Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОМЫВКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к технологии производства целлюлозы и может быть использовано на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности, вырабатывающих сульфитную целлюлозу для изготовления бумаги, картона, а также для химической переработки.

Известен способ получения волокнистого полуфабриката, согласно которому после варки целлюлозы и отбора крепкого щелока волокнистую массу подвергают обработке раствором NaOH при 60-95°С и расходе его 0,3-1,5% от массы абсолютно сухой целлюлозы в течение 5-30 мин (SU №821613, кл.D 21С 3/02; 9/00; опубл. 15.04.81).

Недостатками известного способа являются высокий расход NaOH, высокая температура обработки, трудность и длительность отмывки NaOH холодной водой от целлюлозного волокна.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ промывки целлюлозы после варки, включающий обработку целлюлозной массы водой или раствором гидроксида натрия в присутствии добавки - продукта нейтрализации растворимой пирогенной древесной смолы водными растворами гидроксида натрия и гидроксида кальция (ЛХД). При этом указанную добавку берут в количестве 0,5-2,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы, а промывная жидкость имеет температуру 80-90°С (SU №1601260, кл. D21C 9/00; 3/02, опубл. 23.10.90). Данный способ выбран в качестве прототипа.

Недостатками известного способа, принятого за прототип, являются высокий расход добавки при промывке целлюлозы после варки (0,5-2,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы); использование для промывки горячей воды с температурой 80-90°С; недостаточный эффект обессмоливания при использовании ЛХД (4-30%); отсутствие данных по снижению содержания «вредной» смолы в целлюлозном волокне.

В ЦБП существуют 2 характеристики смолы: общая и «вредная». Наиболее опасной является «вредная» или эмульгированная смола, эмульсия которой не стабильна и легко может быть нарушена с агломерацией отдельных частиц в крупные сгустки. Характерным признаком «вредной» смолы является способность давать липкие образования, вызывающие производственные затруднения: осаждение смолы на оборудовании (сортировках, трубопроводах и т.д.), загрязнение одежды буммашин, а это в свою очередь приводит к обрывности бумажного полотна, браку бумаги (смоляные пятна, дыры и т.п.) и простоям машин из-за продувки или промывки бумагоделательных сеток.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением, - обработка целлюлозной массы водой в присутствии органической добавки.

Задачей изобретения является повышение эффективности промывки целлюлозной массы и снижение содержания в целлюлозе общей и «вредной» смолы.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, включающем после варки обработку целлюлозной массы водой в присутствии органической добавки, обработку целлюлозной массы осуществляют холодной водой и в качестве органической добавки используют поверхностно-активное вещество слабоанионного типа - препарат УМС-1, представляющий собой водную смесь биоразлагаемых этоксилированных жирных спиртов и нехлорированных растворителей, при его расходе 0,005-0,02% от массы абсолютно сухой целлюлозы.

Признаки, отличительные от прототипа, - промывка целлюлозы после варки холодной водой; использование в качестве органической добавки для промывки целлюлозы ПАВ слабоанионного типа препарат - УМС-1 в количестве 0,005-0,02% от массы абсолютно сухой целлюлозы.

Обессмоливающий эффект УМС-1 обеспечивается следующим: противоосаждающие компоненты, входящие в состав препарата, обеспечивают поддержание уже отделенной от целлюлозных волокон смолы в эмульгированном состоянии, предотвращают образование липких агломератов смолы и препятствуют осаждению смолы на волокне и оборудовании. Большая часть эмульгированной смолы уходит с промывной водой.

Предлагаемый способ промывки целлюлозы осуществляется в следующей последовательности.

Древесную щепу загружают в автоклав. Варочный раствор на натриево-магниевом основании предварительно подогревают до 70-75°С, заливают в автоклав и проводят варку целлюлозы. По окончании варки проводят промывку целлюлозы холодной водой с добавкой ПАВ следующим образом: свободный щелок из автоклава сливают, целлюлозу с остатками щелока помещают в дезинтегратор, в котором находится 1 л холодной воды с температурой 10-15°С, содержащей препарат УМС-1 в количестве 0,005-0,03% от массы абсолютно сухой целлюлозы. Целлюлозу распускают на волокна в растворе ПАВ в дезинтеграторе и дальнейшую промывку осуществляют водопроводной холодной водой на лабораторных ситах до исчезновения пены.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Щепу из древесины ели загружали в автоклав и заливали варочным раствором на натриево-магниевом основании, который предварительно нагревали до температуры 70-75°С. Далее проводили варку целлюлозы по следующему температурному режиму:

- подъем температуры до 115°С - 1,5 ч;

- стоянка при температуре 115°С - 2,0 ч;

- подъем температуры до 160°С - 2,0 ч;

- варка при температуре 160°С - 2,0 ч.

Гидромодуль при варке составлял 5:1.

После варки целлюлозу распускали на волокна в дезинтеграторе в присутствии холодной воды с температурой 10-15°С и далее промывали холодной водой на лабораторных ситах.

Примеры 2-5.

Щепу из древесины ели загружали в автоклав. Варочный раствор на натриево-магниевом основании предварительно нагревали до температуры 70-75°С, заливали в автоклав и проводили варку целлюлозы по температурному режиму, описанному в примере 1. После варки полученную целлюлозу распускали на волокна в дезинтеграторе в присутствии холодной воды, в которой предварительно растворяли препарат УМС-1 в количестве соответственно 0,005%; 0,01%; 0,02%; 0,03% от массы абсолютно сухой целлюлозы. Далее целлюлозу промывали на лабораторных ситах холодной водой.

Пример 6.

Варку и промывку целлюлозы проводили аналогичным образом, как в примере 1. Для варки использовали древесину осины.

Примеры 7-10.

Варку и промывку целлюлозы проводили, как в примерах 2-5. Для варки использовали древесину осины.

Пример 11.

Варку и промывку целлюлозы проводили аналогичным образом, как в примере 1. Для варки использовали древесину березы.

Примеры 12-15.

Варку и промывку целлюлозы проводили, как в примерах 2-5. Для варки использовали древесину березы.

У полученных образцов целлюлозы определяли выход, общую и «вредную» смолистость, степень провара.

Влияние добавки УМС-1 при промывке целлюлозы после варки на перечисленные выше показатели приведены в таблицах 1-3.

Из данных таблицы 1 видно, что при увеличении расхода ПАВ при промывке еловой целлюлозы снижаются общая и «вредная» смолистость образцов целлюлозы. Однако наиболее эффективное снижение «вредной» смолистости наблюдается при расходах ПАВ 0,01-0,02% от массы абсолютно сухой целлюлозы. Дальнейшее увеличение расхода УМС-1 до 0,03% от массы абсолютно сухой целлюлозы снижает «вредную» смолистость целлюлозы менее значительно.

При промывке осиновой целлюлозы (таблица 2) наиболее рациональным расходом ПАВ является расход в количестве 0,01% от массы абсолютно сухой целлюлозы. При указанном расходе ПАВ на промывку обеспечивается снижение общей смолы в целлюлозе на 40,3% и «вредной» смолы на 39,8%. В этом случае увеличение дозировки ПАВ (более 0,01% от массы абсолютно сухой целлюлозы) в промывную жидкость нельзя признать целесообразным из экономических соображений.

При промывке березовой целлюлозы (таблица 3) добавка УМС-1 в количестве 0,005% от массы абсолютно сухой целлюлозы позволила уменьшить содержание в березовой целлюлозе общей смолы на 30,9% и дальнейшее увеличение расхода ПАВ до 0,03% от массы абсолютно сухой целлюлозы привело к уменьшению содержания общей смолы лишь на 10,3%. Таким образом, для эффективного снижения содержания в березовой целлюлозе общей смолы достаточно расхода ПАВ 0,005% от массы абсолютно сухой целлюлозы. Однако снижение «вредной» смолистости березовой целлюлозы происходит значительно труднее. Для уменьшения этого показателя на 32% необходим расход УМС-1 0,02% от массы абсолютно сухой целлюлозы.

Предлагаемый способ промывки целлюлозы позволяет:

- снизить расход добавки при промывке целлюлозы после варки и использовать холодную воду для промывки;

- снизить общую и «вредную» смолистость целлюлозы.

Это свидетельствует о повышенной эффективности и экономичности способа промывки по сравнению с прототипом.