Способ получения бисульфитной целлюлозы высокого выхода на магниевом основании

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИСУЛЬФИТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ВЫСОКОГО ВЫХОДА НА МАГНИЕВОМ ОСНОВАНИИ(71) Заявитель Белорусский государственный технологический университет(73) Патентообладатель Белорусский государственный технологический университет(57) Способ получения бисульфитной целлюлозы высокого выхода на магниевом основании, включающий приготовление варочного раствора, загрузку щепы хвойно-лиственных пород, пропитку щепы варочным раствором, варку и выгрузку целлюлозы, отличающийся тем, что на стадии пропитки при температуре реакционной массы 60-90 С вводят полиакриламид в количестве 0,015-0,15 к оксиду магния по действующему веществу. Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к процессам получения целлюлозы высокого выхода путем варки хвойно-лиственной древесины магнийбисульфитным основанием. Известен способ получения целлюлозы путем варки щепы хвойной или лиственной древесины в щелочном растворе (сульфатная варка) с добавкой полиакриламида в количестве 0,01-1,00 от массы абсолютно сухого сырья (а.с.с.) 1. Недостатком способа является большой расход полиакриламида, до 1 от массы а.с.с., и низкий выход целлюлозы. Известен способ получения целлюлозы, согласно которому щепу хвойных пород перед варкой с бисульфитным раствором на магниевом основании обрабатывают водным раствором аммиака с концентрацией 825 г/дм 3 при 60-100 С в течение 20-40 мин с последующим удалением отработанного раствора 2. Недостатком способа является использование в технологическом процессе летучего токсичного вещества, вызывающего загрязнение окружающей среды парогазовыми выбросами и сточными водами. Наиболее близким к заявленному способу по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения бисульфитной целлюлозы высокого выхода путем варки древесины варочным раствором на магниевом основании 3. Недостатком способа является высокое содержание лигнина, 14-20 от массы целлюлозы, вследствие этого низкие физико-химические показатели сопротивление продавливанию,сопротивление плоскостному сжатию, сопротивление излому (число двойных перегибов). Предлагаемое изобретение ставит задачу получения целлюлозы высокого выхода с низким содержанием лигнина, повышением ее физико-химических свойств путем варки щепы хвойно-лиственной древесины бисульфитным раствором на магниевом основании (кислый раствор). 3512 1 Для решения поставленной задачи предлагается способ получения бисульфитной целлюлозы на магниевом основании, включающий приготовление варочного раствора, загрузку щепы хвойно-лиственных пород,пропитку щепы варочным раствором, варку и выгрузку целлюлозы, при этом на стадии пропитки при температуре реакционной массы 60-90 С вводят полиакриламид в количестве 0,015-0,15 к оксиду магния по действующему веществу. Преимущество варки щепы хвойно-лиственной древесины бисульфитным раствором на магниевом основании с использованием полиакриламида состоит в получении бисульфитной целлюлозы с выходом 63,5 от массы абсолютно сухого сырья, чего невозможно добиться по сульфатному способу с применением полиакриламида, и высокими прочностными свойствами, которых нельзя достичь при обычной бисульфитной варке. Введение полиакриламида в процесс бисульфитной варки щепы хвойно-лиственной древесины повышает селективность делигнификации с сохранением углеводной части сырья. Температурный интервал определен из условий наилучшего распределения полиакриламида в варочном бисульфитном растворе и достижения наиболее благоприятных условий делигнификации древесной щепы. Снижение температуры ниже 60 С ухудшает условия пропитки древесного материала и не способствует существенному повышению степени его делигнификации и ухудшению качества целлюлозы высокого выхода. Повышение температуры выше 90 С сокращает временной интервал воздействия полиакриламида в варочном растворе и не оказывает значительного воздействия на степень делигнификации древесины. Массовый расход полиакриламида выбран из условий достижения наилучшего результата по степени делигнификации исходного древесного сырья с улучшением физико-химических свойств целлюлозы без снижения ее выхода от перерабатываемой щепы. Уменьшение расхода полиакриламида ниже 0,015 к оксиду магния не оказывает заметного влияния на степень делигнификации древесины и свойства получаемой целлюлозы высокого выхода. Увеличение расхода полиакриламида выше 0,15 к оксиду магния не способствует повышению селективности делигнификации, ведет к перерасходу реагента и снижает экономичность процесса получения целлюлозы высокого выхода. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. В подготовленный варочный аппарат загружают щепу хвойно-лиственной древесины сосны и осины в соотношении 91 (по массе), массой 1820 кг (1,0 кг по абсолютно сухому веществу) влажностью 45 . Для удаления воздуха загруженную щепу пропаривают в течение 30 мин перегретым до 160 С водяным паром. По истечении времени пропарки при закрытой загрузочной горловине и открытом сдувочном вентиле в аппарат подают варочный бисульфитный раствор на магниевом основании с гидромодулем загрузки, равным 5. Состав варочного раствора,общего 2 2,8-3,0 связанного 2 1,4-1,5 0,95-1,0 рН варочного раствора 4,00,1. При температуре 90 С в процесс вводят 1 -ный водный раствор полиакриламида в количестве 0,75 см 3,что составляет 0,015 по действующему веществу к оксиду магния. В ходе процесса при подъеме температуры до 120 С делают одну сдувку в течение 3-5 мин для удаления остатка воздуха и неконденсирующихся газов. Режим варки, мин 90 подъем температуры до 120 С 90 стоянка при температуре 120 С 90 подъем температуры до 160 С 90. выдержка при температуре 160 С По окончании процесса варки целлюлозу выгружают и промывают до отсутствия 2. Выход определяли путем высушивания строго определенной навески полученной целлюлозы до постоянной массы с точностью 0,0002 г при температуре 1052 С. Выход целлюлозы высокого выхода составил 63,5 от массы абсолютно сухого сырья при содержании лигнина 11,3 от а.с. ЦВВ. Примеры 2, 3 выполнены по схеме примера 1, отличие состоит только в расходе полиакриламида и температуре его ввода в процесс пропитки щепы. Пример 4 выполнен без введения полиакриламида. Результаты заявляемого способа представлены в таблице. Таким образом, заявляемый способ позволяет уменьшить содержание лигнина в ЦВВ в 1,5-2,0 раза, смолы в 1,5-1,8 раза, улучшить ее физико-химические свойства, в частности, сопротивление продавливанию возросло на 15-35 , разрывная длина увеличилась на 10-15 , белизна - на 10-25 , в сравнении с обычной варкой щепы бисульфитным раствором на магниевом основании. 2 3512 1 Химическая характеристика целлю- Механическая характеристика целлюлозы лозы размол до 60 Ш, масса отливки Расход по- Темпера 75 г/м 2 тура ввода лиак опыта риламида, в реакСодержа- Содержание Число СопротивлеРазрывная Белизна, к оксиду ционную ние лигнисмолы,Каппа ние продавдлина, м ливанию,магния на,массу, С КПа 1 0,015 90 11,3 0,61 61 4,7 9700 56 2 0,150 60 8,5 0,50 55 5,5 10000 62 3 0,075 75 10,2 0,58 58 5,0 9900 60 4 Варка без использова 17,3 0,90 70 4,0 8700 50 ния полиакриламида Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.