SE453841B - Framstellning av cellulosamassa med sulfit-sulfidkokvetska - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 453 841 Sulfit-sulfid processen har hittills intresserat ett fåtal forskare. 1961 undersökte Peckham och van Druven sulfitprocessen med Na-bas för hela pH-området. I undersökningen ingick även 2 sulfit-sulfid processer. Resul- tat visade att såväl ligninutlösningen som massans viskositet och styrka var starkt beroende av kokvätskans sammansättning (sulfit-sulfid-alkali).

Liknande resultat erhölls senare av Hinrichs i Sv. Papperstidning 73 (1970), Nr 5:1Z2 och 76 (1973), Nr S:182, som är den ende forskare som närmare undersökt SS-processen (för högutbytesmassor, kappatal 50). Den optimala vätskesammansättningen enligt Hinrichs var för att uppnå högsta möjliga polymerisationsgrad, 28 %,Na2S03 och 12 % NaZS (allt räknat som Na0H på ved) och med NaÛH och Na2CÛ3-satsen 0 %. Hinrichs försök är gjorda vid höga vätskezved förhållanden (6:1) och vid mycket höga totala kemi- kaliesatsningar (140 mol Na/kg ved).

A. Teder och F. Johansson har i STFI-Kontakt, Nr 5, 1978 publicerat att AD påskyndar ligninutlösningen under ett SS-kok. Även i denna under- sökning har man behandlat massan med en SS-kokvätska där sulfid-sulfit- förhållandet har varit på en betydligt högre nivå jämfört med i upp- finningen beskriven process.* Föreliggande uppfinning avser ett sätt för framställning av kemisk massa, där man tillsätter till sulfitkokvätskan, med antrakinon, små mängder av natriumsulfid. Tack vare sulfidtillsatsen ökar ligninutlös- ningen och koktiden vid maximal koktemperatur kan minskas och sålunda även ångförbrukningen. Vidare minskar även kokkemikaliebehovet. En till- sats av natriumsulfid motsvarande en molkvot mellan sulfid och sulfit i storleksordningen 0,01 - 0,2 är tillräckligt. Erforderlíga sulfidmängden kan lätt erhållas t ex genom att låta en mindre mängd grönlut gå förbi den apparatur där natríumsulfid omvandlas till natriumsulfitlösning.

Mängden illaluktande substanser som bildas vid kokning med ovannämnda kokvätskan är betydligt lägre jämfört med konventionellt sulfatkok.

Sättet enligt uppfinningen uppvisar fördelar i jämförelse med alkalisk sulfit med eller utan antrakinon vad gäller delignifieringen och utbyte vad gäller sulfatkoket i hela kappatalsområdet, men är speci- ellt fördelaktigt vid kappatal över 40-50} De framställda högkappatal- massorna kan dock med fördel delignifieras till lägre kappatal i ett ytterligare delignifieringssteg typ kokning med ren alkali, syrgas + alkali osv.

I fortsättningen kommer sättet enligt uppfinningen att betecknas MSS-A0 process, där MSS betyder Mini-sulfit-sulfid kok, dvs sulfit-sulfid kok med låga sulfidsatsningar. 453 841 Uppfinningen skall i det Följande närmare belysas medelst några utföringsexempel samt med hänvisning till bifogade figurer, där fig. 1 visar kappatalet som funktion av sulfid/sulfit-kvoten, och Fig. 2 den totala mängden bildade organiska svavelföreningar. 453 841 Exempel 1 300 g tallflis satsades i en 2 l autoklav. Autoklaven evakuera- des 30 minuter och sedan sögs kokvätskan in. Vätske:ved förhållandet var â,S;1. Tryckimpregnering utfördes med 0,5 MPa NZ-tryck under 30 minuter.

Kokvätskesammansättningen för MSS-AQ kok och referenskok var följandç: Kokvätska Na2S03 Na2S NaÜH AQ Koktyp mul Na/kg ved * % på ved MSS-ÅÛ . 7,36 Û,64 - Û,15 SulFit~ÅQ I 8,00 - - Û,15 Konv.sulFat - 2,0 3,0 - Koktiden till maximal koktemperatur, 17000, var 100 min (Från 7000).

Efter avslutat kok tvättades massorna uch raffinerades i en Asplund raffinör 30 sekunder vid 2n°c.

Kokresultat ges i ïöljande tabell Koktyp Tid vid- Kappatal Utbyte 17o°c % min Mss_An 160 ae L 55,2 Sulfít-ÅQ 160 92 66,8 Konv.su1Fat 80 45 47,5 Exempel 2 Koksättet enligt Exempel 1.

Kokvätskesammansättningen var följande: 453 841 Na0H Au Kokvätska Na2S03 Na2S Koktyp mol Na/kg ved % på ved MSS-AU 5,52 0,48 - 0,15 Sulfit-A0 6,00 - - 0,15 Konv. šulfat 2,0 3,0 - Kokresultatet var följande: Koktyp Tid vid Kappatal Utbyte 17o°c 9.: min MSS-AG, 90 68 61,8 MSS-A0 160 57 59,7 Sulfit-A0 160 99 71,3 Konv. sulfat 65 66 51,6 453 841 Exempel 3 Koksättet enligt Exempel 1.

Kokvätskesammansättningen var följande: Kokvätska Nà2503 Na2S Na0H A0 Koktyp mol Na/kg ved % på ved Mss-Au ' 7,0 1,0 _ 0,15 sulfit-Au 8,0 _ _ 0,15 Konv. sulfat - 2,2 3,4 - Kokresultatet var följande: Koktyp Tid vid Kappatal Viskositet Utbyte 170%, drf/kg 2.; min MSS-A0 160 42 1590 53,5 Sulfit-ÅQ 160 84 - 68,5 ä6 1256 51,0 Konv. sulfat 75 De tidigare kända SS-kokningarna med höga sulfidandelar ger inte ovannämnda effekt - snabb delígnifieríng vid låg alkalitet. 7 4-5 3 Exempel 4 En jämförelse mellan MSS-AG och s k konventionell S5-AG.

Koksätt enligt Exempel 1.

Kokvätskesammansättníngarna var följande: Kokvätska Na2SÛ3 Na2S A0 Koktyp mol Na/kg ved % på ved Mss_Aü 7,0 1,0 0,15 SS-A0 4,0 4,0 0,15 Kokresultatet var Följande: Koktyp Tid vid Kappatal Utbyte 170°c, % min MSS-ÅQ 160 42 53,5 SS-AQ 160 55,2 51,7 814 1 10 15 20 25 45sls41 I figur 1 ges kappatalet efter kokningen som funktion av kokvätske- sammansättningen. Den totala kemikaliesatsningen (uttryckt som mol Na2S + e Na2S03) har hållits konstant, bara kvoten mellan sulfid och sulfit har varierats. Molkvot 0 motsvarar sulfit-AQ-kok (utan sulfidtillsats). Som man kan se från figuren, så får man ett optimalt, lågt kappatal efter koket vid molkvoten enligt uppfinningen. Det går inte ur tillgänglig kun- skap att på förhand inse att man med minskad sulfíd/sulfitkvot erhåller ett ligninhaltsminimum vid dessa molkvoter utan man skulle förvänta monotont stigande ligninhalt (försämrad delignifiering) med sänkt sulfid/sulfit kvot. Genom att tillsätta små mängder av sulfid till sulfit-AQ kokvätska kan koktiden vid konstant koktemperatur förkortas eller kemikaliesatsníngen och/eller max.koktemperaturen sänkas vid konstant koktid.

Bildningen av illaluktande substanser är betydligt mindre för MSS-AQ-kok än för konventionella sulfatkok och "vanliga" sulfit-sulfid- kok. Enligt litteraturen har "vanliga" sulfit-sulfidkok stark och mycket obehaglig lukt (O.V. Ingruber, G.A. Allard, Pulp and Paper Mag. of Canada_Zí, no 11 (1973):84). Vi har jämfört bildningen av illaluktande gaser från ett konventionellt sulfatkok (kappatal 30) med ett MSS-AQ- kok (kappatal 56). Halten av metylmerkaptan (MM) och dimetylsulfíd (DMS) bestämdes såväl i gas- som vätskefas och total mängd av bildade orga- niska svavelföreningar bestämdes. Som man kan se från figur 2 är bild- ningen av illaluktande geeer vid Mss-Au kokning' obetydlig (0,9 'H01 för för Mss-AG jämfört med 19,6 för kgnvenrienell eulfer). Mss-Ao kokning kan betraktas som ett nästan "luktfritt" kok.

Uppfinníngen är inte begränsad till de beskrivna utföringsexemplen, utan kan variera inom uppfinningstankens ram. (Å

Claims (4)

10 q 453 841' P a t e n t k r a v

1. Sätt vid framställning av massa från ved med sulfitkokvätska innehållande tillsatser av sulfid i närvaro av en kinoid eller hydro- kinoidförening, t ex antrakinon, bensokínon, naftokinon eller 1,4 - díhydro - 9,10 - dehydroxiantracen, k ä n n e t e c k n a t av att molkvoten mellan sulfid och sulfit, räknat som Na2S resp Na2S03, uppgår till 0,01-0,2, företrädesvis 0,05-0,15, lämpligen 0,08-0,12.

2. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att koket avslutas innan kappatal 50 uppnåtts.

3. Sätt enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att delignifieringen fortsättes i ett följande steg, t ex med alkalí, sulfit- kokvätska eller alkali och syrgas.

4. Sätt enligt kraven 1 - 3, kinoida resp hydrokínoida föreningen tillsättes i en mängd av 0,01-0,20%, k ä n n e t e c k n a t av att den räknat på vedmängden.