RU2746828C2 - Application of comb-like polymers as sediment inhibitors in production of cellulose by sulfate method (kraft process) - Google Patents
Application of comb-like polymers as sediment inhibitors in production of cellulose by sulfate method (kraft process) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746828C2 RU2746828C2 RU2019121787A RU2019121787A RU2746828C2 RU 2746828 C2 RU2746828 C2 RU 2746828C2 RU 2019121787 A RU2019121787 A RU 2019121787A RU 2019121787 A RU2019121787 A RU 2019121787A RU 2746828 C2 RU2746828 C2 RU 2746828C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acid
- acids
- comb
- polymers
- monoethylenically unsaturated
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/22—Other features of pulping processes
- D21C3/226—Use of compounds avoiding scale formation
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-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
- D21C9/02—Washing ; Displacing cooking or pulp-treating liquors contained in the pulp by fluids, e.g. wash water or other pulp-treating agents
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polyethers (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к применению гребнеобразных полимеров в качестве ингибиторов отложений при получении целлюлозы сульфатным способом (крафт-процесс).The present invention relates to the use of comb polymers as scale inhibitors in kraft pulp production.
Самым важным и наиболее часто используемым способом производства целлюлозы является сульфатная варка, или крафт-процесс. В 1884 году К.Ф.Даль запатентовал способ с использованием сульфида натрия или сульфата натрия. Полученная при этом сульфатная целлюлоза, благодаря своей высокой прочности, в частности, в случае бумаги, испытывающей высокие механические напряжения, называется крафт-бумагой, и соответственно также крафт-целлюлозой.The most important and most commonly used method of making pulp is the kraft process. In 1884, C.F. Dahl patented a method using sodium sulfide or sodium sulfate. The resulting sulphate pulp, due to its high strength, in particular in the case of paper subjected to high mechanical stress, is called kraft paper, and accordingly also kraft pulp.
В основе способа лежит частичная растворимость лигнина в горячих растворах. В щелочном способе используются варочные щелоки, которые содержат гидроксид натрия, сульфид натрия, сульфат натрия и карбонат натрия. Щепу обрабатывают в автоклаве в течение трех-шести часов при повышенном давлении (7-10 бар) и температуре 140-170°C.The method is based on the partial solubility of lignin in hot solutions. The alkaline process uses cooking liquors that contain sodium hydroxide, sodium sulfide, sodium sulfate and sodium carbonate. The chips are processed in an autoclave for three to six hours at an elevated pressure (7-10 bar) and a temperature of 140-170 ° C.
С одной стороны, сульфид натрия усиливает делигнификацию, при этом лигнин расщепляется за счет нуклеофильной атаки сульфидных анионов и превращается в так называемый черный щелок (растворимый щелочной лигнин), а с другой стороны, увеличивается длина волокон. Наряду с лигнином, в более щелочном диапазоне разлагаются также углеводы. Полисульфидсодержащие щелоки стабилизируют полисахариды. Бумага из краф-целлюлозы является прочной на разрыв, стойкой к излому и прочной на растяжение. Преимуществами сульфатного способа является хорошая пропитка щепы в щелочном растворе и, следовательно, более короткое время варки, его можно применять практически для любой древесины. Сульфатная целлюлоза содержит еще большее количество полисахаридов и является более темной, чем сульфитная целлюлоза. Она не имеет достаточно высокого содержания α-целлюлоза для получения производных целлюлозы. Скапливающийся в сульфатном процессе отработанный щелок, содержащий лигнин, сгущают и сжигают, что может удовлетворить потребность в энергии всего процесса. В качестве ценных побочных продуктов получают скипидар и около 30-35 кг таллового масла на 1000 кг целлюлозы.On the one hand, sodium sulfide enhances delignification, while lignin is cleaved due to the nucleophilic attack of sulfide anions and turns into the so-called black liquor (soluble alkaline lignin), and on the other hand, the length of the fibers increases. Along with lignin, carbohydrates are also decomposed in the more alkaline range. Polysulfide-containing liquors stabilize polysaccharides. Kraft pulp paper is tear resistant, break resistant and tensile strength. The advantages of the sulphate method are good impregnation of chips in an alkaline solution and, therefore, a shorter cooking time, it can be used for almost any wood. Sulphate cellulose contains even more polysaccharides and is darker than sulphite cellulose. It does not have a high enough α-cellulose content to produce cellulose derivatives. The lignin-containing waste liquor accumulated in the sulphate process is thickened and burned, which can satisfy the energy demand of the entire process. Turpentine and about 30-35 kg of tall oil per 1000 kg of cellulose are obtained as valuable by-products.
В процессе варки из древесины выделяются в раствор ионы кальция. Они реагируют с присутствующим в варочном щелоке карбонатом натрия с образованием плохо растворимого карбоната кальция. Образующийся карбонат кальция осаждается внутри варочного аппарата на трубопроводах, теплообменниках, и т.д. Это уменьшает проток через варочный котел, эффективное количество щелока, а также теплопередачу. Наконец, установку необходимо останавливать уже через короткое время для чистки. Чтобы увеличить интервалы между чистками, в процесс варки добавляются ингибиторы отложений карбоната кальция.During the cooking process, calcium ions are released from the wood into the solution. They react with sodium carbonate present in the cooking liquor to form poorly soluble calcium carbonate. The resulting calcium carbonate is deposited inside the cooker on pipelines, heat exchangers, etc. This reduces the flow through the digester, the effective amount of liquor, and also the heat transfer. Finally, the installation must be stopped after a short time for cleaning. Calcium carbonate scale inhibitors are added to the cooking process to extend the cleaning intervals.
Эти ингибиторы отложений описаны в различных патентах и публикациях. Хороший обзор ингибиторов отложений карбоната кальция на основе фосфоновой кислоты приведен в патентных заявках WO 02/098802 A1 и WO 02/98803 A1 фирмы Solutia Inc.These scale inhibitors are described in various patents and publications. A good overview of phosphonic acid based calcium carbonate scale inhibitors is found in patent applications WO 02/098802 A1 and WO 02/98803 A1 from Solutia Inc.
Кроме того, было опубликовано также большое число патентов, относящихся к полимерам на основе акрилата. Так, в JPH 1025684 (A) описан тройной сополимер на основе малеиновой кислоты, акриловой кислоты и 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты (AMPS) с молекулярным весом от 500 до 20000 г/моль.In addition, a large number of patents have also been published relating to acrylate-based polymers. Thus, JPH 1025684 (A) describes a terpolymer based on maleic acid, acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) with a molecular weight of 500 to 20,000 g / mol.
В документе US 5409571 A описан сополимер на основе малеиновой кислоты и акриловой кислоты, который был полимеризован с добавлением гипофосфита. Молекулярный вес составляет от 500 до 10000 г/моль.US Pat. No. 5,409,571 A describes a maleic acid-acrylic acid copolymer that has been polymerized with the addition of hypophosphite. The molecular weight ranges from 500 to 10,000 g / mol.
Применение полиитаконовой кислоты в смеси с фосфоновыми кислотами известно из японского патента JP 2011-052358 (A). В случае "ингибитора отложений-1" смешивают полиитаконовую кислоту и 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновую кислоту (HEDP).The use of polyitaconic acid in a mixture with phosphonic acids is known from JP 2011-052358 (A). In the case of "scale inhibitor-1", polyitaconic acid and 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid (HEDP) are mixed.
Из JP 2014-147911 (A) известна смесь двух полимеров полиитаконовой кислоты с разными молекулярными весами. Полимер A имеет молекулярный вес от 500 до 15000 г/моль, а полимер B имеет молекулярный вес от 15000 до 40000 г/моль.A mixture of two polyitaconic acid polymers with different molecular weights is known from JP 2014-147911 (A). Polymer A has a molecular weight of 500 to 15,000 g / mol and polymer B has a molecular weight of 15,000 to 40,000 g / mol.
В WO 00/12436 A патентуется сополимер 1,2-дигидрокси-3-бутена и другого мономера из группы малеиновой кислоты, акриловой кислоты, акриламида, метакриловой кислоты, итаконовой кислоты, винилсульфоновой кислоты, стиролсульфоновой кислоты, N-трет-бутилакриламида, бутоксиметилакриламида, N,N-диметилакриламида, 2-акриламидo-2-метилпропансульфоновой кислоты и их солей.WO 00/12436 A patents a copolymer of 1,2-dihydroxy-3-butene and another monomer from the group of maleic acid, acrylic acid, acrylamide, methacrylic acid, itaconic acid, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, N-tert-butyl acrylamide, butoxymethyl acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and their salts.
Перечисленные публикации относятся исключительно к ингибированию отложений неорганического карбоната кальция.The publications listed relate exclusively to the inhibition of inorganic calcium carbonate deposits.
Если при производстве целлюлозы сульфатным способом применяется высокосмолистая древесина твердых пород, как, например, береза, возникают дополнительная проблема. Содержащаяся смола приводит к липким отложениям, так называемым "вару" или "липучке", которые в процессе производства могут привести к увеличению количества отбеливающих химикатов или проблемам на бумагоделательной машине. Чтобы удалить эти липкие вещества из процесса, уже в процессе варки добавляют диспергаторы смолы.If a highly resinous hardwood such as birch is used in the sulphate pulp process, an additional problem arises. The contained resin leads to sticky deposits, so-called "varu" or "sticky", which during production can lead to an increase in the amount of bleaching chemicals or problems on the paper machine. To remove these sticky substances from the process, resin dispersants are added during the cooking process.
В документе WO 2010/019425 A1 при описании уровня техники приводится хороший обзор того, какие вещества можно использовать в качестве диспергатора смолы.WO 2010/019425 A1 describes the prior art with a good overview of what substances can be used as a resin dispersant.
В самой этой заявке раскрывается смесь триглицеридного масла или триглицеридного алкилового эфира с ПАВами на основе полиалкиленгликоля и/или смолой, канифольным мылом, талловым маслом, талловым мылом и их производными.This application itself discloses a mixture of triglyceride oil or triglyceride alkyl ether with polyalkylene glycol surfactants and / or resin, rosin soap, tall oil, tall oil and derivatives thereof.
Документ WO 2008/057492 A2 описывает сополимер винилового спирта и винилацетата, а также гидрофобно модифицированную гидроксиэтилцеллюлозу в качестве агента уменьшения липкости. Кроме того, упоминаются ферменты, которые катализируют гидролиз смолы.WO 2008/057492 A2 describes a vinyl alcohol / vinyl acetate copolymer and hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose as a tackifier. In addition, enzymes are mentioned which catalyze the hydrolysis of the resin.
Документ WO 2004/057101 A1 описывает смесь жирных кислот и смоляных кислот в качестве эффективного диспергатора экстрагируемых веществ.WO 2004/057101 A1 describes a mixture of fatty acids and resin acids as an effective dispersant of extractables.
Перечисленные публикации относятся исключительно к ингибированию отложений органических смол.The publications listed relate exclusively to the inhibition of organic resin deposits.
Из практики известно, что хотя благодаря использованию, например, таллового масла в процессе варки проблемы со смолой заметно ослабляются, но это значительно увеличивает тенденцию к образованию неорганических отложений. Эта тенденция повышается с повышением концентрации кальция, присутствующего в варочном щелоке. Чем выше концентрация кальция, тем выше склонность к образованию отложений карбоната кальция.It is known from practice that although the use of, for example, tall oil in the cooking process reduces resin problems noticeably, this significantly increases the tendency to form inorganic deposits. This trend increases with the concentration of calcium present in the cooking liquor. The higher the calcium concentration, the higher the tendency to form calcium carbonate deposits.
Кроме того, имеется еще и второй негативный эффект от добавления таллового масла. Прежде эффективные ингибиторы отложений снижают свой эффект из-за добавления таллового масла. Даже повышение дозировки в этих случаях уже недостаточно. Происходит интенсивное отложение в котлах, трубах и теплообменниках.In addition, there is a second negative effect of adding tall oil. Previously effective scale inhibitors are reduced by the addition of tall oil. Even increasing the dosage in these cases is no longer enough. Intensive deposition occurs in boilers, pipes and heat exchangers.
Из уровня техники не известны работы, направленные на устранение неблагоприятного влияния диспергаторов смол на тенденцию к отложению карбоната кальция.There is no prior art known to address the adverse effect of resin dispersants on the tendency to calcium carbonate deposition.
Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы эффективно предотвратить отрицательное влияние диспергатора смол на ингибиторы осаждения CaCO3 в крафт-процессе. Согласно изобретению, необходимо предложить полимеры, которые эффективно ингибируют отложения CaCO3 в процессе варки в случаях добавления диспергаторов смолы на основе органических карбоновых кислот.Thus, it is an object of the present invention to effectively prevent the resin dispersant from negatively affecting the CaCO 3 precipitation inhibitors in the kraft process. According to the invention, it is necessary to provide polymers which effectively inhibit CaCO 3 deposition during cooking in the case of adding resin dispersants based on organic carboxylic acids.
Неожиданно было обнаружено, что гребнеобразные полимеры с простыми полиэфирными боковыми цепями существенно снижают тенденцию к образованию отложений карбоната кальция при варке целлюлозы сульфатным способом. Если в процесс варки, осуществляемый с диспергатором смол и стандартным ингибитором отложения CaCO3, добавить гребнеобразный полимер, то происходит значительное уменьшение отложений CaCO3.Surprisingly, it has been found that comb polymers with polyether side chains significantly reduce the tendency to form calcium carbonate deposits during sulfate pulping. When a comb polymer is added to the cooking process with a resin disperser and a standard CaCO 3 deposition inhibitor, there is a significant reduction in CaCO 3 deposition.
Используемые в соответствии с изобретением гребнеобразные полимеры могут быть получены путем радикальной полимеризации моноэтиленово-ненасыщенных мономеров из группы A1) моноэтиленово-ненасыщенных кислот и их солей и из группы A2) моноэтиленово-ненасыщенных простых полиэфиров.The comb polymers used in accordance with the invention can be obtained by radical polymerization of monoethylenically unsaturated monomers from group A1) monoethylenically unsaturated acids and their salts and from group A2) monoethylenically unsaturated polyethers.
Поэтому объектом изобретения является применение гребнеобразных полимеров, получаемых радикальной полимеризации моноэтиленово-ненасыщенных мономеровTherefore, the object of the invention is the use of comb-like polymers obtained by radical polymerization of monoethylenically unsaturated monomers
из группы A1) моноэтиленово-ненасыщенных кислот и их солей иfrom group A1) monoethylenically unsaturated acids and their salts and
из группы A2) моноэтиленово-ненасыщенных простых полиэфиров,from group A2) monoethylenically unsaturated polyethers,
в качестве ингибиторов отложений в процессе получения целлюлозы сульфатным способом (крафт-процесс).as inhibitors of deposits in the process of obtaining cellulose by the sulfate method (kraft process).
Эффект, или влияние на ингибирование отложений карбоната кальция в предшествующем уровне техники не упоминалось. Действие или влияние добавления диспергаторов смол на основе таллового масла на эффект ингибирования отложений также не обсуждалось в предшествующем уровне техники.The effect or influence on the inhibition of calcium carbonate deposits has not been mentioned in the prior art. The effect or effect of adding tall oil resin dispersants on the scale inhibiting effect has also not been discussed in the prior art.
Получение используемых согласно изобретению гребнеобразных полимеров путем радикальной полимеризации специалисту известно и может быть осуществлено в соответствии с европейской патентной заявкой ЕР 0537870 А. В этой связи полное содержание указанной публикации вводится ссылкой.The preparation of the comb-like polymers used according to the invention by radical polymerization is known to the person skilled in the art and can be carried out in accordance with European patent application EP 0537870 A. In this connection, the entire content of this publication is introduced by reference.
Примерами мономеров группы A1, т.е. моноэтиленово-ненасыщенных кислот и их солей, являются акриловая кислота, метакриловая кислота, кротоновая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, винилсульфоновая кислота, аллилсульфоновая кислота, металллсульфоновая кислота, 2-акриламидo-2-метилпропансульфоновая кислота, стиролсульфоновая кислота, винилфосфоновая кислота. Мономеры группы A1 могут применяться по отдельности или как смесь разных мономеров. Предпочтительно, акриловая кислота, метакриловая кислота или малеиновая кислота используются в количестве от 5 до 95 вес.% в расчете на полимер, особенно предпочтительно акриловая кислота или малеиновая кислота используется в количестве от 10 до 90 вес.% в расчете на полимер.Examples of monomers of group A1, i.e. monoethylenically unsaturated acids and their salts are acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, metal sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, styrene ... Group A1 monomers can be used individually or as a mixture of different monomers. Preferably, acrylic acid, methacrylic acid or maleic acid is used in an amount of 5 to 95% by weight based on polymer, particularly preferably acrylic acid or maleic acid is used in an amount of 10 to 90% by weight based on polymer.
Примерами мономеров группы А2, т.е. моноэтиленненасыщенных простых полиэфиров, являются моноаллиловый эфир полиэтиленгликоля, моноаллиловый эфир полипропиленгликоля и моноаллиловый эфир полиэтилен-полипропилена; они доступны для приобретения, например, от фирмы Clariant под линейкой продукции Polyglykol® A, от фирмы BASF под линейкой продукции Pluriol® A...R или от фирмы NOF Corporation под линейкой продукции Uniox®, Unisafe® и Unilube®. Другими примерами являются моновиниловый эфир полиэтиленгликоля (линейка продукции Polyglycol® R фирмы Clariant), изопренилэтоксилаты (линейка продукции Pluriol® A...I фирмы BASF) и винилоксибутилэтоксилаты (линейка продукции Pluriol® A...V фирмы BASF).Examples of monomers of the A2 group, i.e. monoethylenically unsaturated polyethers are polyethylene glycol monoallyl ether, polypropylene glycol monoallyl ether and polyethylene-polypropylene monoallyl ether; they are available for purchase, for example, from Clariant under the Polyglykol® A product line, from BASF under the Pluriol® A ... R product line, or from NOF Corporation under the Uniox®, Unisafe® and Unilube® product lines. Other examples are polyethylene glycol monovinyl ether (Clariant's Polyglycol® R product line), isoprenylethoxylates (BASF's Pluriol® A ... I product line) and vinyloxybutylethoxylates (BASF's Pluriol® A ... V product line).
Мономеры группы А2 могут иметь на конце ОН или концевую группу. Мономеры могут использоваться по отдельности или в виде смеси разных мономеров. Предпочтительно использовать моноаллиловые эфиры полиалкилгликоля в количестве от 2 до 25 вес.% в расчете на полимер, особенно предпочтительно использовать моноаллиловый эфир полиэтиленгликоля и моноаллиловый эфира полиэтилена-полипропилена в количестве от 5 до 20 вес.% в расчете на полимер.Group A2 monomers can be terminally OH or terminated. Monomers can be used singly or as a mixture of different monomers. It is preferable to use polyalkyl glycol monoallyl ethers in an amount of 2 to 25% by weight based on polymer, particularly preferably polyethylene glycol monoallyl ether and polyethylene-polypropylene monoallyl ether in an amount of 5 to 20% by weight based on polymer.
Согласно изобретению, применение в рамках получения целлюлозы сульфатным способом может быть реализовано в непрерывном или периодическом режиме, добавляя гребнеобразный полимер в варочный щелок отдельно, или вводя гребнеобразный полимер в варочный щелок как компонент ингибитора отложений CaCO3 или диспергатора смол. Поэтому следующим объектом изобретения является ингибитор отложений CaCO3, который содержит гребнеобразный полимер согласно изобретению.According to the invention, the sulfate pulping application can be carried out continuously or batchwise by adding the comb polymer to the cooking liquor separately, or by introducing the comb polymer into the cooking liquor as a component of a CaCO 3 scale inhibitor or resin dispersant. Therefore, a further object of the invention is a CaCO 3 scale inhibitor which comprises a comb-like polymer according to the invention.
Ингибиторы отложений CaCO3 и диспергаторы смол, которые содержат применяемый согласно изобретению гребнеобразный полимер, могут содержать любые обычные ингредиенты таких средств, которые не взаимодействуют с полимером нежелательным образом.The CaCO 3 scale inhibitors and resin dispersants which contain the comb-like polymer used according to the invention may contain any of the usual ingredients of such agents which do not interact with the polymer in an undesirable manner.
В одном предпочтительном варианте осуществления такой ингибитор отложений CaCO3 содержит полимеры, такие как гомополимеры, сополимеры и тройные сополимеры, на основе моноэтиленово-ненасыщенных кислот и их солей, таких как акриловая кислота, метакриловая кислота, кротоновая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, винилсульфоновая кислота, аллилсульфоновая кислота, металлилсульфоновая кислота, 2-акриламидo-2-метилпропансульфоновая кислота, стиролсульфоновая кислота, винилфосфоновая кислота, акриламид, N-трет-бутилакриламид, бутоксиметилакриламид и Ν,Ν-диметилакриламид.In one preferred embodiment, such a CaCO 3 scale inhibitor comprises polymers such as homopolymers, copolymers and terpolymers based on monoethylenically unsaturated acids and their salts such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, metal sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, styrene sulfonic acid, vinyl phosphonic acid, acrylamide, N-tert-butyl acrylamide, butoxymethyl acrylamide and Ν, Ν-dimethyl.
Следующие примеры иллюстрируют преимущества используемых гребнеобразных полимеров.The following examples illustrate the advantages of the comb polymers used.
Примеры осуществленияExamples of implementation
1. Получение гребнеобразных полимеров1. Obtaining comb-shaped polymers
Пример синтеза (радикальная полимеризация):Synthesis example (radical polymerization):
В 2-литровую четырехгорлую колбу с термометром, обратным холодильником и соединениями для подачи сырья и продувки инертным газом добавляли 328 г воды, 61 г (0,06 моль) моноаллилового эфира полиалкиленгликоля-1000 (полигликоль А 31/1000, Clariant), а также 5 г бутилдигликоля в качестве агента растворения. Отдельно готовили следующие смеси: раствор мономера: 365 г (5,07 моль) акриловой кислоты в 65 г воды; раствор 1: 10 г персульфата натрия в 80 г воды; раствор 2: 26 г гипофосфита натрия х 1 Η2O в 60 г воды. Замес нагревали до 90°C. При этой температуре добавляли вышеуказанные растворы через отдельные впуски с постоянным массовым расходом в течение 3 часов (мономер и раствор 2) и более 3,5 часов (раствор 1). По окончании добавления реакцию продолжали при 90°C в течение 1 часа. Был получен прозрачный бесцветный водный раствор полимера с содержанием сухих веществ 46 вес.%.In a 2-liter four-necked flask with a thermometer, a reflux condenser and connections for feeding the raw material and purging with an inert gas was added 328 g of water, 61 g (0.06 mol) of polyalkylene glycol-1000 monoallyl ether (polyglycol A 31/1000, Clariant), and 5 g of butyldiglycol as dissolving agent. Separately, the following mixtures were prepared: monomer solution: 365 g (5.07 mol) acrylic acid in 65 g water; solution 1: 10 g sodium persulfate in 80 g water; solution 2: 26 g of sodium hypophosphite x 1 Η 2 O in 60 g of water. The batch was heated to 90 ° C. At this temperature, the above solutions were added through separate inlets at constant mass flow over 3 hours (monomer and solution 2) and over 3.5 hours (solution 1). After the addition was complete, the reaction was continued at 90 ° C for 1 hour. A clear, colorless aqueous polymer solution with a solids content of 46 wt.% Was obtained.
Аналогичным образом были получены гребнеобразные полимеры, указанные в таблице 1.The comb polymers shown in Table 1 were prepared in a similar manner.
Таблица 1Table 1
2. Применение гребнеобразных полимеров2. Application of comb polymers
Пример осуществления: (варка целлюлозы по сульфатному способу)An example of implementation: (cooking cellulose by the sulfate method)
Условия варки целлюлозы сульфатным способом моделировались следующим лабораторным методом. В мензурку Labomat от Mathis AG емкостью 200 мл, снабженную блоком добавления (укупорка мембранной прокладкой), помещали 100 мл синтетического белого щелока следующего состава:The conditions for cooking cellulose by the sulfate method were simulated by the following laboratory method. Into a 200 ml Labomat beaker from Mathis AG equipped with an addition block (septum seal) was placed 100 ml of synthetic white liquor of the following composition:
30,0 г/л гидроксида натрия 100%-ного30.0 g / l sodium hydroxide 100%
11,0 г/л сульфида натрия11.0 g / l sodium sulfide
7,5 г/л карбоната натрия7.5 g / l sodium carbonate
2,0 г/л сульфата натрия2.0 g / l sodium sulfate
Раствор получали с деминерализованной водой.The solution was prepared with demineralized water.
В 100 мл белого щелока добавляли разные количества ингибитора отложений и 100 мг таллового масла (с целлюлозного завода) и мензурку закрывали.Various amounts of scale inhibitor and 100 mg tall oil (from a pulp mill) were added to 100 ml of white liquor and the beaker was closed.
Содержимое мензурки Labomat фирмы Mathis AG нагревали до 140°C и выдерживали при этой температуре 60 минут. Через 60 минут подходящим шприцем через мембрану добавляли 8 мл раствора CaC 0,25 моль/л. Это в первом приближении соответствует концентрации 800 мг/л ионов Ca2+ в растворе.The contents of a Labomat beaker from Mathis AG were heated to 140 ° C and held at this temperature for 60 minutes. After 60 minutes, 8 ml of 0.25 mol / L CaC solution was added with a suitable syringe through the septum. In the first approximation, this corresponds to a concentration of 800 mg / l of Ca 2+ ions in solution.
Температуру 140°C поддерживали еще 30 минут. Затем содержимое мензурки охлаждали до 80°C, мензурку открывали и горячий раствор фильтровали через черный фильтр.The temperature was maintained at 140 ° C for an additional 30 minutes. Then the contents of the beaker were cooled to 80 ° C, the beaker was opened and the hot solution was filtered through a black filter.
Проводили оценку фильтруемости, внешнего вида фильтрата и внешнего вида отложений на фильтре.The filterability, the appearance of the filtrate and the appearance of the filter deposits were evaluated.
Критерии оценки:Criteria for evaluation:
a) скорость фильтрацииa) filtration rate
b) внешний вид фильтратаb) appearance of the filtrate
- прозрачный- transparent
- мутный- cloudy
- очень мутный- very cloudy
c) внешний вид отложений на фильтреc) appearance of filter deposits
1=черный фильтр без отложений1 = black filter without deposits
2=черный фильтр с небольшими отложениями2 = black filter with little deposits
3=кристаллические отложения, сравнимые с холостой пробой3 = crystalline deposits comparable to blank
4=кристаллические отложения, меньше, чем в холостой пробе4 = crystalline deposits, less than blank
5=аморфные и кристаллические отложения5 = amorphous and crystalline deposits
6=аморфные отложения6 = amorphous deposits
Хорошим эффектом ингибирования отложений считалась медленная скорость фильтрации (>30 сек), мутный фильтрат, а также аморфные отложения на фильтре.A slow filtration rate (> 30 sec), cloudy filtrate, and amorphous filter deposits were considered good sludge inhibition effects.
3. Результаты технических испытаний3. Results of technical tests
без таллового масла,
без полимера800 ppm calcium
without tall oil,
without polymer
без таллового масла,
20мг стандартного полимера800 ppm calcium
without tall oil,
20mg standard polymer
без таллового масла,
30мг стандартного полимера800 ppm calcium
without tall oil,
30mg standard polymer
без таллового масла,
40мг стандартного полимера800 ppm calcium
without tall oil,
40mg standard polymer
100мг таллового масла,
без полимера800 ppm calcium
100mg tall oil
without polymer
100мг таллового масла,
40мг стандартного полимера800 ppm calcium
100mg tall oil
40mg standard polymer
100мг таллового масла,
50мг стандартного полимера800 ppm calcium
100mg tall oil
50mg standard polymer
100мг таллового масла,
60мг стандартного полимера800 ppm calcium
100mg tall oil
60mg standard polymer
100мг таллового масла,
30мг стандартного полимера
10 мг KP-1800 ppm calcium
100mg tall oil
30mg standard polymer
10 mg KP-1
100мг таллового масла,
30мг стандартного полимера
10 мг KP-2800 ppm calcium
100mg tall oil
30mg standard polymer
10 mg KP-2
100мг таллового масла,
30мг стандартного полимера
10 мг KP-3800 ppm calcium
100mg tall oil
30mg standard polymer
10 mg KP-3
100мг таллового масла,
30мг стандартного полимера
10 мг KP-4800 ppm calcium
100mg tall oil
30mg standard polymer
10 mg KP-4
Стандартный полимер=сополимер акриловой кислоты и малеиновой кислоты, который используется на практике в качестве ингибитора отложений при варке целлюлозы сульфатным способом.Standard polymer = copolymer of acrylic acid and maleic acid, which is used in practice as a scale inhibitor in kraft pulping.
Обсуждение результатовThe discussion of the results
Опыты 1-4 показывают результаты без добавления таллового масла.Runs 1-4 show results without adding tall oil.
Опыт 1 четко показывает, какие значительные кристаллические отложения могут возникать в условиях варки целлюлозы, если не использовать ингибитор отложений. Грубая кристаллическая структура приводит к полному и быстрому отфильтровыванию отложений, фильтрат является прозрачным. В опытах 2-4 добавляли разные концентрации ингибиторов отложений. Использованные количества 20 и 30 мг (опыты 2 и 3) лишь незначительно влияют на характеристики испытания. Кроме того, в основном образуются грубокристаллические структуры, которые приводят к быстрому и полному отфильтровыванию. Начиная с концентрации 40 мг, результаты резко меняются. Кристаллическая структура изменяется с грубокристаллической до мелкоаморфной. Поры фильтрующего материала быстро заполняются, и скорость фильтрации значительно снижается. Экспериментальный опыт показывает, что необходим механизм модификации кристаллов, чтобы на практике эффективно предотвращать образование отложений CaCO3 при варке целлюлозы.Test 1 clearly shows how significant crystalline deposits can occur under pulping conditions if a scale inhibitor is not used. The coarse crystalline structure leads to complete and rapid filtration of sediments, the filtrate is transparent. In Runs 2-4, different concentrations of scale inhibitors were added. The used amounts of 20 and 30 mg (tests 2 and 3) only slightly affect the performance of the test. In addition, mainly coarse crystalline structures are formed, which lead to rapid and complete filtration. Starting at 40 mg, the results change dramatically. The crystal structure changes from coarse crystalline to fine amorphous. The pores of the filter media quickly fill up and the filtration rate is greatly reduced. Experimental experience shows that a crystal modification mechanism is needed to effectively prevent the formation of CaCO 3 deposits during pulping in practice.
Опыт 5 показывает влияние таллового масла на образующиеся отложения. По сравнению с опытом 1, отложения на фильтре явно увеличились. Далее, опыт 6 демонстрирует всю известную из практики проблему, заключающуюся в том, что из-за использования таллового масла стандартные полимеры не справляются и больше не являются достаточно эффективными. Если стандартный полимер в опыте 4 все еще мог эффективно модифицировать образующиеся отложения, в опыте 6 это ему совсем не удалось. Хотя увеличение используемого количества (опыты 7 и 8) несколько улучшает ситуацию, но это далеко не дает достаточного эффекта.Test 5 shows the effect of tall oil on the deposited deposits. Compared to test 1, the deposits on the filter clearly increased. Further, test 6 demonstrates the whole known problem from practice, which is that, due to the use of tall oil, standard polymers do not cope and are no longer effective enough. While the standard polymer in Run 4 could still effectively modify the deposited deposits, Run 6 failed at all. Although an increase in the amount used (experiments 7 and 8) somewhat improves the situation, this is far from giving a sufficient effect.
Опыты 9-12 демонстрируют исключительное действие используемых согласно изобретению гребнеобразных полимеров. Все опыты показывают мелкие аморфные, не кристаллические, отложения на фильтровальной бумаге. Скорость фильтрации значительно возросла, и отложения могут быть даже настолько тонко диспергированы, что фильтрат становится мутным. Другим положительным эффектом является количество используемого полимера. Благодаря применению гребнеобразных полимеров можно даже уменьшить количество используемого стандартного полимера.Tests 9-12 demonstrate the exceptional action of the comb-shaped polymers used according to the invention. All experiments show fine amorphous, non-crystalline, deposits on filter paper. The filtration rate has increased significantly and the deposits can even be so finely dispersed that the filtrate becomes cloudy. Another positive effect is the amount of polymer used. By using comb-like polymers, it is even possible to reduce the amount of standard polymer used.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017200430.4A DE102017200430A1 (en) | 2017-01-12 | 2017-01-12 | Deposition prevention in pulp production after the sulphate process (power digestion) |
DE102017200430.4 | 2017-01-12 | ||
PCT/EP2018/050472 WO2018130528A1 (en) | 2017-01-12 | 2018-01-09 | Deposit prevention in pulp production according to the sulphate process (kraft process) |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019121787A3 RU2019121787A3 (en) | 2021-02-12 |
RU2019121787A RU2019121787A (en) | 2021-02-12 |
RU2746828C2 true RU2746828C2 (en) | 2021-04-21 |
Family
ID=61022317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019121787A RU2746828C2 (en) | 2017-01-12 | 2018-01-09 | Application of comb-like polymers as sediment inhibitors in production of cellulose by sulfate method (kraft process) |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3568519B1 (en) |
AU (1) | AU2018207866B2 (en) |
BR (1) | BR112019013116A2 (en) |
CA (1) | CA3043462A1 (en) |
CL (1) | CL2019001599A1 (en) |
DE (1) | DE102017200430A1 (en) |
ES (1) | ES2845552T3 (en) |
PL (1) | PL3568519T3 (en) |
PT (1) | PT3568519T (en) |
RU (1) | RU2746828C2 (en) |
WO (1) | WO2018130528A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109665634A (en) * | 2019-01-30 | 2019-04-23 | 上海电力学院 | A kind of macromolecule anti-incrustation corrosion inhibitor and its preparation method and application |
IT202200003134A1 (en) | 2022-02-21 | 2023-08-21 | Alter Eco Pulp S R L | METHOD OF EXTRACTION OF CELLULOSE FROM WASTE BIOMASS |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0537870A1 (en) * | 1991-10-18 | 1993-04-21 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Copolymers of ethylenically unsaturated ethers useful as hydraulic cement superplasticizers |
US20100197840A1 (en) * | 2007-07-31 | 2010-08-05 | Sika Technology Ag | Emulsifying polymers and their use |
EP2236665A1 (en) * | 2008-01-22 | 2010-10-06 | Lion Corporation | Detergent for kraft pulp and process for producing kraft pulp with the same |
RU2502839C2 (en) * | 2008-08-15 | 2013-12-27 | Геркулес Инкорпорейтед | Cellulose additives for reducing resin content in kraft pulp |
DE102013207778A1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-10-30 | Cht R. Beitlich Gmbh | Comb polymers as detergency booster for detergents and cleaners |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4500693A (en) * | 1981-07-07 | 1985-02-19 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Water soluble copolymer method for manufacture therefore and use thereof |
JPH0699879B2 (en) | 1992-08-27 | 1994-12-07 | 伯東株式会社 | Scale adhesion preventive agent for pulp digester and method for preventing scale adhesion |
US5534157A (en) * | 1994-11-10 | 1996-07-09 | Calgon Corporation | Polyether polyamino methylene phosphonates for high pH scale control |
JP3088085B2 (en) * | 1996-12-27 | 2000-09-18 | 株式会社日本触媒 | Scale inhibitor |
US6146495A (en) | 1998-08-31 | 2000-11-14 | Nalco Chemical Company | Kraft process for the production of wood pulp by adding a copolymer of 1,2-dihydroxy-3-butene antiscalant |
MY129053A (en) | 2001-06-06 | 2007-03-30 | Thermphos Trading Gmbh | Composition for inhibiting calcium salt scale |
MY138251A (en) | 2001-06-06 | 2009-05-29 | Thermphos Trading Gmbh | Method for inhibiting calcium salt scale |
FI121382B (en) | 2002-12-23 | 2010-10-29 | Arizona Chemical B V | Additives for boiling wood pulp, as well as the manufacture and use thereof |
FR2894998A1 (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-22 | Coatex Sas | METHOD FOR MANUFACTURING IMPROVED BROOKFIELD WATER RETENTION SOUNDING SAUCES AND IMPROVED VISCOSITY USING A COMBINED POLYMER WITH AT LEAST ONE POLYALKYLENE OXIDE GRAFT FUNCTION |
CN101548045B (en) | 2006-11-06 | 2012-04-18 | 赫尔克里士公司 | Pitch and stickies control in pulp and papermaking processes |
JP2011052358A (en) | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Hakuto Co Ltd | Scale prevention agent and scale prevention method |
JP2014147911A (en) | 2013-02-04 | 2014-08-21 | Hakuto Co Ltd | Scale prevention agent and scale prevention method |
WO2015153349A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | Dow Global Technologies Llc | Synthetic polymer rheology modifier and water retention agent replacement for cellulose ether in cement compositions |
-
2017
- 2017-01-12 DE DE102017200430.4A patent/DE102017200430A1/en not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-01-09 BR BR112019013116A patent/BR112019013116A2/en active Search and Examination
- 2018-01-09 ES ES18701117T patent/ES2845552T3/en active Active
- 2018-01-09 PT PT187011176T patent/PT3568519T/en unknown
- 2018-01-09 EP EP18701117.6A patent/EP3568519B1/en active Active
- 2018-01-09 CA CA3043462A patent/CA3043462A1/en not_active Abandoned
- 2018-01-09 PL PL18701117T patent/PL3568519T3/en unknown
- 2018-01-09 WO PCT/EP2018/050472 patent/WO2018130528A1/en active Application Filing
- 2018-01-09 RU RU2019121787A patent/RU2746828C2/en active
- 2018-01-09 AU AU2018207866A patent/AU2018207866B2/en not_active Ceased
-
2019
- 2019-06-11 CL CL2019001599A patent/CL2019001599A1/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0537870A1 (en) * | 1991-10-18 | 1993-04-21 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Copolymers of ethylenically unsaturated ethers useful as hydraulic cement superplasticizers |
US20100197840A1 (en) * | 2007-07-31 | 2010-08-05 | Sika Technology Ag | Emulsifying polymers and their use |
EP2236665A1 (en) * | 2008-01-22 | 2010-10-06 | Lion Corporation | Detergent for kraft pulp and process for producing kraft pulp with the same |
RU2502839C2 (en) * | 2008-08-15 | 2013-12-27 | Геркулес Инкорпорейтед | Cellulose additives for reducing resin content in kraft pulp |
DE102013207778A1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-10-30 | Cht R. Beitlich Gmbh | Comb polymers as detergency booster for detergents and cleaners |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018130528A1 (en) | 2018-07-19 |
CA3043462A1 (en) | 2018-07-19 |
EP3568519A1 (en) | 2019-11-20 |
AU2018207866A1 (en) | 2019-05-23 |
ES2845552T3 (en) | 2021-07-27 |
AU2018207866B2 (en) | 2022-04-14 |
BR112019013116A2 (en) | 2019-12-17 |
EP3568519B1 (en) | 2020-11-18 |
DE102017200430A1 (en) | 2018-07-12 |
RU2019121787A3 (en) | 2021-02-12 |
RU2019121787A (en) | 2021-02-12 |
CL2019001599A1 (en) | 2019-08-23 |
PT3568519T (en) | 2021-02-10 |
PL3568519T3 (en) | 2021-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8058374B2 (en) | Hybrid copolymers | |
DE69600356T2 (en) | Water soluble polymers containing allyl benzosulfonic acid monomers and methallylsulfonic acid monomers | |
JP3897530B2 (en) | Method for inhibiting scale in harsh systems and novel scale inhibitor for the same | |
CA2114692C (en) | Scale deposit inhibitor for kraft digesters and method for controlling scale deposition in kraft digesters | |
RU2746828C2 (en) | Application of comb-like polymers as sediment inhibitors in production of cellulose by sulfate method (kraft process) | |
US8920602B2 (en) | Compositions and processes to increase pulp yield, reduce extractives, and reduce scaling in a chemical pulping process | |
US5441602A (en) | Process for the prevention of scale formation in wood pulp production | |
US4255309A (en) | Polyacrylic acids and methyl vinyl ether/maleic anhydride copolymers as soft scale inhibitors | |
JP2009503126A (en) | Use of copolymers containing alkylene oxide units as additives to aqueous systems | |
US20210002826A1 (en) | Kraft pulp mill scale control with end group modified polycarboxylates | |
AU2017272665B2 (en) | Pitch-controlling agent and pitch-controlling method | |
US20240247439A1 (en) | Scale inhibition for pulp digesters | |
WO2000073218A1 (en) | Utilization of maleic acid copolymers as inhibitors of calcium oxalate coatings | |
JP6542966B1 (en) | Scale inhibitor and method for producing the same and method for preventing scale | |
DE19950941A1 (en) | Acrylic acid polymers, useful as inhibitors of calcium sulfate deposition in paper pulp and recycled paper treatment, comprises polymer containing acrylic acid monomer |