способ получения целлюлозы
Классы МПК: | D21C3/04 с применением кислот, кислых солей или ангидридов кислот |
Автор(ы): | Мутовина М.Г. (RU), Бондарева Т.А. (RU), Фадеев Б.А. (RU), Дьяков Н.А. (RU), Дедик Ю.П. (RU), Тимошевский А.Н. (RU), Банзина Л.Н. (RU), Ефимова В.Н. (RU), Суханов Г.А. (RU), Шталкин Н.Г. (RU), Фотеев М.А. (RU), Исакова В.С. (RU), Татарчук В.И. (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Целлюлозно-бумажный комбинат "Кама" (RU), Открытое акционерное общество "Центральный научно- исследовательский институт бумаги" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2003-06-11 публикация патента:
27.06.2004 |
Способ относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использован при производстве целлюлозы из смеси хвойной и лиственной древесины. Способ получения целлюлозы включает пропитку древесного сырья на основе хвойной древесины сульфитным варочным раствором при повышенной температуре и варку при конечной температуре. Пропитку проводят при температуре 107-112С, а варку осуществляют при рН сульфитного варочного раствора 1,8-2,0 и температуре 146-150С. В качестве древесного сырья на основе хвойной древесины используют сырье, дополнительно содержащее лиственную древесину при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 50-70Березовая древесина 30-50илиЕловая древесина 45-55Сосновая древесина 15-25Березовая древесина 25-35илиЕловая древесина 60-70Осиновая древесина 30-40илиЕловая древесина 40-60Сосновая древесина 20-30Осиновая древесина 20-30Способ отличается повышенным качеством получаемой целлюлозы. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Способ получения целлюлозы, включающий пропитку древесного сырья на основе хвойной древесины сульфитным варочным раствором при повышенной температуре и варку при конечной температуре, отличающийся тем, что пропитку проводят при температуре 107-112С, а варку осуществляют при рН сульфитного варочного раствора 1,8-2,0 и температуре 146-150С, при этом в качестве древесного сырья на основе хвойной древесины используют сырье, дополнительно содержащее лиственную древесину при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 50 - 70Березовая древесина 30 - 50илиЕловая древесина 45 - 55Сосновая древесина 15 - 25Березовая древесина 25 - 35илиЕловая древесина 60 - 70Осиновая древесина 30 - 40илиЕловая древесина 40 - 60Сосновая древесина 20 - 30Осиновая древесина 20 - 302. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют сульфитный варочный раствор на натриевом или магниевом основании или на их смеси.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве целлюлозы для бумаги из смеси хвойной и лиственной древесины.Известен способ получения целлюлозы из лиственной древесины путем варки щепы со смесью сырой башенной сульфитной кислоты с содержанием Na2O 1,45-1,65% и всего SO2 4,2-4,8% и водного раствора карбоната натрия концентрацией 90-110 г/м при их объемном соотношении от 100:3 до 100:5, а варку проводят при рН 2,5-4,0 и содержании всего SO2 3,8-4,5 (RU 2010069, кл. D 21 С 3/06, 30.03.94).Известный способ позволяет повысить выход целлюлозы, однако полученная известным способом целлюлоза имеет недостаточную прочность и может быть использована в производстве бумаги только как добавка к хвойной целлюлозе.Известен способ получения небеленой целлюлозы путем варки щепы из хвойной древесины с сульфитным варочным раствором, имеющим рН 2,5-3,4, при температуре 152-154С (RU 2010068, кл. D 21 C 3/06, 30.03.94).Известный способ позволяет повысить выход целлюлозы, а также ее качественные показатели, а именно белизну.Однако полученная известным способом целлюлоза имеет недостаточно высокое сопротивление излому и продавливанию.Известен способ получения бисульфитной целлюлозы путем пропитки щепы бисульфитным раствором на смешанном основании MgO и Na2O при температуре 115-120С, давлении (4,0-7,0)105 Н/м2 и рН 2,3-3,2 в течение 1,5-2,0 час. Раствор используют при соотношении MgO и Na2O от 9:1 до 1:1,5 с содержанием в нем всего SO2 4,0-5,5%, затем осуществляют варку при температуре 153-158С и давлении (6,3-7,0)105 Н/м2 (RU 2114230, кл. D 21 C 3/10, 27.06.98).Однако данным способом из хвойно-лиственной щепы невозможно получить целлюлозу с хорошей механической прочностью - из-за повышенной температуры варки.Ближайшим аналогом настоящего изобретения по технической сущности является способ получения целлюлозы, включающий пропитку древесного сырья на основе хвойной древесины сульфитным варочным раствором при повышенной температуре и варку при конечной температуре (RU 2010070, кл. D 21 C 3/06, 30.03.94).При этом после подачи сульфитного варочного раствора на натриевом основании осуществляют гидронадавливание на древесную щепу до давления 0,5-0,8 МПа с последующим сбросом давления до 0,25-0,30 МПа.Пропитку осуществляют одновременно с гидронадавливанием и сбросом давления при температуре 120-125С, а варку осуществляют при рН сульфитного варочного раствора 2,1-2,4 и температуре 152-156С. При этом в качестве древесного сырья используют еловую щепу.Известный способ характеризуется значительным сокращением продолжительности варки (на 1,5-2,0 час по сравнению с традиционными варками), а целевой продукт, полученный известным способом, характеризуется пониженным содержанием смол, жиров и непровара.Однако получаемая по этому способу целлюлоза имеет пониженные показатели прочности и высокую жесткость, что исключает использование ее в качестве белимой целлюлозы.Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества целлюлозы при одновременном снижении ее жесткости до уровня белимой целлюлозы и расширение сырьевой базы сульфитных предприятий за счет использования березы, осины и сосны.Достигается указанный технический результат тем, что в способе получения целлюлозы, включающем пропитку древесного сырья на основе хвойной древесины сульфитным варочным раствором при повышенной температуре и варку при конечной температуре, согласно изобретению пропитку проводят при температуре 107-112С, а варку осуществляют при рН сульфитного варочного раствора 1,8-2,0 и температуре 146-150С, при этом в качестве древесного сырья на основе хвойной древесины используют сырье, дополнительно содержащее лиственную древесину при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 50-70Березовая древесина 30-50илиЕловая древесина 45-55Сосновая древесина 15-25Березовая древесина 25-35илиЕловая древесина 60-70Осиновая древесина 30-40илиЕловая древесина 40-60Сосновая древесина 20-30Осиновая древесина 20-30При этом варку сульфитным варочным раствором проводят на натриевом, магниевом или смешанном натриево-магниевом основании при соотношении Na2O:MgO 1:1, а содержание всего SO2 в варочном растворе составляет 5,5-6,0%.Сочетание пропитки при температуре 107-112С, рН варочного раствора 1,8-2,0 и температуры 146-150С позволяет получить целлюлозу высокой прочности несмотря на высокое содержание в щепе лиственной древесины, практически без непровара и с жесткостью 25-35 по Каппа, имеющую хорошую способность к отбелке.Изобретение иллюстрируется следующими примерамиПример 1. Способ получения целлюлозы осуществляют следующим образом: 1000 г щепы, состоящей из смеси еловой древесины (70%) и березовой древесины (30%), загружают в автоклав, заливают сульфитным варочным раствором на натриевом основании, имеющим рН 1,8, с содержанием всего SO2 5,5% и производят подъем температуры до 107С, осуществляют стоянку при этой температуре в течение 1 часа, затем поднимают температуру до конечной - 146С и производят варку в течение 3,0 часов.Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.Пример 2. Способ получения целлюлозы осуществляют аналогично примеру 1, но при этом используют смесь еловой и березовой древесины в соотношении 50:50 и сульфитный варочный раствор на магниевом основании со следующими характеристиками: концентрация всего SO2 6%, рН 2,0. Стоянку проводят в течение 1,5 часа при температуре 112С, а варку осуществляют в течение 2,5 часов при конечной температуре 150С.Показатели целлюлозы приведены в таблице.Пример 3. Способ получения целлюлозы осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 45Сосновая древесина 25Березовая древесина 30Показатели целлюлозы приведены в таблице.Пример 4. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 2, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 55Сосновая древесина 15Березовая древесина 30Показатели целлюлозы приведены в таблице.Пример 5. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 60Осиновая древесина 40и используют сульфитный варочный раствор на смешанном магниево-натриевом основании в соотношении MgO:Na2O 1:1 со следующими характеристиками: концентрация всего SO2-5%, рН 1,9.Показатели целлюлозы приведены в таблице.Пример 6. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 2, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 70Осиновая древесина 30Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.Пример 7. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 40Сосновая древесина 30Осиновая древесина 30Стоянку осуществляют при температуре 110С, а варку проводят при температуре 148С.Показатели целлюлозы приведены в таблице.Пример 8. Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесной сырья, мас.%:Еловая древесина 60Сосновая древесина 20Осиновая древесина 20Показатели целлюлозы приведены в таблице.Пример 9 (по прототипу). Способ осуществляют следующим образом: щепу из смеси еловой (45%), сосновой (25%) и березовой древесины (30%) в количестве 1000 г загружают в автоклав, заливают сульфитным варочным раствором, имеющим рН 2,1, содержание связанного SO2 1,54%, Na2O 1,50%, всего SO2 4,0%, затем производят гидронадавливание до давления 0,8 МПа, при котором массу выдерживают в течение 20 мин, после чего давление сбрасывают до 0,3 МПа. Подъем температуры ведут до 120С и осуществляют стоянку при этой температуре в течение 30 мин. Затем температуру поднимают до 152С. Варку проводят в течение 2,0 часов.Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.Пример 10 (контрольный). Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 30Березовая древесина 40Сосновая древесина 30сульфитный варочный раствор имеет рН 1,7, пропитку проводят при температуре 114С, варку осуществляют при температуре 151С в течение 3,5 часов.Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.Пример 11 (контрольный). Способ получения целлюлозы осуществляют как в примере 1, но при следующем соотношении компонентов древесного сырья, мас.%:Еловая древесина 30Осиновая древесина 40Сосновая древесина 30сульфитный варочный раствор имеет рН 2,1, пропитку осуществляют при температуре 105С, а варку проводят при температуре 144С в течение 2,5 часа.Показатели качества целлюлозы приведены в таблице.Из анализа данных, представленных в таблице, видно, что предлагаемый способ позволяет получить из древесного сырья, содержащего лиственную древесину, целлюлозу пониженной жесткости с высокими показателями прочности: разрывная длина выше на 700-1800 м, сопротивление излому - на 450 двойных перегибов.Класс D21C3/04 с применением кислот, кислых солей или ангидридов кислот