способ отбелки сульфатной целлюлозы

Формула изобретения

Способ отбелки небеленой целлюлозы, включающий чередование кислотной и щелочной обработок, отличающийся тем, что целлюлозу после кислородно-щелочной обработки на 1 ступени обрабатывают серной кислотой с концентрацией массы 5-10%, расходом серной кислоты 5% от массы абсолютно сухой целлюлозы, рН 2,6-3,0, на 2 ступени пероксидную обработку осуществляют с расходом щелочи 1,0-1,3% от массы абсолютно сухой целлюлозы и 3 ступень проводят путем обработки целлюлозы диоксидом хлора при его расходе 1,0-1,6% от массы абсолютно сухой целлюлозы при температуре 70°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области целлюлозного производства и может быть использовано для получения беленой целлюлозы (из целлюлозной массы после кислородно-щелочной обработки) без применения молекулярного хлора.

Известен трехступенчатый способ отбелки целлюлозы, включающий обработку целлюлозной массы на 1 ступени азотсодержащей поликарбоновой кислотой при температуре 70-90°С, на 2 ступени - пероксидом водорода с расходом 1,3-2,0% от массы абс. сух. целлюлозы в щелочной среде при концентрации массы 10%, температуре 90°С в течение 120 мин и на 3 ступени - диоксидом хлора с расходом 1,3-2,4% от массы абс. сух. целлюлозы при концентрации массы 10%, времени обработки 120 мин при температуре 50-60°С (RU 2044808, кл. D 21 С 9/10, оп.1995).

Предложенный способ отличается от известного тем, что вместо поликарбоновой кислоты используют серную кислоту и обработке данной кислотой подвергают целлюлозу после кислородно-щелочной обработки, на второй ступени пероксидную обработку ведут с расходом щелочи 1,0-1,3% от массы абс. сух. целлюлозы и на 3 ступени используют диоксид хлора при его расходе 1,0-1,6% и температуре 70°С.

Данное отличие улучшает качество целлюлозы за счет повышения ее белизны.

Технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения, состоит в получении белизны лиственной целлюлозы 88,5% при исходной жесткости 10,2 единиц Каппа за счет процесса автоокисления, инициатором которого является кислород, оставшийся в волокне после кислородно-щелочной обработки в остаточной щелочности и протекание которого зависит от значения рН среды на 1 ступени обработки кислотой и соответственно расхода кислоты.

Существенные признаки изобретения: способ отбелки небеленой целлюлозы, включающий чередование кислотной и щелочной обработок, отличающийся тем, что целлюлозу после кислородно-щелочной обработки на 1 ступени обрабатывают серной кислотой с концентрацией массы 5-10%, расходом серной кислоты 5% от массы абс. сух. целлюлозы, рН 2,6-3,0, на 2 ступени пероксидную обработку осуществляют с расходом щелочи 1,0-1,3% от массы абс. сухой целлюлозы и 3 ступень проводят путем обработки целлюлозы диоксидом хлора при его расходе 1,0-1,6% от массы абс. сух. целлюлозы при температуре 70°С.

Пример 1.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО обрабатывают серной кислотой с расходом 4% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 10% и при выдерживании целлюлозной суспензии при 90°С в течение 30 минут. Затем целлюлозу отделяли и высушивали. Белизна целлюлозы 52,0%, выход 98,2.

Пример 2.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке серной кислотой с расходом 5% от массы в.c.ц., с концентрацией массы 2,5% при выдерживании целлюлозной суспензии при 90°С в течение 30 минут. Затем целлюлозу отделяли и высушивали. Белизна целлюлозы 54,2%, вязкость 46,6 мПа с, выход 98,2.

Пример 3.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО обрабатывают серной кислотой с расходом 5% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 2,5% и выдерживании целлюлозной суспензии при 90°С в течение 60 минут. Затем целлюлозу отделяли и высушивали. Белизна целлюлозы 57,0%, выход 98,0.

Пример 4.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке серной кислотой с расходом 3% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 10% при выдерживании целлюлозной суспензии при 80°С в течение 30 минут, затем целлюлозную массу отделяют, промывают и обрабатывают пероксидом водорода при той же концентрации массы (с расходами Н₂О₂ 2,0% и гидроксида натрия 1,3%, рН 10,9) при 90°С и продолжительности 120 мин, затем целлюлозу отделяют, промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 66,4%, выход 96,5.

Пример 5.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке серной кислотой с расходом 5% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 7% при выдерживании целлюлозной суспензии при 80°С в течение 30 минут, затем целлюлозную массу отделяют, промывают и обрабатывают пероксидом водорода при той же концентрации массы (с расходами Н₂ О₂ 2,0% и гидроксида натрия 1,3%, рН 10,9) при 90°С и продолжительности 120 мин, затем целлюлозу отделяют, промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 74,0%, вязкость 45,3 мПа·с, выход 96,0.

Пример 6.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке серной кислотой с расходом 2,5% от массы в.с.ц., с концентрацией массы 2,5% при выдерживании целлюлозной суспензии при 90°С в течение 30 минут, затем целлюлозную массу отделяют, промывают и обрабатывают пероксидом водорода при той же концентрации массы (с расходами Н₂ О₂ 2,0% и гидроксида натрия 1,3%, рН 10,9) при 90°С и продолжительности 120 мин, затем целлюлозу отделяют, промывают и обрабатывают диоксидом хлора при температуре 70°С с расходом 1,0% при концентрации массы, продолжительности обработки аналогичной второй ступени, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,8%, вязкость 45,7 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 7.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6, увеличивая на первой ступени продолжительность обработки до 60 мин, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 86,1%, вязкость 46,58 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 8.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 5%, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,6%, вязкость 29,93 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 9.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 5%, увеличивая время обработки до 60 мин, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 86,5%, вязкость 30,20 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 10.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 7% и расходе кислоты 7% от массы в.с.ц., затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,8%, вязкость 22,82 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 11.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 3 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 7% и расходе кислоты 7% от массы в.c.ц., увеличивая время обработки до 60 мин, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 86,3%, вязкость 37,69 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 12.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10%, расходе кислоты 10% от массы в.c.ц., затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,4%, вязкость 22,69 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 13.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10%, расходе кислоты 10% от массы в.c.ц., увеличивая время обработки до 60 мин, затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 85,1%, вязкость 27,35 мПа·с, выход 95,0%.

Пример 14.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10%, увеличивая время обработки до 60 мин, с расходом пероксидом водорода на второй ступени 1,5% от массы в.c.ц., промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 82,2%, выход 95,0%.

Пример 15.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10%, увеличивая время обработки до 60 мин, с расходом пероксидом водорода на второй ступени 1,0% от массы в.с.ц., промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 80,9%, выход 95,0%.

Пример 16.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 6 при концентрации массы на первой ступени 10% с расходом кислот 5% и времени обработки 60 мин, а на третьей ступени обрабатывали диоксидом хлора с расходом 1,5% от массы в.с.ц., затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 88,1%, вязкость 22,1 мПа·с, выход 94,5%.

Пример 17.

Небеленую целлюлозу из лиственных пород жесткостью 10,2 Каппа, вязкостью 48,0 мПа·с, белизной 48% после КЩО подвергают обработке при условиях примера 16, а на третьей ступени обрабатывали диоксидом хлора с расходом 1,6% от массы в.с.ц., затем целлюлозу промывают и высушивают. Белизна целлюлозы 88,5%, вязкость 22,0 мПа·с, выход 94,5%.

СПОСОБ ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Таблица
№ п/п	1 ступень				Расход Н2О2, %	Расход ClO2, %	Показатели целлюлозы
	Расход кислоты, %	, мин	См,% конц. массы	Т°С			Белизна, %	Вязкость, мПа·с	Выход, %
1.	4	30	10	90	-	-	52,0	-	98,2
2.	5	30	2,5	90	-	-	54,2	46,6	98,2
3.	5	60	2,5	90	-	-	57,0	-	98,0
4.	3	30	10	80	2,0	-	66,4	-	96,5
5.	5	30	7	80	2,0	-	74,0	45,30	96,0
6.	2,5	30	2,5	90	2,0	1,0	85,8	45,73	95,0
7.	2,5	60	2,5	90	2,0	1,0	86,1	46,58	95,0
8.	5	30	5	90	2,0	1,0	85,6	29,93	95,0
9.	5	60	5	90	2,0	1,0	86,5	30,20	95,0
10.	7	30	7	90	2,0	1,0	85,8	22,82	95,0
11.	7	60	7	90	2,0	1,0	86,3	37,69	95,0
12.	10	30	10	90	2,0	1,0	85,4	22,65	95,0
13.	10	60	10	90	2,0	1,0	85,1	27,35	95,0
14.	5	60	10	90	1,5	1,0	82,2	-	95,5
15.	5	60	10	90	1,0	1,0	80,9	-	95,5
16.	5	60	10	90	2,0	1,5	88,1	22,1	94,5
17.	5	60	10	90	2,0	1,6	88,5	22,0	94,5