SE445122B - Forfarande for delignifiering av cellulosamassa i nervaro av kvevedioxid - Google Patents
Forfarande for delignifiering av cellulosamassa i nervaro av kvevedioxidInfo
- Publication number
- SE445122B SE445122B SE8008874A SE8008874A SE445122B SE 445122 B SE445122 B SE 445122B SE 8008874 A SE8008874 A SE 8008874A SE 8008874 A SE8008874 A SE 8008874A SE 445122 B SE445122 B SE 445122B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- pulp
- activation
- alkali
- temperature
- alkali treatment
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 30
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 28
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 48
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 44
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 22
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 22
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 20
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004182 chemical digestion Methods 0.000 claims 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 47
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 40
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 10
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195940 Bryophyta Species 0.000 description 1
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 1
- MAYPHUUCLRDEAZ-UHFFFAOYSA-N chlorine peroxide Inorganic materials ClOOCl MAYPHUUCLRDEAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000011929 mousse Nutrition 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 1
- 238000003918 potentiometric titration Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229940036248 turpentine Drugs 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
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
- 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
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1005—Pretreatment of the pulp, e.g. degassing the pulp
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
15 20 25 8OÛ8874°=3 extraktion under milda betingelser. Delígnifíeringen blir emellertid mycket liten och metoden ger inte någon lösning på aktuella miljövårdsproblem.
En tvåstegsmetod innebärande förbehandling med kvävedioxid åtföljd av syrgasblekning har också beskri- vits, men denna metod, ehuru den möjliggör en långt driven delignifiering orsakar en kraftig sänkning av viskositeten.
Redogörelse för uppfinningen Tekniska problemet Problemet att finna en metod för långt driven delignifieríng utan användande av klor eller klor- haltiga blekmedel eller med minimal användning av sådana framstår som ett av de mest aktuella i länder, som producerar blekt kemisk cellulosamassa. Utsläppen från konventionella blekericr innehåller föreningar, som är toxiska och mutagena. Syrgasblekníng medger en partiell lösning på problemen men sådan den idag till- lämpas tekniskt medger den en delignifíering till ca. 50% av det efter koket i cellulosamassan befintliga lígninet utan att cellulosan nedbrytes till den gräns, där massan ger alltför låg styrka hos det av massan producerade papperet. Som.mått på nedbrytningen an- vänder man lämpligen cellulosamassans viskositet.
Enligt SCAN-metoden bör den färdígblekta massans viskositet inte understiga 900 dms/kg.
Lösningen Föreliggande uppfinning löser på ett helt över- raskande sätt ovannämnda problem. Uppfinningen avser ett förfarande för delignifiering av cellulosamassa, framställd genom kemisk uppslutning av lignocellulosa- haltigt material, varvid massan i ett aktiveríngssteg i närvaro av vatten bringas i kontakt med en gasfas inne- hållande NO2 och syrgas tillföres, så att intermediärt 10 15 20 25 30 w! år! 8008874-3 bildad NO utnyttjas för aktivering, varefter massan underkastas en alkalibehandling utan avsiktligt till- förande av luft eller syrgas, k ä n n e t e c k n a t av den kombinationen, att både aktiveringssteget och alkalihehandlingen utföres under drastiska betingelser, dvs. vid så hög temperatur och sa lång tid under aktive- ringssteget, att massan efter aktivering och vattentvätt uppvisar högst samma och lämpligen minst 5 % och högst 35 % lägre egenviskositet än före aktiveringen och vid en temperatur under alkalibehandlingen av 95-l50°C, iämpiigen 1o1-14o°r, företrädesvis 11o-12o°c, varvid behandlingstiden vid den lägre temperaturen inom respektive temperaturintervall överstiger 45, 30 respektive 15 minuter.
Som ett mått på cellulosamolekylernas nedbryt- ning användes här förändringar av cellulosamassans egenviskositet, bestämd enligt SCAN. Nedan angivna värden har samtliga bestämts utan att lignin och hemi- cellulosa avlügsnats, vilket är den mest reproducerhara metoden vid massor med måttlig ligninhalt (exempelvis vid sulfatmassor med kappatal understigande 35). Man måste emellertid beakta, att lignin och hemicellulosa ger ett mycket litet bidrag till viskositeten i jäm- förelse med samma viktmängd cellulosamolekyler och att blekningen avser att ge en minskning av ligninhalten och dessutom ger en utlösning av hemicellulosa medan förlusten av ren cellulosa är mycket liten under använda betingelser. l fall där cellulosans depolymerisering är försumbar stiger därför egcnviskusiteten. Vid sulfatmussor av tall av den typ, som använts i de flesta exempel i denna skrift, medför en kappatalssänkning av 10 enheter en viskositetshöjning av cu. 50 dms/kg under de beting- elser då cellulosans depolymerísering kan försummas medan motsvarande höjning vid sulfitmassa och sulfat- massa av lövved är påtagligt större på grund av en större förlust av hemicellulosa.
Som kontroll av att en viss nedbrytning av cellulosamolekylerna erhålles under aktiveringssteget íšüüßßwå-rš användes viskositetsmätningar enligt SCAN-Cl5:62, vilka kan göras på den aktiverade massan efter tvättning med vatten och snabb torkning vid SSOC samt omedelbar bestämning av viskosíteten. 5 Vid förfarandet enligt uppfinningen uppvisar massan efter aktivering och vattentvütt som framgår av det ovan angivna samma eller företrädesvis minst 5% lägre egenviskositet än före aktiveringen. Ännu längre gående delignifiering erhålles om viskositetssänkningen 10 är högre, exempelvis över 8%. Vid de flesta massatyper kan viskositetssänkningen under aktiveringssteget med fördel uppgå till 2-35% lämpligen 5-25%, företrädesvis 10-20”. Den aktiverade massan kan lätt depolymeriseras, exempelvis vid användning av för lång torkníngstid, för 15 hög temperatur vid torkningen och vid lagring. Av denna anledning är direkta bestämningar av viskositeten efter aktiveringen olämpliga vid rutinarbete. Under före- dragna betingelser sker inte någon påtaglig depoly- merisering av cellulosan under alkalibehandlíngen utan 20 här erhåller man normalt en viskositetsstegríng pd grund av borttagandet av lignin och en viss mängd hemicellulosa. Viskositetsbestämningarna kan göras med stor precision.
Det är därför i praktiken lämpligare att anpassa ”S betingelserna under aktiveringen så, att massan efter alkalibehandlíngen uppvisar en viskositet som är lägre än den, som kan beräknas med hänsyn till utlöst lignin och hemicellulosa.
I normala fall är det lämpligt, att den alkali- 30 behandlade massan uppvisar en egenviskosítet enligt SCAN som är 0-25%, lämpligen 5-20, företrädesvis 10-15% lägre än den oblekta massan. Dessa gränser avser i första hand sulfatmassor av barrved. Vid sulfitmassor och lövvedsulfatmassor är den föredragna viskosítets- 35 sänkningen hälften av dessa värden. 10 15 20 25 5 8008874-3 Den i aktiveringssteget närvarande kvävedioxiden tillföres endera som i huvudsak ren N02 eller får bildas i reaktorn efter tíllförande av kväveoxid och syre. Även N02 plus NO kan tillföras.
Som kvävedioxid (N02) räknas även dikvävetetroxid (NZO4) och andra former av polymerer. En mol dikvävetetr- oxid räknas som två moler kvävedioxid. Additionsprodukter, i vilka kväveoxid ingår, räknas på samma sätt som kväveoxid. Dikvävetrioxid (N203) räknas således som en mol kväveoxid och en mol kvävedioxid. Addítionsprodukter med syre förekommer troligen som intermediärer.
Såväl vid tillsats av kvävedioxid (N02) som kväveoxid (NO) måste en viss mängd syrgas tillföras aktiveringssteget.
För att bästa möjliga resultat skall erhållas vid möjlígast enkel apparatur är det lämpligt, att syret tillföres aktiveringssteget som i huvudsak ren syrgas. Flytande syre kan också tillföras och förgasas, t.ex. vid införandet i den reaktor i vilken aktive- ringsprocessen genomföres. Mängden syre, som tillföres aktíveringssteget, bör uppgå till minst 0.05 mol räknat som 02 per mol tillförd N02. I många fall användes en större mängd, lämpligen 0.1-5 mol 02 per tillförd mol N02, för att önskat resultat skall erhållas. Bästa resultaten i provad apparatur har erhållits, när den tillsatta mängden varit 0.15-0.30 mol Oz per tillförd mol N02. N02 i flytande form är en handelsprodukt, som kan tillföras processen i denna form. Lämpligen för- gasas kvävedioxiden före eller i samband med införandet i reaktorn för aktiveringssteget. N02 kan även erhållas genom oxidation av N0 med syre. För framställning av N0 kan man med fördel använda katalytisk förbränning av ammoniak, vilket med fördel kan ske i anslutning till den blekanläggning, där förfarandet enligt uppfinningen utövas. Gasfasen innehållande N02 kan åstadkommas genom 10 15 20 25 30 35 8008874-3 reaktion mellan syre och NO före eller under aktive- ringssteget. Räknat per mol tillförd NO bör den totala mängden tillförd OZ uppgå till minst 0.55 mol, lämp- ligen 0.6-5, företrädesvis 0.65-0.80 mol 02 för att både tillförd och íntermediärt bildad NO skall ut- nyttjas för aktiveringsprocessen och att vid aktive- ringsstegets slut praktiskt taget all NO och av NO bildad N02 skall vara förbrukad. g Man kan även tillföra en blandning av NO och N02 till aktiveringssteget. Härvid anpassas mängden syre efter mängden av var och en av dessa kväveoxider enligt de proportioner, som angivits ovan, varvid hänsyn tages till dimerer, polymerer och addukter på ovan definierat sätt. Mängden ovan definierade kväveoxider (N0Z+N0), som tillföres processen uppgår totalt till 3-300, lämp- ligen 10-150, företrädesvis 25-75 grammol räknat på 100 kg torr cellulosamassa.
Det totala trycket i aktivcringsreaktorn hållas med fördel lägre än atmosfürstryckct, företrädesvis nära atmosfärstrycket.
För att bästa resultat av aktiveringen och minsta möjliga utsläpp av kväveoxider från reaktorn skall uppnås är det viktigt, att tillförseln av inertgas, t.ex. luft, vid inmatningen av massan i reaktorn är så låg som möjligt. Det har visat sig, att mängden till aktiveringsreaktorn införd inertgas bör uppgå till högst 50 grammoler, lämpligen högst 20 grammoler, företrädesvis 0.05-5 grammoler per 1000 kg torrtänkt massa.
En önskad depolymerisering av cellulosan under aktiveringssteget uppnås om temperaturen hålles vid 50-9000, lämpligen vid 55-8000. En lägre temperatur kräver normalt en orealistiskt lång behandlingstid, medan en alltför hög temperatur leder till en alltför kraftig depolymerisering av cellulosan. Vid många massor är det föredragna temperaturområdet 60-70°C. Uppehålls- tiden anpassas med hänsyn till satsningen av N02 och/eller NO, aktiveringstemperaturen, massans typ samt till massakoncentrationen och utprovas genom bestämning 10 15 20 25 30 35 7 8008874-3 av vískositeten enligt de metoder, som ovan angivits.
Inom det föredragna temperaturområdet 50-90°C bör aktíveríngstiden överstiga 10-0.2(t-50) minuter och understiga 660-l6(t-50) minuter, där t är temperaturen i OC. Vid hög massakoncentration och hög satsning av N02 och/eller NO bör man ligga i närheten av den lägre gränsen medan låg massakoncentration och låg satsning medför att aktiveringstiden ökas.
Massakoncentrationen under aktiveringssteget bör hållas vid 16-50%. Den högre gränsen kan vara svår att uppnå. Det i praktiken mest användbara intervallet är 22-40%, företrädesvis 27-35%.
Efter aktiveringssteget tvättas massan lämpligen med vatten och/eller lämplig vattenlösning. Om denna tvättning slopas, ökar förbrukningen av alkaliska neu- tralisationsmedel för den efterföljande behandlingen kraftigt. Istället för vatten eller företrädesvis efter vattentvättning är det fördelaktigt att behandla massan med en alkalískt reagerande lösning, exempelvis blekavlut eller avlut från alkalibehandlingen enligt uppfinningen.
Enligt en föredragen utföringsform tvättas cellulosamassan efter aktíveringssteget med vatten och/eller utspädd vattenlösníng under sådana betingel- ser, att en sur lösning erhålles, vilken användes för att tvätta massan efter koket, företrädesvis sedan kokluten förträngts med lut från något alkalískt steg.
Oavsett om massan efter aktiveringssteget tvättas med vatten eller en sådan vattenlösning, att en sur lösning erhålles eller om sådan tvättning icke genom- föres är det lämpligt att också tvätta massan med en alkalískt reagerande lösning, lämpligen vid en tempera- tur av 40-80°C, före extraktionssteget.
Som alkali vid alkalibehandlingen användes företrädesvis natriumhydroxid. Avlut från alkalibe- handlingen kan enligt en föredragen utföríngsform av uppfinningen efter uppfärskning med nytillfört alkali användas vid alkalibehandlingen. Satsningen av natríum- 10 15 20 25 30 55 8008874-3 8 hydroxid anpassas efter den vattenmängd, som finns närvarande under detta behandlingssteg så, att kon- centrationen av fri natriumhydroxid uppgår till 2-50, lämpligen 4-30, företrädesvis 5-20 gram fri Na0H per kg vatten närvarande under alkalibehandlingen. När ingen återföring av avlut från alkalibehandlingen före- tages och när massan tvättats omsorgsfullt med vatten efter aktiveringssteget motsvarar mängden fri natrium- hydroxid den totalt tillsatta mängden natriumhydroxid.
När återföring av avlut förekommer och när massan inne- håller kvarvarande alkali från alkalisk tvättning eller när massan innehåller salpetersyra, definieras koncen- trationen av fri natriumhydroxid, som den mängd alkali som erhålles i massan omedelbart efter tillförandet av alkalit och som bestämmes genom potentiometrisk titre- ring med saltsyra (HCI) till pH 9. Även annat alkali kan användas, exempelvis vit- lut och oxiderad vitlut. När sulfid finns närvarande i alkalitillsatsen avlägsnas denna genom utfällning före bestämningen av fri natriumhydroxid genom titrering.
Massakoncentrationen under alkalibehandlingen hålles normalt vid 5-45%, lämpligen vid 16-40%, före- trädesvis vid 25-35%. Hög massakoncentration föredrages med hänsyn till värmeekonomin. Återföring av använd avlut till alkalibehandlingen medför en besparing av såväl energi som av alkali och medför en förbättrad utvinning av organisk substans, vilken på känt sätt utnyttjas som bränsle.
Behandlingstiden i alkalisteget har visat sig ge en stor effekt på delignifieringsgraden under i övrigt lika betingelser. För massor med låg halt av karbo- nylgrupper och hemicellulosa, exempelvis sulfatmassa av hurrvcd, är det länmligaste tcmpernturintorvullet oomolt 1o1-14o°c ooh ofta ännu holiro 11o-12o°c. vid l0l°C skall tiden vara minst 30 minuter och vid ll0°C minst 15 minuter. En påtagligt förbättrad deligni- fiering erhålles om tiden inom temperaturområdet 10 15 20 25 w 8008874-3 9s-1zo°c utsträekes :in 60 eiier företrädesvis 120 minuter. En ökning till 4 timmar ger en ytterligare sänkning av kappatalet utan pâvisbar sänkning av viskosíteten. Vid 15000 bör tiden däremot vara kort, exempelvis mindre än 15 minuter. För temperaturinter- vallet l2U-14000 är uppehällstiden lämpligen 15-120, företrädesvis 30-60 minuter.
Temperaturintervallet 95-l0l°C kan användas företrädesvis vid massor med hög halt av karbonyl- grupper eller hemícellulosa, exempelvis vid sulfitmassor och sulfatmassa av lövved. Tiden vid 95°C skall över- stiga 45 minuter. Längre tid bör användas särskilt om man önskar nedbringa halten hemicellulosa. När detta temperaturintervall användes vid sulfatmassa av barrved bör tiden helst ökas till minst 1 timme, lämpligen minst 2 timmar, för att en kraftig delignifiering skall uppnås.
Det är fullt möjligt att använda sig av massan som behandlats i enlighet med uppfinningen, dvs. att massan först aktiveras i närvaro av kvävedioxid och därefter behandlas i ett alkalisteg, utan fortsatt blekning av massan. Det är dock att föredra, att massan efter behandlingen i enlighet med uppfinningen utsättes för slutblekning under användande av företrädesvis sådana blekmedel som är miljövänliga, exempelvis klor- dioxid, peroxid och ozon.
Fördelar Genom att utsätta kemisk cellulosamassa för delignífierande blekning i enlighet med uppfinningen erhålles flera fördelar.
Utmärkande för blekning i enlighet med upp- finningen är, att förfarandet är säväl miljövänligt som ytterst selektivt.
Om jämförelse göres mellan förfarandet enligt 10 15 20 25 8008874-3 in uppfinningen och konventionell delignífierande blekning av ccllulosamassan medelst klor efterföljt av ett alkalisteg finner man att förfarandet enligt uppfinningen är betydligt miljövänligare. Vid förfarandet enligt uppfinningen kan avlutarna tas tillvara och utan bekymmer indunstas och brännas tillsammans med kokavluten i en konventionell sodapanna. Så är icke fallet vid klorblek- ning.
I jämförelse med syrgasblekning uppvisar för- farandet enligt uppfinningen en betydligt högre selek- tivitet, dvs. betydligt mer lignin kan borttagas ur cellulosamassan under bibehållande av hög viskositet.
I jämförelse med kvävedioxidbehandlíng av cellu- losamassan (med syrgasinsläpp) efterföljd av ett syr- gasblekníngssteg synes selektiviteten vid förfarandet enligt uppfinningen ofta vara bättre. Dessutom undvikes kostnaden för syrgas och apparaturen blir enklare.
I jämförelse med kvävedioxidbehandling av cellu- losamassan (med syrgasinsläpp) eftcrföljd av ett kon- ventionellt alkalisteg, dvs. utan drastiska betingelser i vare sig kvävedioxidsteget eller alkalisteget, kan man vid förfarandet enligt uppfinningen driva deligni- fieringen längre under bibehållande av hög viskositet.
Vidare erhålles högre massautbyte mätt vid samma kappa- tal.
Bästa utföringsform Ett flertal försök i enlighet med uppfinningen och jämförande försök har gjorts. Hur dessa försök utförts samt de resultat som uppnåtts framgår av nedan- stående utföríngsexempel.
Exempel l En teknisk sulfatmassa av tall med ett kappatal av 31.3 och en egenviskositet av 1220 dms/kg mätt enligt SCAN-Cl5:62, tvättades med vatten och pressades så, att massakoncentratíonen var 36.3%. Massan fluffa- m 15 20 25 30 8ÛÛ8874~3 ll des i en pinnrivare och infördes i en reaktor vid 0500.
Reaktorn evakuerades så, att luften avlägsnades.
Härvid sjönk temperaturen till b0°C. Kvävedíoxid i gasform, erhållen genom förgasning av flytande N204, infördes under 4 minuter i reaktorn. Tíllsatsen motsva- rade 86 grammoler N02 per 100 kg massa. Under loppet av fyra minuter efter kvävedioxidtillsatsen infördes l5 grammoler syrgas. Temperaturen hölls vid 60°C genom att reaktorn roterades i ett vattenbad. Behandlingen pågick under 120 minuter räknat från den tidpunkt då tillförseln av kvävedioxid började.
Efter behandlingen under 120 minuter hade massans viskositet sjunkit med 160 dms/kg. Massan tvättades därefter med vatten, pressade: och impreg- nerades med natriumhydroxid under knädning utan att någon lösning avlägsnades. Massakoncentrationen hölls vid 25% och alkalitillsatsen på två nivåer. Massan underkastades sedan en varmalkalihehandling efter avlägsnande av luft genom evakuering. Uppvärmning skedde med direktånga. Temperaturen var l0l°C i en försöksserie och lll°C i en annan.
Liksom vid andra försök utförda vid lägre massa- koncentration hade variationen av betingelserna i alkalisteget inte någon signifikant inverkan på den alkalibehandlade massans viskositet. Vid försöken med kvävedioxidbehandling under 120 minuter låg värdena vid ll00 dm3/kg. Massornas kappatal liksom massaut- bytena framgår av tabell 1. I denna ingår också re- sultaten med referensmassor framställda genom akti- vering under 20 minuter vid 40°C under i övrigt oför- ändrade betlngelser. Viskosíteten hos dessa var obo- tydligt högre (1120 dms/kg) trots den dramatiskt för- sämrade delignifieríngen.
Resultaten framgår av nedanstående tabell l. 10 15 20 sooaa74-3 H Tabell 1 Aktivering vid Temp. i Na0H i alkali- Kappa- Utbyte 60°C - 40°C alkali- steget tal % min nån, steget g/kg vatten °c - 20 101 3.3 17.9 96.9 ~ 20 lll 3.3 16.9 95.4 120 - 101 3.3 11.3 95.3 120 - 101 33 8.2 93.0 120 - 111 3.3 10.6 94.8 120 - 111 33 7.8 _ 92.5 Tabellen visar att massor med överraskande låg lignin- halt kan framställas genom aktivering med N02/OZ under läng tid ätföljd av alkalibehandlíng under drastiska betingelser. Tabellen pekar pä att man jämfört vid samma kappatal hos massan erhåller högre utbyte, när betingelser enligt uppfinningen användes i aktiverings- steget än vid milda betingelser. Detta bekräftas genom separata försök.
Exempel 2 En sulfitmassa av gran med kappatalet 10.6 och en egenviskositet av 996 dms/kg, mätt enligt SCAN-Cl5:62, tvättades med vatten och pressades så, att massakoncen- trationen var 36.5%. Massan fluffades i en pinnrivare _och infördes i en reaktor vid 6500. Reaktorn evakuerades så, att luften avlägsnades. Härvid sjönk temperaturen till 60°C. Kvävedioxid i gasform erhållen genom förgas- ning av flytande N204 infördes under 4 minuter i reaktorn.
Tillsatsen motsvarade 43 grammoler N02 per 100 kg massa. Under loppet av 4 minuter efter kvävedioxidtill- satsen infördes 8 grammoler syrgas. Temperaturen hölls vid 60°C genom att reaktorn roterades i ett vattenbad.
Behandlingen pågick under 120 minuter räknat från den tidpunkt då tillförseln av kvävedíoxid började. 10 15 20 8008874-3 13 Efter aktiveringsbehandlíngen hade massans viskositet sjunkit med 40 dms/kg. Massan tvättades därefter med vatten, pressades och impregnerades med natriumhydroxid under knâdning utan att någon lösning avlägsnades. Massakoncentrationen hölls vid 15% och alkalitillsatsen var 2.1 gram NaOH per kg närvarande vatten. Temperaturen var l01°C och behandlingstiden 60 minuter.
Vid ovan beskrivna försök, som utförts i enlig- het med uppfínningen, erhölls en massa med kappatalet 2.5 och viskositeten 1040 dms/kg.
Som jämförelse upprepades ovan beskrivna försök med den enda skillnaden, att tiden i aktiveríngssteget sänktes till 5 minuter. Detta försök var således inte i enlighet med uppfinningen.
Vid detta försök erhölls en massa med samma viskositet som hos massan vid försöket enligt upp- fínningen, men med ett kappatal av 4.3. Drastiska be- tíngelser under såväl aktiveringssteget som alkali- steget medför sålunda en påtaglig sänkning av lignin- halten även för sulfitmassa, under bibehållande av en anmärkningsvärt hög viskositet.
Claims (8)
1. Förfarande för delignifíering av cellulosamassa framställd genom kemisk uppslutning av lignocellulosa- haltigt material, varvid massan i ett aktiveringssteg i närvaro av vatten bringus i kontakt med en gasfas inne- hållande N02 och syrgas tíllföres, så att intermediärt bildad NO utnyttjas för aktivering, varefter massan underkastas en alkalibehandling utan avsiktligt till- förande av luft eller syrgas, k ä n n e t e c k n a t av den kombinationen, att både aktiveringssteget och alkalibehandlingen utföres under drastiska betingelser, dvs.vid så hög temperatur och så lång tid under aktive- ringssteget, att massan efter aktivering och vattentvätt uppvisar högst samma och lämpligen minst S 1 orh högst 35 % lägre egenvískositet än före aktiveringen och vid en temperatur under alkalíbehandlingen av 95-l50°C, lämpligen 101-l40°C, företrädesvis 110-12006, varvid behandlingstiden vid den lägre temperaturen inom respektive temperaturintervall överstiger 45, 30 respektive 15 minuter.
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k- n a t därav, att temperaturen under aktiveringssteget hånas vid so-9o°c, lämpligen ss-so°c, företrädesvis 60~70°C och att aktiveringstiden överstiger 10-0.2(t-50) minuter, där t är temperaturen i OC.
3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k- n a t därav, att aktiveringstiden understiger 660-16(t-50) minuter, där t är temperaturen i OC.
4. Förfarande enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k- n a t därav, att massakoncentratíonen under aktiverings- steget hälles vid 16-50%, lämpligen 22-40%, företrädesvis 27-35%. 8008874-3 15
5. Förfarande enligt krav J~4, k ä n n e t e c k- n a t därav, att mängden alkalí vid alkalíbehandlíngens början uppgår till 2-50, lämpligen 4-30, företrädesvis 5-20 g per kg närvarande vatten, räknat som fri natrium- hydroxid.
6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k- n a t därav, att massakoncentrationen under alkali- behandlingen hålles vid 5-45%, lämpligen lb-40%, före- trädesvís 25-35%.
7. Förfarande enligt krav 5-6, k ä n n e t e c k- n a t därav, att avlut från alkalibehandlingen efter uppfärskning med nytillfört a]ka]i användes vid alkalí- behandlingen.
8. Förfarande enligt krav 5-7, k ä n n e t e c k- n a t därav, att alkalit utgöres av natriumhydroxid.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8008874A SE445122B (sv) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | Forfarande for delignifiering av cellulosamassa i nervaro av kvevedioxid |
| NZ198925A NZ198925A (en) | 1980-12-17 | 1981-11-10 | Method for bleaching cellulose pulp using nitrogen oxides and oxygen followed by an alkali treatment |
| AU77738/81A AU548046B2 (en) | 1980-12-17 | 1981-11-23 | Bleaching cellulose pulp |
| FI813954A FI73017C (sv) | 1980-12-17 | 1981-12-09 | Förfarande vid blekning av cellulosa. |
| CA000392232A CA1159203A (en) | 1980-12-17 | 1981-12-14 | Process for bleaching cellulose pulp by activation with no.sub.2 and oxygen and alkali-extraction at elevated temperature with cellulose degradation |
| JP56202386A JPS57121689A (en) | 1980-12-17 | 1981-12-14 | Bleaching of cellulose pulp |
| FR8123482A FR2496138A1 (fr) | 1980-12-17 | 1981-12-16 | Procede de blanchiment de pate de cellulose |
| NO814309A NO158953C (no) | 1980-12-17 | 1981-12-16 | Fremgangsmaate ved delignifisering av cellulosemasse. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8008874A SE445122B (sv) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | Forfarande for delignifiering av cellulosamassa i nervaro av kvevedioxid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8008874L SE8008874L (sv) | 1982-06-18 |
| SE445122B true SE445122B (sv) | 1986-06-02 |
Family
ID=20342493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8008874A SE445122B (sv) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | Forfarande for delignifiering av cellulosamassa i nervaro av kvevedioxid |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57121689A (sv) |
| AU (1) | AU548046B2 (sv) |
| CA (1) | CA1159203A (sv) |
| FI (1) | FI73017C (sv) |
| FR (1) | FR2496138A1 (sv) |
| NO (1) | NO158953C (sv) |
| NZ (1) | NZ198925A (sv) |
| SE (1) | SE445122B (sv) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE434283B (sv) * | 1982-12-01 | 1984-07-16 | Mo Och Domsjoe Ab | Forfarande for delignifiering av cellulosamassa med kveveoxider och syrgas |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1070909A (en) * | 1976-05-04 | 1980-02-05 | Canadian Industries Limited | Nitrogen dioxide-oxygen delignification |
-
1980
- 1980-12-17 SE SE8008874A patent/SE445122B/sv not_active IP Right Cessation
-
1981
- 1981-11-10 NZ NZ198925A patent/NZ198925A/en unknown
- 1981-11-23 AU AU77738/81A patent/AU548046B2/en not_active Ceased
- 1981-12-09 FI FI813954A patent/FI73017C/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-12-14 CA CA000392232A patent/CA1159203A/en not_active Expired
- 1981-12-14 JP JP56202386A patent/JPS57121689A/ja active Granted
- 1981-12-16 FR FR8123482A patent/FR2496138A1/fr active Granted
- 1981-12-16 NO NO814309A patent/NO158953C/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7773881A (en) | 1982-06-24 |
| FR2496138B1 (sv) | 1983-12-02 |
| NO814309L (no) | 1982-06-18 |
| JPS6350466B2 (sv) | 1988-10-07 |
| FI73017C (sv) | 1987-08-10 |
| JPS57121689A (en) | 1982-07-29 |
| NO158953B (no) | 1988-08-08 |
| FI73017B (fi) | 1987-04-30 |
| NZ198925A (en) | 1984-09-28 |
| FI813954L (fi) | 1982-06-18 |
| SE8008874L (sv) | 1982-06-18 |
| AU548046B2 (en) | 1985-11-21 |
| FR2496138A1 (fr) | 1982-06-18 |
| CA1159203A (en) | 1983-12-27 |
| NO158953C (no) | 1988-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4459174A (en) | Process for the delignification and bleaching of chemical and semi-chemical cellulosic pulps | |
| CA1144711A (en) | Process for bleaching pulps by means of organic per acid | |
| SE421938B (sv) | Forfarande for behandling av cellulosamassa med kveveoxider fore syrgasblekning | |
| RU2044808C1 (ru) | Способ многостадийной отбелки целлюлозы | |
| US4897156A (en) | Process for activating cellulose pulp with NO and/or NO2 and oxygen in the presence of nitric acid and then delignifying bleaching the activated cellulose pulp | |
| KR100254724B1 (ko) | 폐기 셀룰로오스 종이제품의 산소 탈리그닌화 방법 | |
| JPH08511308A (ja) | リグノセルロース材料を脱リグニン化する改良されたオゾン/過酸法 | |
| US4602982A (en) | Process for delignifying bleaching lignin-containing cellulose pulp by activating the pulp with NO2 and O2 gas in the presence of water, sodium nitrate and nitric acid | |
| SE445122B (sv) | Forfarande for delignifiering av cellulosamassa i nervaro av kvevedioxid | |
| US5645687A (en) | Process for manufacturing bleached pulp with reduced chloride production | |
| JP3325324B2 (ja) | 粗セルロースの脱リグニン化方法 | |
| US4750973A (en) | Process for reducing carbohydrate losses in the sulfate pulping of wood by pretreating the wood with oxygen and nitrogen oxides | |
| US8980051B2 (en) | Sulfonation of pulp produced by alkali pulping process | |
| CA1240812A (en) | Process for producing nitrogen oxides from aqueous waste cellulose pulp liquor containing nitrogen compounds | |
| CA2089041C (en) | Bleaching pulp with chloric acid | |
| US4445969A (en) | Process for the delignifying bleaching of cellulose pulp by activating the pulp with NO2 and oxygen | |
| FI70056C (fi) | Foerfarande foer delignifiering av cellulosamassa | |
| WO1991012369A1 (en) | Bleaching of lignocellulosic material with dioxiranes | |
| CA1180510A (en) | Process for removing residual lignin in chemical cellulose pulp | |
| SU699063A1 (ru) | Способ получени целлюлозы дл химической переработки | |
| EP0377981A2 (en) | Process for improved alkaline oxidative delignification of cellulose pulp | |
| SU1341305A1 (ru) | Варочный раствор дл получени волокнистого целлюлозосодержащего полуфабриката | |
| NO159542B (no) | Fremgangsmaate ved delignifisering av cellulosemasse. | |
| JPWO1994017237A1 (ja) | 酵素による化学パルプの漂白前処理方法 | |
| SE515186C2 (sv) | Blekning av kemisk massa med syrgas och perättiksyra |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NAL | Patent in force |
Ref document number: 8008874-3 Format of ref document f/p: F |
|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8008874-3 Format of ref document f/p: F |