SU1130634A1

SU1130634A1 - Method of producing fibrous semifinished material

Info

Publication number: SU1130634A1
Application number: SU833630393A
Authority: SU
Inventors: Станислав Соломонович Маховер; Анна Ивановна Новикова; Анатолий Борисович Маршак; Виктор Николаевич Виноградов; Виталий Михайлович Крюков; Юрий Алексеевич Гугнин
Priority date: 1983-08-03
Filing date: 1983-08-03
Publication date: 1984-12-23

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА, включак ций обра- ботку исходного целлюлозосодержащего . сырь белым щелоком в присутствии ароматического кётосоединени и введение соли марганца или меди, отличающийс тем, что, с целью повьшенн выхода целевого продукта и снижени загр зненности .окружающей среды, перед обработкой сьфь белый щелок окисл ют до степени превращени сульфида натри в тиосульфат и полисульфид 30-100%, а введение соли марганца или меди осуществл ют в процессе окислени щелока. (Л сMETHOD FOR OBTAINING A FIBER SEMI- FINISHED PRODUCT, including the processing of the original cellulose-containing material. raw materials with white liquor in the presence of aromatic keto compounds and the introduction of manganese or copper salts, characterized in that, in order to increase the yield of the target product and reduce the pollution of the environment, before processing, the white liquor is oxidized to the extent of conversion of sodium sulfide to thiosulfate and polysulfide 30 -100%, and the introduction of the salt of manganese or copper is carried out in the process of oxidation of liquor. (L with

Description

9д9e

&0& 0

Изобретение относитс к целл1апоз: но-бумажному производству, в частности к способам щелочной варки целлюлозосодержащего сьфь с получением волокнистых полуфабрикатов, используемых дл производства бумаги и кар тона различного назначени . Известен способ делигнификации лигноцеллюлозного материала щелочным раствором в присутствии циклическог кетосоединени iDi Однако применение натронных щелоков не дает возможность получать цел люлозу с удовлетворительным выходом при экономически целесообразном количестве добавки, а использование антрахинона и его аналогов при суль фатных н полисульфидных варках не решает проблемы снижени выбросов дурнопахнущих сернистых соединений. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ получени волокнистого полуфабриката путем обработки исходного целлишозо содержащего сырь щелочным реагенто в присутствии ароматических кетосое динений при повьшенной температуре н давлении в .присутствии солей меди или марганца, вз тых в соотношении 0,1:1 - 5:1 к массе ароматического кетосоединени 2. Добавка соединений, содержащих катионы Мп и Си , повышает эффек действи кетосоединений на процесс щелочной делигнификации. Однако применение антрахинона и его аналогов в присутствии катионов марганца и меди, дава некоторо повышение выхода и ка ества волокнистого полуфабриката, практически не снижает содержание летучей серы в парогазах. Цель изобретени - повышение выхода целевого продукта и снижение загр зненности окружающей среды. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени волокнистого полуфабриката, включаю щему об; аботку исходного целлюлозосодержащего сырь белым щелоком в присутствии соматического кетосоединени и введение соли марганца и меди, перед обработкой сьфь белы щелок окисл ют до степени превращени сульфида натри в тиосульфат и полисульфид 30 - 100%, а введение соли марганца или меди осуществл ют в процессе окислени щелока. В присутствии катионов марганца и меди значительно интенсифицируетс процесс окислени сульфида натри в белом щелоке молекул рным кисло дом или воздухом. Полисульфид и тиосульфид натри , которые образуютс при окислении сульфида натри , оказывают положитель ное вли ние на выход и качество целлюло-зы , получаемой в результате варки с добавками антрахинона и его аналогов , а присутствие в окисленном 74 Р -4белом щелоке катионов Мп и Си усиливает эффект действи ароматического кетосоединени . Перевод части сульфида натри в нелетучее серосодержащее соединение - тиосульфат позвол ет уменьшить содержание дурнопахнущих сертистых соединений в парогазах и сульфида натри в отработанном черном щелоке. При этом существенно снижаютс выбросы летучих сернистых соединений в процессах варки древесины и регенерации щелоков. Способ осуществл ют следующим образом . Белый щелок путем барботировани , эжекции, смешиванием под давлением обрабатывают врздухом или молекул рным кислородом. Температура обработки 70-90 С. В необходимых количествах в белый щелок добавл ют соли, содержащие катионы Мп и Си . Продолжительность окислени и расход кислорода выбир дат в зависимости от заданной степени перевода сульфида натри в полисульфид и тиосульфат. Соотношение получаемой полисульфидной серы и серы, содержащейс в образовавшемс тиосульфате, зависит от состава исходных щелоков и степени окислени сульфида натри . Так, при степени окислени 30% и сульфидности исходного щелока 30% отношение полисульфидной и тиосульфатной серы составл ет 0,8-1, а при степени перевода сульфида натри в полисульфид и тиосульфат 100% со0 ,8-1,2 отйошение равно , После окислени белый щелок и содержащиес в нем соединени марганца и меди направл ют далее на варку, в процессе которой добавл ютс необходимые количества циклических кетосоединений . Нецелесообразно использовать дл варки белый щелок со степенью окисле31 ни менее 30%, так как при этом в нем наблюдаетс низкое содержание полисульфидов и при этом незначитель но снижаютс выбросы дурнопахнущих сернистых соединений. Также нецелесообразным вл етс дальнейшее окисление белого щелока после того, как весь сульфид натри (100%) переведен в полисульфид и тио сульфат, натри , так как при этом происходит окисление полисульфида натри в тиосульфат и при использовании такого щелока дл варки древесины не будет получен эффект повышени выхода целлюлозы, обусловленный действием полисульфида. Пример 1-. На лабораторной окислительной установке провод т обработку белого щелока воздухом при 85 С и соотношение объемов пропускав мого воздуха и щелока 200:1. Исходный белый щелок имеет следую щий состав: содержание активной щело чи 92,7 г/л; степень сульфидности 32,1 %. Степень окислени сульфида натри в полисульфид и тиосульфат после об работки составл ет 30%. Количество образовавшейс полисульфидной серы составл ет 1,8 г/л, тиосульфата 4,4 г/л. Окисление провод т в присутствии добавки соли , вз той в таком количестве, .чтобы при последующей варке древесины соотношение катионов Мп к добавл емому количеству антрахинона и этилентрахинона составило соответственно 1:1 и 5:1. Лабораторную обработку осиновой щепы провод т на глицериновой бане в автоклавах с перемешиванием вращением по следующему режиму: подъем температуры до 170 С 65 мин; сто нка на конечной температуре 75 мин; гидромодуль 3,5:1. Расход щелочи по отношению к массе абсолютно сухой древесины 13% ед По известному способу варки пров д т на исходном белом щелоке с добавкой 0,25% антрахинона (АХ) и 0,0 этилантрахинона (ЭАХ) от массы абсо лютно сухой древесины и в соотношении j . . . По предлагаемому способу примен ют белый щелок со степенью окислени 30%, Антрахинон и этилантрахинон 44 внос т в процесс варки в таких же количествах, что и при варке по известному способу, а добавку катионов марганца производ т в вьгае указанных соотношени х. В табл. 1 приведены результаты варки осиновой древесины по известному и предлагаемому способам. Пример2. По режимам, данным в примере 1, провод т варку осиновой древесины с окисленным белым щелоком. Степень окислени сульф1зда натри в белом щелоке 100%, Количество образовавшейс полисульфидной серы составл ет 5,2 г/л, тиосульфата натри 26,1 г/л. Количество добавл емого антрахинона (ЛХ) и -метилантрахинона (МАХ) составл ет соответственно 0,5 и 0,05% от массы абсолютно древесины. Содержание катионов Мп в окисленном белом щелоке и при добавке МпСбг в исходный щелок при варке по известному способу составл ет 0.1 к 1 ч. антрахииона и 1:1 по отношению к добавке Э-метилантра- хинона, В табл. 2 приведены результаты варок по известном, и предлагаемому способам. П р и м е р 3, По режимам, приведенным в примере 1, провод т варку осиновой щепы с окисленным белым щелоком . Степень окислени белого щелока 52,1%, Количество добавл емого антрахинона и этилантрахинона составл ет 0,5 и 0,05% от массы абсолютно сухой древесины. Добавка CuSOj 51 0 в процессе окислени щелоком дл варки предлагаемым способом и в процессе варки древесины известным спо собом производитс из расчета соотношени катиона Си к антрахинону О,05:1 и к этилантрахинону 5:1, В табл, 3 приведены результаты варок с использованием белого щелока , окисленного в присутствии катионов меди, и на исходном щелоке с добавкой CuSO 5H20 в процессе варки. Из данных, представленных в табл. 1-3, видно, что по сравнению с известным предложенный способ обеспечивает повышение выхода целевого продукта более чем на 1% и существенное снижение количества метилмеркап- Тана и сероводарода в парогазовых выбросах . Так, при степени окислени белого щелока 50% количество метилмеркаптана и сероводорода снижаетс болееThe invention relates to cellulose: but-paper production, in particular, to methods of alkaline pulping of cellulose containing cf to obtain fibrous semi-finished products used for the production of paper and cardboard for various purposes. The known method of delignification of lignocellulosic material with an alkaline solution in the presence of iDi cyclic keto compounds However, the use of soda alkalis does not make it possible to obtain cellulose with a satisfactory yield with an economically feasible amount of an additive, and the use of anthraquinone and its analogs in sulfate n polysulfide cooking does not solve the removal of jars. compounds. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a method of producing a fibrous semi-finished product by treating the original cellulose containing raw material with alkaline reagents in the presence of aromatic keto compounds at elevated temperature and pressure in the presence of copper or manganese salts in a ratio of 0.1: 1 - 5: 1 by weight of aromatic keto compound 2. The addition of compounds containing Mn and Cu cations increases the effect of keto compounds on the alkaline delignification process. However, the use of anthraquinone and its analogs in the presence of manganese and copper cations, which certainly increased the yield and quality of the fibrous semi-finished product, practically does not reduce the content of volatile sulfur in steam gases. The purpose of the invention is to increase the yield of the target product and reduce environmental pollution. This goal is achieved by the fact that according to the method for producing a fibrous semi-finished product, including: Starting the cellulose-containing raw material with white liquor in the presence of a somatic keto compound and adding manganese and copper salts, before being treated with white liquor, is oxidized to the extent that sodium sulfide is converted to thiosulfate and polysulfide 30-100%, and the manganese or copper salt is added during the oxidation of liquor . In the presence of manganese and copper cations, the oxidation of sodium sulfide in white liquor by molecular acid or air is significantly intensified. Polysulfide and sodium thiosulfide, which are formed during the oxidation of sodium sulfide, have a positive effect on the yield and quality of cellulose obtained as a result of cooking with the addition of anthraquinone and its analogs, and the presence in the oxidized 74 P-4 white lye of the Mn and C cations increases effect of aromatic keto compound. The conversion of a part of sodium sulfide into a non-volatile sulfur-containing compound — thiosulfate allows reducing the content of fetid certified compounds in steam gases and sodium sulfide in spent black liquor. At the same time, emissions of volatile sulfur compounds during wood cooking and liquor regeneration are significantly reduced. The method is carried out as follows. White liquor is sparged or molecularly oxygenated by sparging, ejection or pressure mixing. The treatment temperature is 70-90 ° C. In the required amounts, salts containing the Mn and Cu cations are added to the white liquor. The duration of the oxidation and the consumption of oxygen are selected depending on the degree of conversion of sodium sulfide into polysulfide and thiosulfate. The ratio of the resulting polysulfide sulfur and sulfur contained in the resulting thiosulfate depends on the composition of the starting liquor and the degree of oxidation of sodium sulfide. Thus, with a degree of oxidation of 30% and a sulfinity of the starting liquor, 30%, the ratio of polysulfide and thiosulfate sulfur is 0.8-1, and with the degree of conversion of sodium sulfide into polysulfide and thiosulfate 100% co0, 8-1.2 White liquor and the manganese and copper compounds contained in it are further directed to cooking, during which the necessary amounts of cyclic keto compounds are added. It is impractical to use white liquor with a degree of oxidation of not less than 30% for cooking, since it contains a low content of polysulfides and, at the same time, emissions of foul-smelling sulfur compounds are slightly reduced. It is also impractical to further oxidize the white liquor after all the sodium sulfide (100%) is converted to polysulfide and thio sulfate, sodium, since this causes the oxidation of sodium polysulfide to thiosulfate and the use of such liquor will not produce the effect increasing the yield of cellulose, due to the action of polysulfide. Example 1-. At the laboratory oxidative unit, the white liquor is treated with air at 85 ° C and the ratio of the volumes of air passed through and liquor is 200: 1. The original white liquor has the following composition: active-lye content is 92.7 g / l; degree of sulphidity 32.1%. The degree of oxidation of sodium sulfide to polysulfide and thiosulfate after processing is 30%. The amount of polysulfide sulfur formed is 1.8 g / l, thiosulfate 4.4 g / l. The oxidation is carried out in the presence of an addition of salt, taken in such an amount that during the subsequent wood cooking the ratio of Mp cations to the added amount of anthraquinone and ethylcentricquinone is 1: 1 and 5: 1, respectively. Laboratory treatment of aspen chips is carried out on a glycerin bath in autoclaves with stirring by rotation in the following mode: temperature rise to 170 ° C 65 min; stand at final temperature 75 min; Hydraulic module 3.5: 1. Alkali consumption in relation to the weight of absolutely dry wood is 13% of units. According to a known method of cooking, it is spent on the initial white liquor with the addition of 0.25% anthraquinone (AH) and 0.0 ethyl anthraquinone (EAX) by weight of absolutely dry wood and in the ratio j. . . The proposed method uses white liquor with an oxidation state of 30%, Anthraquinone and ethyl anthraquinone 44 are added to the cooking process in the same amounts as during cooking by a known method, and the addition of manganese cations is produced in a series of specified ratios. In tab. 1 shows the results of cooking aspen wood by the known and proposed methods. Example2. According to the modes given in Example 1, the aspen wood with oxidized white liquor is cooked. The oxidation degree of sodium sulfide in white liquor is 100%. The amount of polysulfide sulfur formed is 5.2 g / l, sodium thiosulfate is 26.1 g / l. The amount of added anthraquinone (LH) and α-methylanthraquinone (MAX) is 0.5 and 0.05%, respectively, by weight of absolutely wood. The content of Mp cations in the oxidized white liquor and with the addition of MnSbg to the original liquor when cooked according to a known method is 0.1 to 1 part of the anthraquione and 1: 1 with respect to the addition of E-methyl anthraquinone, In a table. 2 shows the results of cooking according to the known and proposed methods. PRI me R 3, According to the modes given in example 1, aspen wood chips with oxidized white liquor are cooked. The oxidation rate of white liquor is 52.1%. The amount of anthraquinone and ethyl anthraquinone added is 0.5 and 0.05% by weight of absolutely dry wood. The addition of CuSOj 51 0 during the oxidation with liquor for cooking by the proposed method and during the cooking of wood by a known method is carried out on the basis of the ratio of the C ion to anthraquinone O, 05: 1 and to ethyl anthraquinone 5: 1. Table 3 shows the results of cooking using white lye, oxidized in the presence of copper cations, and on the original liquor with the addition of CuSO 5H20 during the cooking process. From the data presented in table. 1-3, it is seen that in comparison with the known method, the proposed method provides an increase in the yield of the target product by more than 1% and a significant reduction in the amount of methyl mercaptan and serovodarod in vapor-gas emissions. Thus, when the degree of oxidation of white liquor is 50%, the amount of methyl mercaptan and hydrogen sulfide decreases more

51130634-651130634-6

чем в 2 раза, а при степени окисле- Годовой экономический эффект отthan 2 times, and at the degree of oxidation - Annual economic effect from

ни 100% варка на окисленном белом .использовани изобретени при годощелоке по составу парогазов прибли-вом вьтуске целлюлозы 340 тыс.Nor is 100% cooking on oxidized white. Using the invention in a year when the composition of steam gases is approximately 340 thousand pulses.

жаетс к натронной,значительно превос-тонн составит около 500 тысzhazha to soda, much superior tons will be about 500 thousand

ход ее по выходу и качеству целлюлозы .5рубits course on the yield and quality of cellulose .5rub

,Таблица,Table

Содержание сероводородаHydrogen sulfide content

в парогазах на конечной in steam gas on the ultimate

стадии варки г/т абсолютно сухой древесины stages of cooking g / t of absolutely dry wood

Содержание метилмеркаптана в парогазах приThe content of methyl mercaptan in steam gas with

сдувке, г/т абсолютноblowing, g / t absolutely

сухой древесины dry wood

176,4 168,2176.4 168.2

338,4 321,6338.4 321.6

Выход целлюлозы, % The yield of cellulose,%

Жесткость по перманганатному числу, п.ед. Permanent number stiffness, p.u.

Разрывна длина, км Breaking length, km

Сопротивление продавливанию , МПаBurst resistance, MPa

Сопротивление раздиранию , кНTear resistance, kN

Сопротивление излому,Fracture resistance,

число двойных перегибов number of double kinks

Содержание сероводорода в .парогазахпри сдувках г/т абсолютно сухой древесиныHydrogen sulphide content in steam and breeze with blown g / t of absolutely dry wood

Содержание метилмеркаптана в парогазах при сдувках, г/т 57,2 56,7 Выход целлюлозы, %. Жесткость по перманга17 ,2 17,7 натному числу, п.ед. 9,75 9,45 Разрывна длина, км Сопротивление продавлива0 ,59 0,56 ниго, МПаMethyl mercaptan content in vapor-gas gases during blowdown, g / t 57.2 56.7 Pulp yield,%. Permanent stiffness17, 2 17.7 natal number, i.e. 9.75 9.45 Breaking length, km Resistance of pressure 0, 59 0,56 nigo, MPa

Таблица2Table 2

58,157,758,157,7

56,456,4

16,115,416,216,115,416,2

9,3510,19,759,3510,19,75

0,580,560.580.56

0,540.54

6,96.9

7,07.0

7,17.1

28502850

24502450

23002300

11,412,111,412.1

262,4262.4

388,628,727,6388,628,727,6

ТаблицаЗ 6,7 9,f5 0,61Table3 6.7 9, f5 0.61

7,2 6,8 7,07.2 6.8 7.0

2250 2100 2400 255,3 261,4 123,6 406,4 391,6 197,4.2250 2100 2400 255.3 261.4 123.6 406.4 391.6 197.4.

6,76.7

«"

22002200

132,4132.4

193,8193.8

Claims

METHOD FOR PRODUCING FIBROUS SEMI-FINISHED PRODUCT, including processing of the original cellulose-containing. raw materials with white liquor in the presence of aromatic keto compounds and the introduction of manganese or copper salts, characterized in that, in order to increase the yield of the target product and reduce environmental pollution, before processing the raw materials, white liquor is oxidized to the degree of conversion of sodium sulfide to thiosulfate and polysulfide 30-100% and the introduction of the manganese or copper salt is carried out in the process of the oxidation of liquor.

1 1130634 2