sodium hydroxide cooking product and subsequent multi-stage bleaching.
3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству целлюлозы для химической переработки и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.The invention relates to the production of cellulose for chemical processing and can be used in the pulp and paper industry.

Сульфитная целлюлоза после варки щепы имеет широкое молекулярно-массовое распределение, то есть, содержит макромолекулы различной длины. Для выравнивания средней длины макромолекул применяют специальный технологический прием -щелочное облагораживание. Процесс облагораживания основан на обработке целлюлозы раствором щелочи. В сульфитной целлюлозе после варки содержится около 86-88% массовых долей с длиной макромолекул значительно выше 250 звеньев, это так называемая α-целлюлоза.Sulphite cellulose after wood chips has a wide molecular weight distribution, that is, it contains macromolecules of various lengths. To align the average length of the macromolecules, a special technological technique is used - alkaline refinement. The refinement process is based on the treatment of cellulose with an alkali solution. Sulphite cellulose after cooking contains about 86-88% of the mass fractions with the length of the macromolecules significantly higher than 250 units, this is the so-called α-cellulose.

Для производства бумаги и картона большинства сортов вполне подходит целлюлоза с содержанием α-целлюлозы не более 85%. Для химической переработки в эфиры целлюлозы используют целлюлозу с содержанием α-целлюлозы не менее 92%. В процессе облагораживания из волокна удаляются гемицеллюлозы, лигнин, смолы и жиры. После облагораживания химическая чистота целлюлозы достигает 99,0-99,8%, что благоприятно сказывается на ее химической переработке, в основном, при получении эфиров.For the production of paper and paperboard of most varieties, pulp with an α-cellulose content of not more than 85% is quite suitable. For chemical processing into cellulose ethers, cellulose is used with an α-cellulose content of at least 92%. In the refinement process, hemicelluloses, lignin, resins and fats are removed from the fiber. After refinement, the chemical purity of cellulose reaches 99.0-99.8%, which favorably affects its chemical processing, mainly in the production of esters.

В зависимости от технологических особенностей производства использует два метода облагораживания: холодный и горячий. Горячий способ проводится при температуре 95-130°С и концентрации щелочи 0,5-2,0% едкого натра. Длительность процесса составляет 2-3 часа, концентрация целлюлозы 8-10%. Этот метод способствует более равномерному удалению низкомолекулярных фракций целлюлозы. Стоки после облагораживания могут быть использованы повторно для облагораживания целлюлозы и для приготовления варочных растворов при варке целлюлозы из технической щепы и других материаловDepending on the technological features of production, it uses two refinement methods: cold and hot. The hot method is carried out at a temperature of 95-130 ° C and an alkali concentration of 0.5-2.0% sodium hydroxide. The duration of the process is 2-3 hours, the concentration of cellulose is 8-10%. This method contributes to a more uniform removal of low molecular weight fractions of cellulose. After refinement, the effluents can be reused for the refinement of cellulose and for the preparation of cooking solutions when cooking pulp from technical wood chips and other materials

Известен способ получения целлюлозы для химической переработки, включающий варку еловой щепы сульфитным раствором в варочном аппарате, отбор отработанного варочного щелока и горячее облагораживание продукта варки гидроксидом натрия в варочном аппарате непосредственно после отбора отработанного щелока (авт. св. SU №1379381, D21C 3/06, опубл. 07.03.1988 г.). При этом сульфитную варку осуществляют при содержании всего SO2 7,0-7,5% и 0,9-1,1 Nа2О и температуре 105-145°C, а после отбора свободно стекающего отработанного варочного щелока проводят химическое облагораживание при температуре 140°С путем введения в варочный аппарат раствора гидроокиси натрия в количестве 11,0-13,8% от массы целлюлозы. Длительность облагораживания - 0,5-1,0 час.A known method of producing cellulose for chemical processing, including cooking spruce chips with sulphite solution in a cooking apparatus, selecting spent cooking liquor and hot refinement of the cooking product with sodium hydroxide in the cooking apparatus immediately after selecting the spent liquor (ed. St. SU No. 1379381, D21C 3/06 , published on March 7, 1988). In this case, sulphite cooking is carried out at a total SO 2 content of 7.0-7.5% and 0.9-1.1 Na 2 O and a temperature of 105-145 ° C, and after selection of a free-flowing spent cooking liquor, chemical refinement is carried out at a temperature 140 ° C by introducing into the cooking apparatus a solution of sodium hydroxide in an amount of 11.0-13.8% by weight of cellulose. The duration of the ennoblement is 0.5-1.0 hours.

Недостатком этого способа является то, что показатели целлюлозы по содержанию смол и жиров не соответствуют техническим требованиям, предъявляемым к хвойной сульфитной целлюлозе для химической переработки.The disadvantage of this method is that the indicators of cellulose in the content of resins and fats do not meet the technical requirements for softwood sulphite pulp for chemical processing.

Известен способ получения целлюлозы для химической переработки, включающий кислую варку в варочном аппарате целлюлозосодержащего сырья бисульфитным раствором на натриевом основании, содержащим, в масс. %: Na2O 1,43-3,14, всего SO2 5,5-7,5, с pН 1,6-2,1, при температуре 147-152°C, в присутствии в варочном растворе обессмоливателя в виде моющего средства «Викус» в количестве 0,04-0,05% в расчете на массу абсолютно сухого сырья, горячее облагораживание продукта варки гидроксидом натрия проводят при температуре 95-100°C, его продолжительности 60-90 минут и расходе гидроксида натрия 7,5-8,0% в расчете на массу сухого волокна и с добавлением в массу кислорода в количестве 0,7-0,8% в расчете на массу волокна, отбелка целлюлозы. Отбелку облагороженного волокна проводят по схеме: хелатирование (Q) - кислородное щелочение (окислительное щелочение) с добавкой пероксида водорода (ЩОП) - отбелка пероксидом водорода (П) - кисловка (К). (Заявка №2012142263, D21C 3/00, опубл. 10.04.2014 г.).A known method of producing cellulose for chemical processing, including acid cooking in the cooking apparatus of a cellulose-containing raw material with a bisulfite solution on a sodium base, containing, in mass. %: Na 2 O 1.43-3.14, total SO 2 5.5-7.5, with pH 1.6-2.1, at a temperature of 147-152 ° C, in the presence of a degreasing agent in a cooking solution in the form “Vikus” detergent in the amount of 0.04-0.05% based on the weight of absolutely dry raw materials, hot refinement of the cooking product with sodium hydroxide is carried out at a temperature of 95-100 ° C, its duration is 60-90 minutes and the consumption of sodium hydroxide 7, 5-8.0% based on the weight of dry fiber and with the addition of oxygen to the mass in an amount of 0.7-0.8% based on the weight of the fiber, pulp bleaching. The bleaching of the enriched fiber is carried out according to the scheme: chelation (Q) - oxygen alkalization (oxidative alkali) with the addition of hydrogen peroxide (ASC) - bleaching with hydrogen peroxide (P) - acid (K). (Application No. 2012142263, D21C 3/00, publ. 04/10/2014).

В известном способе используют обессмоливатель «Викус», содержащий в своем составе в качестве анионного поверхностно-активного вещества алкилбензолсульфонат натрия, в качестве неионогенного - этоксилаты натуральных высших спиртов фракции С1214 и/или оксиэтилированный моно-алкилфенол на основе тримеров полипропилена, в качестве амфотерного - алкиламидопропилбетаин, в качестве фосфатов - гексаметафосфат и/или полифосфат и/или тринатрийфосфат, в качестве карбонатов - карбонат или гидрокарбонат натрия.In the known method, the “Vikus” demineralizer is used, containing sodium alkylbenzenesulfonate as anionic surfactant, non-ionic ethoxylates of natural higher alcohols of the C 12 -C 14 fraction and / or ethoxylated mono-alkyl phenol based on polypropylene trimers, in as amphoteric - alkylamidopropyl betaine, as phosphates - hexametaphosphate and / or polyphosphate and / or trisodium phosphate, as carbonates - sodium carbonate or bicarbonate.

Использование обессмоливателя положительно отражается на процессе варки, и по окончании варки при промывке сваренной целлюлозы часть смол и жиров выводится из целлюлозной массы с промывной водой. Данный способ позволяет до некоторой степени снизить содержание смолы в целлюлозе уже на стадии варки и тем самым уменьшить смоляные затруднения на этапах переработки целлюлозы. Однако, данный технологический прием не обеспечивает достаточно необходимый обессмоливающий эффект на конечной стадии переработки целлюлозы.The use of a demineralizer has a positive effect on the cooking process, and at the end of cooking, when washing the cooked pulp, some of the resins and fats are removed from the pulp with washing water. This method allows to some extent reduce the resin content in the pulp already at the cooking stage and thereby reduce resin difficulties at the stages of pulp processing. However, this technological technique does not provide a sufficiently necessary anti-aging effect at the final stage of pulp processing.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является способ (SU 1730299, D21C 3/06, опубл. 30.04.1992 г.) получения целлюлозы для химической переработки, включающий кислую варку целлюлозосодержащего сырья сульфитным раствором на натриевом основании, содержащим, в масс. %: Nа2О 0,7-0,75, всего SO2 7-7,5, при температуре 150°С и гидромодуле 1:4. После окончания варки нейтрализацию и удаление отработанного варочного раствора ведут вытеснением его отработанным раствором от щелочной обработки предыдущей варки, доукрепив последний свежим щелочным раствором. Щелочную обработку осуществляют смесью отработанного щелочного раствора и свежего в соотношении 50:50 при температуре 100°С в течение 2 часов. После завершения цикла варки и облагораживания свободно стекающий щелочной раствор отбирают для повторного использования в последующем цикле варка - облагораживание.The closest analogue of the invention is a method (SU 1730299, D21C 3/06, publ. 04/30/1992) for the production of cellulose for chemical processing, including acid cooking of cellulose-containing raw materials with a sulphite solution on a sodium base, containing, in mass. %: Na 2 O 0.7-0.75, total SO 2 7-7.5, at a temperature of 150 ° C and a hydraulic module of 1: 4. After cooking, the neutralization and removal of the spent cooking liquor is carried out by displacing it with the spent solution from the alkaline treatment of the previous cooking, having strengthened the latter with a fresh alkaline solution. Alkaline treatment is carried out with a mixture of spent alkaline solution and fresh in a ratio of 50:50 at a temperature of 100 ° C for 2 hours. After completion of the cooking and enrichment cycle, the free-flowing alkaline solution is selected for reuse in the subsequent cooking-enrichment cycle.

Для усиления эффекта делигнификации в процессе щелочной обработки вводят пероксид водорода при определенных условиях в количестве 2,0-2,5% от массы а.с. вещества. Далее массу промывают, сортируют и отбеливают.To enhance the effect of delignification during the alkaline treatment, hydrogen peroxide is introduced under certain conditions in an amount of 2.0-2.5% by weight of A. with. substances. Next, the mass is washed, sorted and bleached.

В известном способе получения целлюлозы использование части отработанного щелочного раствора для процесса облагораживания от предыдущей стадии направлено на экономию свежего щелочного реагента и сокращение стоков. Однако при облагораживании целлюлозы низкомолекулярная часть ее переходит в раствор, следовательно, идет накопление в отработанном щелочном растворе от облагораживания растворенных органических веществ. С каждым повторяющимся циклом варка -облагораживание их в растворе становится больше и больше и в связи с этим возможна потеря реакционной способности свежей щелочи в процессе облагораживания.In the known method for producing cellulose, the use of a portion of the spent alkaline solution for the refinement process from the previous step is aimed at saving fresh alkaline reagent and reducing waste. However, during the refinement of cellulose, the low molecular weight part of it passes into the solution, therefore, accumulation in the spent alkaline solution proceeds from the refinement of the dissolved organic substances. With each repeated cooking cycle, their refinement in the solution becomes larger and larger, and in this connection, the reactivity of fresh alkali may be lost during the refinement process.

Недостатки данного способа сводятся к следующим:The disadvantages of this method are as follows:

- накопление в отработанном щелочном растворе от облагораживания растворенных органических веществ;- accumulation in spent alkaline solution from the refinement of dissolved organic substances;

- в связи с этим потеря реакционной способности свежей щелочи в процессе облагораживания.- in this regard, the loss of reactivity of fresh alkali in the process of upgrading.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым техническим решением, включают варку древесной щепы с сульфитным варочным раствором, нейтрализацию отработанного кислого варочного раствора отработанным щелочным раствором, облагораживание целлюлозы гидроксидом натрия и отбелку.Signs of the prototype, which are common with the claimed technical solution, include cooking wood chips with sulphite cooking solution, neutralization of spent acidic cooking solution with spent alkaline solution, refinement of cellulose with sodium hydroxide and bleaching.

Целью изобретения является увеличение содержания в готовой продукции α-целлюлозы, повышение эффективности снижения смолы и лигнина при одновременном снижении расхода исходных реагентов при облагораживании целлюлозы.The aim of the invention is to increase the content of α-cellulose in the finished product, increase the efficiency of reducing the resin and lignin while reducing the consumption of starting reagents when refining cellulose.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения целлюлозы для нитрования, включающем кислую варку целлюлозосодержащего сырья сульфитным варочным раствором, нейтрализацию отработанного кислого варочного раствора отработанным щелочным раствором, горячее облагораживание продукта варки гидроксидом натрия и последующую многоступенчатую отбелку, согласно изобретению, в качестве щелочного раствора для нейтрализации отработанного кислого варочного раствора используют смесь отработанного щелочного раствора от предыдущей ступени пероксидной отбелки и обессмоливателя, взятого в количестве 0,015-0,020% от массы а.с. волокна, при этом продукт варки выдерживают в течение 20-30 мин при температуре 70-80°С, после чего удаляют отработанный раствор для нейтрализации и проводят горячее облагораживание гидроксидом натрия в присутствии обессмоливателя, взятого в количестве 0,010-0,015% от массы а.с. волокна.This goal is achieved by the fact that in the method of producing cellulose for nitration, including acid cooking of cellulose-containing raw materials with sulphite cooking liquor, neutralizing the spent acid cooking liquor with spent alkaline solution, hot refinement of the cooking product with sodium hydroxide and subsequent multi-stage bleaching, according to the invention, as an alkaline solution for to neutralize the spent acid cooking liquor use a mixture of spent alkaline solution from the previous penalties for peroxide bleaching and deresinuator taken in an amount of 0.015-0.020% by weight fiber, while the cooking product is incubated for 20-30 minutes at a temperature of 70-80 ° C, after which the spent solution is removed to neutralize and hot refinement is carried out with sodium hydroxide in the presence of a de-resin, taken in an amount of 0.010-0.015% by weight of a.s . fiber.

В качестве обессмоливателя используют смесь, содержащую анионные, неионогенные и амфотерные поверхностно-активные компоненты, а также соль или соли из группы, включающей фосфаты и карбонаты натрия, дисиликат и сульфат натрия.A mixture containing anionic, nonionic and amphoteric surface-active components, as well as a salt or salts from the group consisting of sodium phosphates and carbonates, disilicate and sodium sulfate, is used as a deminegative.

Облагораживание продукта варки проводят при температуре 95-99°С, продолжительности 40-60 минут и расходе гидроксида натрия 4,0-4,5% к массе абсолютно-сухого волокна.Refining of the cooking product is carried out at a temperature of 95-99 ° C, a duration of 40-60 minutes and a consumption of sodium hydroxide 4.0-4.5% by weight of absolutely dry fiber.

Отбелку облагороженного волокна проводят по схеме: хелатирование (Q) - кислородное щелочение (окислительное щелочение) с добавкой пероксида водорода (ЩОП) - отбелка пероксидом водорода (П) - кисловка (К).The bleaching of the enriched fiber is carried out according to the scheme: chelation (Q) - oxygen alkalization (oxidative alkali) with the addition of hydrogen peroxide (ASC) - bleaching with hydrogen peroxide (P) - acid (K).

Признаки, отличительные от прототипа - использование в качестве щелочного раствора для нейтрализации отработанного кислого варочного раствора смеси отработанного щелочного раствора от предыдущей ступени пероксидной отбелки и обессмоливателя, а также проведение процесса облагораживания гидроксидом натрия в присутствии обессмоливателя. Отличительные признаки в совокупности с известными обеспечивают увеличение содержания в готовой продукции α-целлюлозы, снижение смолы и лигнина при одновременном снижении расхода исходных реагентов при облагораживании целлюлозы.Signs that distinguish it from the prototype are the use of a mixture of spent alkaline solution from the previous stage of peroxide bleaching and a demarcation agent as an alkaline solution to neutralize the spent acidic cooking liquor, as well as the process of enrichment with sodium hydroxide in the presence of a decolorizer. Distinctive features, in combination with the known ones, provide an increase in the content of α-cellulose in the finished product, a decrease in resin and lignin, while reducing the consumption of starting reagents during cellulose enrichment.

Способ получения целлюлозы для нитрования осуществляют в следующей последовательности: загружают еловую щепу в варочный котел, заполняют его бисульфитным раствором на натриевом основании, содержащим, в масс. %: Na2O 1,4-2,1, всего SO2 7,0-7,5, с pН 1,6-2,1, нагревают содержимое котла до температуры 147-150°С и выдерживают при этом в течение 7-8 часов.The method of producing cellulose for nitration is carried out in the following sequence: load spruce chips into the digester, fill it with a bisulfite solution on a sodium base, containing, in mass. %: Na 2 O 1.4-2.1, total SO 2 7.0-7.5, with pH 1.6-2.1, the contents of the boiler are heated to a temperature of 147-150 ° C and maintained for 7-8 hours.

По истечении указанного времени отбирают свободно стекающий отработанный сульфитный щелок для дальнейшей переработки. Сваренная целлюлозная масса насыщена отработанным кислым варочным раствором. Для нейтрализации отработанного кислого раствора от варки в котел подается отработанный щелочно-пероксидный раствор от ступени отбелки целлюлозы со следующей характеристикой: содержание остаточной щелочи, г/дм3 в ед. NaOH 0,8-1,0; содержание остаточного пероксида водорода, г/дм3 в ед. Н2О2 0,10-0,15; pН раствора 9,5-10,5 и предварительно смешанный с раствором обессмоливатель взятый в количестве 0,015-0,020% от массы сваренной целлюлозы. Температуру в котле поддерживают на уровне 70-80°С и выдерживают в течение 20-30 минут.After the specified time, free-flowing spent sulfite liquor is taken for further processing. The cooked pulp is saturated with spent acidic cooking liquor. To neutralize the spent acid solution from cooking, the spent alkaline peroxide solution from the pulp bleaching stage is fed into the boiler with the following characteristic: residual alkali content, g / dm 3 in units NaOH 0.8-1.0; the content of residual hydrogen peroxide, g / DM 3 in units H 2 O 2 0.10-0.15; The pH of the solution is 9.5-10.5 and the demineralizer pre-mixed with the solution is taken in an amount of 0.015-0.020% by weight of the cooked cellulose. The temperature in the boiler is maintained at a level of 70-80 ° C and maintained for 20-30 minutes.

После удаления из котла отработанного щелочно-пероксидного раствора в него вводят раствор гидроксида натрия в количестве 4,0-4,5% от массы целлюлозы и обессмоливатель, взятый в количестве 0,010-0,015% от массы сваренной целлюлозы, поддерживают температуру в котле на уровне 95-99С° и выдерживают при этом 40-60 минут.After removal of the spent alkaline-peroxide solution from the boiler, sodium hydroxide solution is introduced in it in an amount of 4.0-4.5% by weight of cellulose and a demineralizer, taken in an amount of 0.010-0.015% by weight of cooked cellulose, maintain the temperature in the boiler at 95 -99 ° C and withstand 40-60 minutes.

В процессе варки из щепы в раствор переходит основная часть лигнина, низкомолекулярных фракций углеводного состава и сопутствующих веществ в виде смол и жиров. Другая же часть этих компонентов удерживается волокнами целлюлозы как на поверхности, так и внутри самих волокон.In the process of cooking, the bulk of lignin, low molecular weight fractions of carbohydrate composition and related substances in the form of resins and fats pass from chips to the solution. The other part of these components is retained by cellulose fibers both on the surface and inside the fibers themselves.

Отработанный щелочно-пероксидный раствор от ступени отбелки в смеси с обессмоливателем используется как реагент для нейтрализации и предварительной обработки целлюлозы с целью обеспечения наилучших условий по удалению сопутствующих компонентов из целлюлозы. Достигается это тем, что:The spent alkaline peroxide solution from the bleaching stage in a mixture with a demineralizer is used as a reagent for the neutralization and pretreatment of cellulose in order to ensure the best conditions for removing related components from cellulose. This is achieved by the fact that:

- под воздействием указанной смеси происходит нейтрализация оставшейся свободной части отработанного кислого варочного раствора;- under the influence of this mixture, the remaining free part of the spent acidic cooking solution is neutralized;

- на границе раздела жидкость - волокно целлюлозы за счет диффузионных процессов происходит снижение концентрации варочного раствора и замещение его в волокнах целлюлозы на щелочно-пероксидный раствор, и при этом не возникает проблемы с удалением примесей из глубинных слоев волокна;- at the liquid – cellulose fiber interface, due to diffusion processes, the concentration of the cooking solution decreases and it is replaced in the cellulose fibers with an alkaline peroxide solution, and there is no problem removing impurities from the deep layers of the fiber;

- наличие в щелочном растворе небольшого количества остаточного пероксида водорода обусловливает интенсификацию процесса извлечения лигнина из волокон целлюлозы;- the presence in the alkaline solution of a small amount of residual hydrogen peroxide causes the intensification of the process of extracting lignin from cellulose fibers;

- присутствие обессмоливателя способствует возрастанию поверхностной активности, в результате чего снижается поверхностное натяжение на границе раздела целлюлоза - щелочно-перексидный раствор, а следовательно, эффективнее осуществляется извлечение смолы из целлюлозы, и кроме того, образуется более стабильная эмульсия смолы в щелочно-пероксидном растворе.- the presence of a demarcation promotes an increase in surface activity, as a result of which the surface tension at the cellulose-alkaline-peroxide solution interface decreases, and therefore, the resin is more efficiently extracted from the cellulose, and in addition, a more stable emulsion of the resin in the alkaline-peroxide solution is formed.

- предобработка целлюлозной массы щелочно-пероксидным раствором в смеси с обессмоливателем повышает скорость окисления лигнина в большей степени, чем скорость окисления целлюлозы, обеспечивая повышение селективности делигнификации и уменьшение деструкции целлюлозы.- pretreatment of the pulp with an alkaline peroxide solution in a mixture with a degreasing agent increases the rate of lignin oxidation to a greater extent than the rate of oxidation of cellulose, increasing the selectivity of delignification and reducing the destruction of cellulose.

Наличие обессмоливателя в растворе гидроксида натрия, используемого для облагораживания целлюлозы, направлено на закрепление достигнутых результатов по обессмоливанию при проведении предобработки целлюлозы щелочно-пероксидным раствором.The presence of a deminegative in the sodium hydroxide solution used to refine cellulose is aimed at consolidating the achieved results on the demineralization during the pretreatment of cellulose with an alkaline peroxide solution.

Пример 1. 1000 г. абсолютно-сухой еловой щепы загружают в варочный аппарат, снабженный циркуляционным устройством, и запивают сульфитным варочным раствором на натриевом основании, имеющим pН 1,7 и содержащим всего SO2 6,5% при гидромодуле 1:4. Осуществляют подъем температуры до 115 С° в течение 2,5 часов, при этой температуре выдерживают 1,5 часа для завершения пропитки, затем температуру поднимают в течение 1,5 часа до 149°С и проводят варку в течение 2,5 часа. По истечении указанного времени отработанный кислый варочный раствор удаляют, аппарат заполняют щелочно-пероксидным раствором, содержащим гидроксид натрия при концентрации 1,0 г/дм3, пероксид водорода при концентрации 0,15 г/дм3, с pН раствора 10, предварительно смешанный с раствором обессмоливателя, взятом в количестве 0,015% от массы сваренной целлюлозы. При этом выдерживают содержимое аппарата в течение 20 мин. при температуре 80°С. Проводят одновременно нейтрализацию кислых остатков и, так сказать, предобработку целлюлозы. После окончания предобработки удаление отработанного щелочно-пероксидного раствора ведут вытеснением его свежим раствором гидроксида натрия, взятом в количестве 4,5% к массе абсолютно-сухого волокна, предварительно смешав с обессмоливателем, взятом в количестве 0,01% к массе абсолютно-сухого волокна при температуре 98°С в течение 1,5 часа и концентрации массы 12%. Последующую отбелку проводят по схеме: хелатирование (Q) - кислородное щелочение (окислительное щелочение) с добавкой пероксида водорода (ЩОП) - отбелка пероксидом водорода (П) - кисловка (К).Example 1. 1000 g of absolutely dry spruce chips are loaded into a cooker equipped with a circulating device and washed down with a sulphite cooking solution on a sodium base having a pH of 1.7 and containing only 6.5% SO 2 with a 1: 4 hydromodule. The temperature is raised to 115 ° C for 2.5 hours, this temperature is maintained for 1.5 hours to complete the impregnation, then the temperature is raised for 1.5 hours to 149 ° C and cooking is carried out for 2.5 hours. After the specified time, the spent acidic cooking solution is removed, the apparatus is filled with an alkaline peroxide solution containing sodium hydroxide at a concentration of 1.0 g / dm 3 , hydrogen peroxide at a concentration of 0.15 g / dm 3 , with a pH of solution 10, pre-mixed with a solution of deminegative taken in an amount of 0.015% by weight of the cooked pulp. At the same time maintain the contents of the apparatus for 20 minutes at a temperature of 80 ° C. At the same time, neutralization of acid residues and, so to speak, pretreatment of cellulose are carried out. After the pretreatment is completed, the spent alkaline peroxide solution is removed by displacing it with a fresh sodium hydroxide solution, taken in an amount of 4.5% by weight of absolutely dry fiber, pre-mixed with a de-resin, taken in an amount of 0.01% by weight of absolutely dry fiber at a temperature of 98 ° C for 1.5 hours and a mass concentration of 12%. Subsequent bleaching is carried out according to the scheme: chelation (Q) - oxygen alkalization (oxidative alkali) with the addition of hydrogen peroxide (ASC) - bleaching with hydrogen peroxide (P) - acid (K).

Одну из ступеней отбелки, после которой используют отработанный щелочно-пероксидный раствор для предобработки целлюлозной массы, рассмотрим более подробно. Отбелку целлюлозы ведут щелочным раствором пероксида водорода при температуре не ниже 80°С в течение 120 минут. Расход отбеливающих реагентов, кг/т массы: гидроксид натрия - 12, пероксид водорода - 4,5. Одним из основных условий прекращения реакции пероксида водорода и целлюлозы является то, что часть щелочного реагента и пероксида водорода должна остаться не израсходованной на реакцию, поскольку только в этом случае не происходит реверсии цвета целлюлозы. По истечении времени выдержки щелочно-перекисный раствор отделяется от целлюлозы и используется для других целей. Отработанный щелочно-пероксидный раствор от ступени отбелки характеризуется следующими показателями качества: содержание остаточной щелочи, г/дм3 в ед. NaOH 0,8-1,0; содержание остаточного пероксида водорода, г/дм3 в ед. Н2О2 0,10 - 0,15; pН раствора 9,5-10,5We will consider in more detail one of the stages of bleaching, after which the spent alkaline peroxide solution is used to pretreat the pulp. Cellulose is bleached with an alkaline solution of hydrogen peroxide at a temperature of at least 80 ° C for 120 minutes. The consumption of bleaching reagents, kg / t mass: sodium hydroxide - 12, hydrogen peroxide - 4.5. One of the main conditions for terminating the reaction of hydrogen peroxide and cellulose is that part of the alkaline reagent and hydrogen peroxide should remain unused for the reaction, since only in this case does not reverse the color of the cellulose. After the exposure time, the alkaline peroxide solution is separated from the cellulose and used for other purposes. The spent alkaline peroxide solution from the bleaching stage is characterized by the following quality indicators: residual alkali content, g / dm 3 in units NaOH 0.8-1.0; the content of residual hydrogen peroxide, g / DM 3 in units H 2 O 2 0.10 - 0.15; pH of the solution 9.5-10.5

Пример 2. Условия проведения процесса и последовательность операций варки, нейтрализации, щелочного облагораживания и отбелки те же, что в примере 1.Example 2. The process conditions and the sequence of operations of cooking, neutralization, alkaline refinement and bleaching are the same as in example 1.

Отличия состоят в том, что нейтрализацию кислого остатка и предобработку целлюлозы щелочно-перекисным раствором ведут при температуре 70°С в течение 30 минут с расходом обессмоливателя 0,017% от массы целлюлозы.The differences are that the neutralization of the acidic residue and the pretreatment of cellulose with an alkaline peroxide solution is carried out at a temperature of 70 ° C for 30 minutes with a flow rate of the de-grinder of 0.017% by weight of the cellulose.

Щелочное облагораживание проводят гидроксидом натрия при расходе его 4,0% при температуре 90°С в течение 60 минут с расходом обессмоливателя 0,010%.Alkaline refinement is carried out with sodium hydroxide at a flow rate of 4.0% at a temperature of 90 ° C for 60 minutes with a consumption of de-grinding agent of 0.010%.

Пример 3. Условия проведения процесса и последовательность операций варки, нейтрализации, щелочного облагораживания и отбелки те же, что в примере 1.Example 3. The process conditions and the sequence of operations of cooking, neutralization, alkaline refinement and bleaching are the same as in example 1.

Отличия состоят в том, что нейтрализацию кислого остатка и предобработку целлюлозы щелочно-перекисным раствором ведут при температуре 75°С в течение 25 минут с расходом обессмоливателя 0, 020% от массы целлюлозы.The differences are that the neutralization of the acidic residue and the pretreatment of cellulose with an alkaline peroxide solution is carried out at a temperature of 75 ° C for 25 minutes with a consumption of de-grinder 0, 020% of the mass of cellulose.

Щелочное облагораживание проводят гидроксидом натрия при расходе его 4,3% при температуре 99°С в течение 60 минут с расходом обессмоливателя 0,015%.Alkaline refinement is carried out with sodium hydroxide at a flow rate of 4.3% at a temperature of 99 ° C for 60 minutes with a consumption of de-grinding agent of 0.015%.

Пример 4 (аналог). Условия проведения процесса и последовательность операций варки, щелочного облагораживания и отбелки те же, что в примере 1.Example 4 (analogue). The process conditions and the sequence of operations of cooking, alkaline refinement and bleaching are the same as in example 1.

Отличия состоят в том, что варку проводят в присутствии обессмоливателя с расходом 0,045%, а щелочное облагораживание проводят гидроксидом натрия при расходе его 7,5% при температуре 100°С в течение 90 минут в присутствии кислорода с расходом 0,75% от массы волокна.The differences are that the cooking is carried out in the presence of a de-grinder with a flow rate of 0.045%, and alkaline refinement is carried out with sodium hydroxide at a flow rate of 7.5% at a temperature of 100 ° C for 90 minutes in the presence of oxygen with a flow rate of 0.75% by weight of fiber .

Пример 5 (прототип). Условия проведения процесса и последовательность операций варки, щелочного облагораживания и отбелки те же, что в примере 1.Example 5 (prototype). The process conditions and the sequence of operations of cooking, alkaline refinement and bleaching are the same as in example 1.

Отличия состоят в том, что щелочное облагораживание проводят гидроксидом натрия в смеси с отработанным щелоком от предыдущей ступени облагораживания при соотношении 50:50 при температуре 100°С в течение 120 минут.The differences are that alkaline enrichment is carried out with sodium hydroxide in a mixture with spent liquor from the previous enrichment stage at a ratio of 50:50 at a temperature of 100 ° C for 120 minutes.

В таблице представлены сравнительные данные по качеству целлюлозы, полученной по заявляемому способу, способу-аналогу и способу-прототипу.The table presents comparative data on the quality of the pulp obtained by the present method, the method is similar and the prototype method.

Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемый способ позволяет снизить содержание в готовой целлюлозе смолы и лигнина, при сохранении высокого уровня содержания α-целлюлозы.From the data in the table it is seen that the proposed method allows to reduce the content of resin and lignin in the finished cellulose, while maintaining a high level of α-cellulose.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (3)

1. Способ получения целлюлозы для нитрования, включающий кислую варку целлюлозосодержащего сырья сульфитным варочным раствором, нейтрализацию отработанного кислого варочного раствора отработанным щелочным раствором, горячее облагораживание продукта варки гидроксидом натрия и последующую многоступенчатую отбелку, отличающийся тем, что в качестве щелочного раствора для нейтрализации отработанного кислого варочного раствора используют смесь отработанного щелочного раствора от предыдущей ступени пероксидной отбелки и обессмоливателя, взятого в количестве 0,015-0,020% от массы а.с. волокна, при этом продукт варки выдерживают в течение 20-30 мин при температуре 70-80°С, после чего удаляют отработанный раствор для нейтрализации и проводят горячее облагораживание гидроксидом натрия в присутствии обессмоливателя, взятого в количестве 0,010-0,015% от массы а.с. волокна.1. A method of producing cellulose for nitration, including acid cooking of cellulose-containing raw materials with a sulfite cooking liquor, neutralizing the spent acid cooking liquor with an spent alkaline solution, hot refining the cooking product with sodium hydroxide and subsequent multi-stage bleaching, characterized in that as an alkaline solution for neutralizing the spent acid cooking the solution using a mixture of spent alkaline solution from the previous stage of peroxide bleaching and demolition la, taken in an amount of 0,015-0,020% by weight of AS fiber, while the cooking product is incubated for 20-30 minutes at a temperature of 70-80 ° C, after which the spent solution is removed to neutralize and hot refinement is carried out with sodium hydroxide in the presence of a de-resin, taken in an amount of 0.010-0.015% by weight of a.s . fiber. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве обессмоливателя используют смесь, содержащую анионные, неионогенные и амфотерные поверхностно-активные компоненты, а также соль или соли из группы, включающей фосфаты и карбонаты натрия, дисиликат и сульфат натрия.2. The method according to p. 1, characterized in that the mixture containing anionic, nonionic and amphoteric surface-active components, as well as a salt or salts from the group consisting of sodium phosphates and carbonates, disilicate and sodium sulfate, is used as a de-grinding agent. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что облагораживание продукта варки проводят при температуре 95-99°С, продолжительности 40-60 минут и расходе гидроксида натрия 4,0-4,5% к массе абсолютно сухого волокна.3. The method according to p. 1, characterized in that the refinement of the cooking product is carried out at a temperature of 95-99 ° C, a duration of 40-60 minutes and a flow of sodium hydroxide of 4.0-4.5% by weight of absolutely dry fiber.
RU2017131801A 2017-09-12 2017-09-12 Method of preparation of cellulose for nitration RU2674198C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131801A RU2674198C1 (en) 2017-09-12 2017-09-12 Method of preparation of cellulose for nitration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131801A RU2674198C1 (en) 2017-09-12 2017-09-12 Method of preparation of cellulose for nitration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2674198C1 true RU2674198C1 (en) 2018-12-05

Family

ID=64603723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017131801A RU2674198C1 (en) 2017-09-12 2017-09-12 Method of preparation of cellulose for nitration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2674198C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1379381A1 (en) * 1986-04-07 1988-03-07 Ленинградская лесотехническая академия им.С.М.Кирова Method of producing pulp for chemical treatment
US4981556A (en) * 1986-08-14 1991-01-01 Alby Klorat Ab Process for the preparation of sulfide-free alkali liquor using copperoxide
SU1730299A1 (en) * 1989-09-25 1992-04-30 Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности Method of producing cellulose for chemical processing
RU2012142263A (en) * 2012-10-05 2014-04-10 Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации METHOD FOR PRODUCING CELLULOSE FOR CHEMICAL PROCESSING

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1379381A1 (en) * 1986-04-07 1988-03-07 Ленинградская лесотехническая академия им.С.М.Кирова Method of producing pulp for chemical treatment
US4981556A (en) * 1986-08-14 1991-01-01 Alby Klorat Ab Process for the preparation of sulfide-free alkali liquor using copperoxide
SU1730299A1 (en) * 1989-09-25 1992-04-30 Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности Method of producing cellulose for chemical processing
RU2012142263A (en) * 2012-10-05 2014-04-10 Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации METHOD FOR PRODUCING CELLULOSE FOR CHEMICAL PROCESSING

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3652387A (en) Process for the manufacture of dissolving-grade pulp
RU2546497C1 (en) Compact method of producing preliminarily hydrolysed cellulose
RU2534067C2 (en) Method of obtaining cellulose from lignocellulose-containing biomass
CN103726377A (en) Clean pulping method for low-polymerization degree bamboo pulp
CN103924470A (en) Unbleached pulp production method for increasing whiteness of pulp
CN102388177A (en) Pulping process for quality protection including methods for hemicellulose extraction and treatment of hemicellulose -extracted lignocellulosic materials
RU2674198C1 (en) Method of preparation of cellulose for nitration
EP2580389B1 (en) Method of manufacturing pulp for corrugated medium
JP6581137B2 (en) Method for producing dissolved kraft pulp
EP2900393B1 (en) Chemical treatment of lignocellulosic fiber bundle material, and methods and systems relating thereto
JP6196022B2 (en) Method for producing dissolved kraft pulp
KR20180083251A (en) Cellulose production method
JP2008308812A (en) Processes and systems for bleaching lignocellulose pulps following cooking with soda and anthraquinone
CN105484084B (en) A kind of method that cotton linter prepares dissolving pulp
RU2797173C1 (en) Method for making cellulose for chemical processing
SU1730299A1 (en) Method of producing cellulose for chemical processing
RU2738813C1 (en) Method of producing cellulose for chemical processing
JP6358771B2 (en) Method for producing dissolved kraft pulp
US2080533A (en) Preparation of cellulosic material
RU2045597C1 (en) Method for production of cellulose
RU2607172C1 (en) Method of cellulose producing for ethers and esters
RU2017103170A (en) METHODS FOR IMPROVING CELLULOSE BOILER EFFICIENCY
JP2014034744A (en) Method for producing dissolving kraft pulp
JP6221218B2 (en) Method for producing dissolved kraft pulp
JP6334083B2 (en) Dissolving pulp

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190913