способ получения окисленного белого щелока

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСЛЕННОГО БЕЛОГО ЩЕЛОКА, включающий окисление содержащегося в нем сульфида натрия кислородом воздуха в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют оксид марганца, нанесенный на водостойкую подложку, с содержанием оксида марганца 2,5 90 мас.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению растворов для варки, облагораживания, отбелки волокнистых полуфабрикатов, полученных из растительного сырья, и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ получения белого щелока, предназначенного для варки целлюлозы, путем упаривания черного щелока, его сжигания с добавленным сульфатом натрия, растворением полученного плава и каустизации зеленого щелока известью [1]

Недостаток белого щелока, полученного данным способом, заключается в образовании при его использовании в качестве варочного раствора метилмеркаптана и других токсичных и дурнопахнущих соединений. Присутствие сульфида натрия в белом щелоке не позволяет использовать его вместо дефицитной и более дорогостоящей каустической соды на стадиях облагораживания и кислородной делигнификации небеленой целлюлозы. Это обусловлено образованием на стадии хлорирования целлюлозы из сульфида натрия сероводорода, также являющегося токсичным и дурнопахнущим соединением.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения окисленного белого щелока путем окисления содержащегося в нем сульфида натрия кислородом воздуха до гидроксида и тиосульфата натрия в присутствии гомогенного катализатора раствора черного щелока, полученного после варки целлюлозы [2]

Существенный недостаток способа-прототипа заключается в том, что органические вещества, растворенные в черном щелоке, являются малоэффективным катализатором процесса окисления сульфида натрия, что требует большого времени контакта раствора с окислителем и приводит к высокой металлоемкости окислительной установки наряду с повышенным расходом воздуха.

Цель изобретения увеличение скорости окисления сульфида натрия, содержащегося в белом щелоке, повышение экономичности данного процесса.

Цель достигается тем, что в качестве гетерогенного катализатора используют марганецсодержащие соединения с водостойкой подложкой, в том числе марганецсодержащие руды с содержанием оксида марганца 2,5-90 мас.

П р и м е р 1. Окисление белого щелока (содержание активной щелочи 100 г/л ед. Na₂O, сульфидность 30%) проводили в термостатированном реакторе при 80^оС объемом 56 см³, выполненном из стекла. Раствор белого щелока и воздух из ресивера с определенным расходом подавали в верхнюю часть реактора, окисленный щелок отбирали из нижней части реактора и определяли содержание в нем сульфида и тиосульфата натрия по стандартным методикам. В качестве катализатора к раствору белого щелока добавляли раствор черного щелока, полученного после сульфатной варки целлюлозы из древесины сосны, со следующими параметрами: плотность 1,11 г/см³, содержание активной щелочи 8,0 г/л ед. Na₂O. Условное время контакта белого щелока с окислителем составляло 34 мин.

П р и м е р 2. Окисление белого щелока проводили в условиях, идентичных описанным в примере 1, в реакторе, заполненном гетерогенным катализатором, представляющим собой руду, состоящую из 30% (весовых) оксидов марганца и алюмосиликатную подложку. Размер фракций катализатора составлял 5-15 мм. Полученные результаты представлены в табл. 1.

Проведение процесса окисления по известному способу (табл. 1) не позволяет достигнуть высокую скорость окисления белого щелока и степень конверсии сульфида натрия, которые максимальны при добавлении 2,5 об. черного щелока. Дальнейшее увеличение количества катализатора по известному способу нецелесообразно, поскольку кислород в основном начинает расходоваться на окисление органических соединений, содержащихся в черном щелоке. Окисление белого щелока позволяет в аналогичных условиях достигнуть степень окисления сульфида натрия в белом щелоке 99,99% и протекает со скоростью в 3,3 раза выше по сравнению с известным способом.

П р и м е р 3. Окисление белого щелока проводили в условиях, идентичных описанным в примере 1 в реакторе, заполненном гетерогенным катализатором, состоящим из 1,0-100 мас. оксида марганца алюмосиликатной подложки. Размер фракций катализатора составлял 5-15 мм. Полученные результаты представлены в табл. 2.

Результаты, представленные в табл. 2, показывают, что при содержании MnO₂ в катализаторе до 2,5 мас. сохраняется достаточно высокая степень окисления сульфида натрия, содержащегося в белом щелоке, не ниже 99% Высокая эффективность катализатора сохраняется при содержании MnO₂ до 90 мас.

Таким образом, использование предлагаемого способа получения окисленного белого щелока в присутствии гетерогенного катализатора позволяет по сравнению с известным способом увеличить скорость окисления сульфида натрия в 3,3 раза и достигнуть степени конверсии последнего 99%