Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ДЕЛИГНИФИКАЦИИ И ОТБЕЛИВАНИЯ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕЙ ПУЛЬПЫ
СПОСОБ ДЕЛИГНИФИКАЦИИ И ОТБЕЛИВАНИЯ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕЙ ПУЛЬПЫ

СПОСОБ ДЕЛИГНИФИКАЦИИ И ОТБЕЛИВАНИЯ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕЙ ПУЛЬПЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в целлюлозно-бумажной промышленности, при делигнификации и отбеливании лигноцеллюлозосодержащей пульпы. Сущность изобретения: лигноцеллюлозосодержащую пульпу делигнифицируют перкислотой или ее солью. Обрабатывают комплексообразующим агентом и затем отбеливают отбеливателем, не содержащим хлор. Делигнификацию возможно осуществлять сильно окисляющей перуксусной кислотой. После отбеливания отбеливателем, не содержащим хлора и включающим по крайней мере одно из пероксидсодержащих соединений, озон или дитионит натрия, или по выбору их последовательности или смеси, делигнификацию и обработку комплексообразующим агентом целесообразно осуществлять при pH, близком к нейтральному. Конечное отбеливание можно осуществлять озоном и перекисью водорода. 10 з.п. ф-лы, 5 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2097462
Класс(ы) патента: D21C9/00, D21C9/10, D21C9/16
Номер заявки: 95114367/12
Дата подачи заявки: 26.05.1995
Дата публикации: 27.11.1997
Заявитель(и): Ека Нобель Актиеболаг (SE)
Автор(ы): Магнус Линстен[SE]; Йири Баста[SE]; Анна-Софи Хелльстрем[SE]
Патентообладатель(и): Ека Нобель Актиеболаг (SE)
Описание изобретения: Изобретение относится к способу делигнификации и отбеливания лигноцеллюлозосодержащей пульпы, в котором пульпу делигнифицируют перкислотой или ее солью, обрабатывают комплексообразующим агентом и потом отбеливают отбеливателем, не содержащим хлора. Возможно осуществлять дилигнификацию сильно окисляющей перуксусной кислотой, что приводит к заметному увеличению степени белизны и заметному увеличению степени белизны и заметному уменьшению числа каппа после отбеливания отбеливателем, не содержащим хлора и включающим, по крайней мере, одно из пероксидсодержащего соединения, озона или дитионита натрия, или их смеси. Эффект, выражающийся в увеличении степени белизны, является чрезвычайно селективным, т.е. вязкость пульпы поддерживают до значительно высокой степени.
Предпосылки изобретения. В течение долгого времени для отбеливания древесных масс использовали отбеливатели, не содержащие хлора. В последние годы стало в значительной степени общепринятым отбеливать также целлюлозы отбеливателями не содержащими хлора, например, перекисью водорода и озоном, даже на начальных стадиях. Чтобы избежать ухудшения свойств пульпы и чрезмерного расхода отбеливателя, считают необходимым предварительно обработать пульпу сразу же после варки и возможной стадии делигнификации кислородом.
Предварительная обработка пульпы включает, главным образом, обработку кислотой и обработку комплексообразующим агентом или солями щелочноземельных металлов, возможно в сочетании. При предварительной обработке сильной кислотой происходит удаление ионов желательных, а также ионов нежелательных металлов из первоначальной пульпы. При обработке соответствующими комплексообразующими агентами удаляют, главным образом, ионы нежелательных металлов, в то время как ионы желательных металлов в значительной степени удерживают. При обработке солями щелочноземельных металлов ионы желательных металлов сохраняют или вводят повторно.
В EP-A-0402335 описана предварительная обработка целлюлозы комплексообразующим агентом непосредственно после варки или делигнирования кислородом, для того, чтобы сделать последующее щелочное пероксидное отбеливание более эффективным.
EP-A-0480469 относится к делигнификации лигноцеллюлозосодержащей пульпы кислородом. Пульпу можно делигнифицировать или отбелить перед или после кислородной стадии пероксидсодержащими соединениями, например, перекисью водорода или перуксусной кислотой, диоксидом хлора и/или озоном. Последовательное использование как перуксусной кислоты, так и перекиси водорода приводит к значительному уменьшению вязкости пульпы.
В патенте США N 5091054 способ, в котором пульпу обрабатывают последовательно в две стадии. На первой стадии добавляют пероксомоносерную кислоту, т. е. кислоту Каро (неорганическую кислоту, содержащую серу). При обработке кислотой Каро можно добавить комплексообразующий агент. На второй стадии пульпу отбеливают пероксидом и/или кислородом. При увеличивающемся уровне требований к охране окружающей среды существует возрастающая необходимость в таких способах делигнирования и отбеливания лигноцеллюлозосодержащих пульп, в которых бы полностью отсутствовал хлор.
Для получения полностью отбеленных пульп с неизменными характеристиками концентрации при умеренном количестве стадий и при умеренном расходе отбеливателей, необходимо также рассмотреть использование сильнодействующих и, следовательно, трудноуправляемых отбеливающих веществ, имеющих высокую делигнирующую и/или отбеливающую способность.
Изобретение обеспечивает способ, в котором лигноцеллюлозосодержащую пульпу делигнифицируют и отбеливают при условиях, раскрытых в приложенной формуле изобретения, посредством чего даже перед отбеливанием без хлора получают хороший делигнифицирующий и отбеливающий эффект.
Заявленный способ включает делигнификацию и отбеливание лигноцеллюлозосодержащей пульпы, в котором пульпу делигнифицируют перкислотой или ее солями, после чего пульпу обрабатывают комплексообразующим агентом и потом отбеливают отбеливателем, не содержащим хлора и включающим, по крайней мере, одно из пероксидсодержащего соединения, озона или дитионита натрия, или их возможные последовательности или смеси.
Принимая во внимание ионы желательных и нежелательных металлов, заявленный способ делает возможным делигнификацию пульпы перед отбеливанием без хлора с тем, чтобы последующую обработку комплексообразующим агентом можно было использовать для оптимизации условий при последующем отбеливании без хлора. Известно, что ионы щелочноземельных металлов, особенно когда они находятся в исходной пульпе, оказывают благоприятное воздействие на селективность при отбеливании и расход отбеливателей, не содержащих хлора, например, пероксидсодержащих соединений и озона.
В изобретении перкислота или ее соли включают органические перкислоты или их соли. В качестве органической перкислоты используют алифатические перкислоты, ароматические перкислоты или их соли. Подходящей для использования является перуксусная кислота или пермуравьиная кислота. В качестве катиона в солях возможно использование натрия, т.к. такие соли обычно являются недорогостоящими и натрий естественно встречается в химическом балансе на целлюлозном заводе. Предпочтительно используют перуксусную кислоту или ее соль. Перуксусная кислота является в особенности предпочтительной, при этом она является выгодной с точки зрения производства и применения. Кроме того, перуксусная кислота имеет ограниченную коррозионную активность. Между прочим, любые сточные воды, содержащие продукты разложения перуксусной кислоты, можно легко рециклировать в систему химического извлечения.
В соответствии с настоящим способом перуксусную кислоту можно получить путем взаимодействия уксусной кислоты и перекиси водорода, что дает, как известно, равновесную перуксусную кислоту, путем перегонки равновесной перуксусной кислоты для удаления перекиси водорода, уксусной кислоты и серной кислоты, или путем взаимодействия ангидрида уксусной кислоты и перекиси водорода непосредственно на стадии отбеливания, что приводит, как известно, к получению перуксусной кислоты in situ. Типичная равновесная перуксусная кислота содержит около 42% перуксусной кислоты и около 6% перекиси водорода, т. е. высокое отношение перуксусной кислоты и перекиси водорода составляет около 7: 1. В настоящем способе выгодно используют равновесную перуксусную кислоту. В настоящем способе весовое соотношение между перуксусной кислотой и перекисью водорода может быть в диапазоне от 10:1 до около 1:60, пригодно от 7:1 до 1:15 и предпочтительно от 2,8:1 до 1:2.
Добавленное количество перкислоты или ее солей должно быть в диапазоне от 1 до 100 кг/т сухой пульпы в пересчете на 100% перкислоту или ее соль. Пригодно, когда это количество находится в диапазоне от 2 до 45 кг/т сухой пульпы, предпочтительно в диапазоне от 3 до 25 кг/т сухой пульпы в пересчете на 100% перкислоту или ее соль.
Пригодно осуществлять делигнификацию перкислотой или ее солями при pH в диапазоне от 2,5 до 12. В предпочтительных вариантах, когда делигнификацию проводят перуксусной кислотой или пероксомоносерной кислотой пригодно pH, находящееся в диапазоне от 3 до 10, предпочтительно в диапазоне от 5,5 до 7,5. Делигнификацию другими перкислотами или их солями, упомянутыми выше, осуществляют в пределах диапазонов pH, обычных для соответственных отбеливателей, которые хорошо известны специалистам в данной области.
Между прочим, в пульпе ионы марганца оказывают в особенности неблагоприятное влияние на отбеливание отбеливателями, не содержащими хлора, например, щелочными пероксидными соединениями или озоном. Таким образом, в качестве комплексообразующих агентов используют, главным образом, соединения, образующие прочные комплексы с различными ионами марганца. Такими подходящими комплексообразующими агентами являются азотные органические соединения, главным образом, содержащие азот поликарбоновые кислоты, содержащие азот полифосфоновые кислоты и азотсодержащие многоатомные спирты. Предпочтительными содержащими азот поликарбоновыми кислотами являются диэтилентриаминпентауксусная кислота (DТPA), этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA) или нитрилотриуксусная кислота (NTA), при этом в особенности предпочтительными являются DTPA и EDTA. Диэтилентриаминпентафосфоновая кислота является предпочтительной азотсодержащей полифосфоновой кислотой. В качестве комплексообразующих агентов могут быть использованы также другие соединения, например поликарбоновые кислоты, подходящими являются щавелевая кислота, лимонная кислота или винная кислота, или фосфоновые кислоты. Другими используемыми комплексообразующими агентами являются, например, органические кислоты, которые образуются во время обработки пульпы отбеливателями, не содержащими хлора.
При обработке комплексообразующим агентом и удалении следов ионов нежелательных металлов, и сохранении в то же самое время желательных ионов щелочноземельного металла решающее значение имеет pH. Подходящий диапазон pH зависит, между прочим, от вида и количества следов ионов металлов в поступающей пульпе. В заявленном способе обработку комплексообразующим агентом следует проводить при pH в диапазоне от 2,5 до 11, пригодно от 3,5 до 10, и предпочтительно от 4,5 до 9.
Выбор температуры при обработке комплексообразующим агентом представляет большую важность для удаления ионов нежелательных металлов. При возрастании температуры обработки комплексообразующим агентом, которая дает увеличение степени белизны и уменьшении числа каппа, содержание ионов марганца уменьшается. Например, когда температуру увеличивают от 20oC до 90oC, к удивлению происходит ощутимое увеличение вязкости. Обработку комплексообразующим агентом следует проводить при температуре от 26oC до 120oC, подходяще от 26oC до 100oC, предпочтительно от 40oC до 95oC, наиболее предпочтительно от 55oC до 90oC.
Добавленное количество комплексообразующего агента зависит от вида и количества следов ионов металлов в поступающей пульпе. Это количество также зависит от вида комплексообразующего агента, а также от условий обработки комплексообразующим агентом, например, температуры, времени обработки и pH. Однако добавленное количество комплексообразующего агента должно быть в диапазоне от 0,1 до 10 кг/т сухой пульпы в пересчете на 100% комплексообразующий агент. Подходяще это количество находится в диапазоне от 0,3 до 5 кг/т сухой пульпы, и предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 1,8 кг/т сухой пульпы в пересчете на 100% комплексообразующий агент.
В предпочтительных вариантах, когда делигнифицируют перкислотой, а также обработку комплексообразующим агентом проводят при значении pH, близком к нейтральному, необходимость в регулировании pH сводят к минимуму. В результате для промывки могут быть также использованы отработанные щелочи со стадий отбеливания и обработки. Это дает маленький общий объем сточных вод, что делает возможным получение значительно более замкнутой системы на целлюлозном заводе.
Отбеливатель, не содержащий хлора, включает пероксидсодержащее соединение или озон в возможной последовательности или смесь. В качестве отбеливателя, не содержащего хлор, может быть также использован дитионит натрия. Пероксидсодержащее соединение из неорганических пероксидных соединений, например, перекиси водорода или пероксомоносерной кислоты (кислоты Каро). Предпочтительно пероксидсодержащим соединением является перекись водорода или смесь перекиси водорода и кислорода.
Когда в качестве отбеливателя, не содержащего хлор, используют перекись водорода, пульпу можно обработать при pH от 7 до 13, подходяще при pH от 8 до 12, и предпочтительно при pH от 9,5 до 11,5. Отбеливание другими отбеливателями, не содержащими хлора, указанными выше, происходит в диапазонах pH, обычных для соответственных отбеливателей, которые хорошо известны специалистам в данной области.
Способ в соответствии с изобретением возможно осуществлять со стадией промывки после обработки комплексообразующим агентом. Промывка эффективно удаляет следы комплексных ионов металлов, которые оказывают неблагоприятное воздействие на последующее отбеливание без хлора, главным образом, ионы марганца, но также, например, ионы меди и железа. Для удерживания в пульпе ионов щелочноземельного металла, которые являются благоприятными для последующего отбеливания без хлора, главным образом ионов магния и кальция, pH на стадии промывки должен быть равен по крайней мере 4. рH на стадии промывки подходяще находится в диапазоне от 5 до 11, предпочтительно в диапазоне от 6 до 10.
Промывная жидкость может быть свежей водой, возможно с добавлением химического реагента, регулирующего pH, или сточной водой с одной или нескольких стадий отбеливания или стадий экстракции, таким образом получают подходящее значение pH на стадии промывки. Более того, промывная жидкость может состоять из других видов, возможно очищенной сточной воды, при условии, что она имеет незначительное содержание ионов нежелательных металлов, например марганца, железа и меди.
Термин "промывка после обработки комплексообразующим агентом" относится к способам замещения, более или менее полного, отработанной жидкости в суспензии пульпы для уменьшения содержания растворенных следов ионов металлов в упомянутой суспензии. Способы промывки могут повлечь за собой уменьшение концентрации пульпы, например путем разбавления промывной жидкостью. Промывка также означает комбинации и последовательности, когда концентрацию пульпы попеременно увеличивают и уменьшают один или несколько раз.
В настоящем способе выбирают такой способ промывки, который помимо удаления растворенных органических веществ, также удаляет следы ионов металлов, выделившихся при обработке комплексообразующим агентом, при этом принимают в расчет является ли метод промывки подходящим с точки зрения технологии и экономии.
Эффективность промывки может быть представлена в виде количества замещенной жидкой фазы в сравнении с жидкой фазой, присутствующей в суспензии пульпы перед промывкой. Общую эффективность промывки вычисляют в виде суммы эффективностей на каждой стадии промывки. Таким образом, обезвоживание суспензии пульпы стадии обработки от 10% до 25% концентрации пульпы дает эффективность промывки 66,7%
После последующей стадии промывки, на которой пульпу сначала разбавляют до 3% и затем обезвоживают до 25% общая эффективность промывки 96,9% по отношению к растворимым примесям. Эффективность промывки в настоящем способе должна составлять по крайней мере 75% подходяще в диапазоне от 90% до 100% и предпочтительно в диапазоне от 92% до 100% Особенно предпочтительной является эффективность промывки в диапазоне от 96 до 100%
Путем использования изобретенного способа условия для отбеливания без хлора оптимизируют таким образом, что достигают высокой степени белизны, уменьшения числа каппа и увеличения вязкости при минимальном расходе отбеливателя, не содержащего хлора. Это становится возможным без использования дополнительных химикатов, например, стабилизаторов и защитных средств, при отбеливании без хлора.
Оставшиеся отбеливающие химикаты, например, перекись водорода и щелочь, можно выгодно использовать непосредственно на стадии отбеливания, на перкислотной стадии или на другой подходящей стадии, с тем, чтобы получить оптимальное сочетание методики способа и экономии производства.
Термин "лигноцеллюлозосодержащая пульпа" относится к пульпам, содержащим волокна, которые отделяют химической или механической обработкой, или вторичные волокна.
Волокна могут быть из твердой древесины или мягкой древесины. Термин "целлюлоза" относится к пульпам, вываренным в соответствии с сульфатиым способом варки, сульфитным способом варки, натронным способом варки или способом варки, в котором используют органический растворитель. Термин "древесная масса" относится к пульпе, полученной путем очистки щепы в дисковом рафинере (облагороженная древесина масса) или путем измельчения бревен в дефибрере (измельченная древесная масса). Термин "лигноцеллюлозосодержащая пульпа" также относится к пульпам, полученным путем модификаций или сочетаний вышеупомянутых процессов или способов.
Примерами таких пульп являются термохимические, химико-механические и химико-термомеханические пульпы. Является подходящим, чтобы лигноцеллюлозосодержащая пульпа состояла из химически вываренной пульпы, предпочтительно сульфатной пульпы. В особенности предпочтительной является лигноцеллюлозосодержащая пульпа, состоящая из сульфатной пульпы мягкой древесины.
Способ в соответствии с изобретение может быть применим к пульпам с выходом около 9% пригодно в диапазоне от 30% до 80% и предпочтительно в диапазоне от 45 до 65%
Заявленный способ можно осуществлять, например, непосредственно после получения пульпы. Когда заявленный способ применяют к химически вываренной пульпе, ее предпочтительно делигнируют на кислородной стадии перед делигнированием перкислотой.
Заявленный способ может быть применим к химически вываренным пульпам, имеющим исходное число каппа в диапазоне от 2 до 100, пригодно от 5 до 60, и предпочтительно от 10 до 40. Затем число каппа измеряли в соответствии со стандартным методом SCAN-C 1:77.
В заявленном способе дилигнификацию перкислотой следует осуществлять при температуре в диапазоне от 10oC до 140oC, подходяще от 10 oC до 120oC, и предпочтительно от 10oC до 100oC. Более предпочтительно делигнификацию перкислотой осуществляют при температуре в диапазоне от 30oC до 90oC, и наиболее предпочтительно от 50 до 80oC. Делигнификацию перкислотой следует осуществлять в течение периода времени от 1 мин до 960 мин, пригодно от 10 мин до 270 мин и предпочтительно от 30 мин до 150 мин. Концентрация пульпы при делигнировании перкислотой может быть от 1 мас. до 70 мас. пригодно от 3 мас. до 50 мас. предпочтительно от 8 мас. до 35 мас. и наиболее предпочтительно от 10 мас. до 30 мас.
В заявленном способе обработку комплексообразующим агентом следует осуществлять в течение периода времени от 1 мин до 960 мин, подходящие от 15 мин до 240 мин, предпочтительно от 35 мин до 120 мин. Концентрация пульпы при обработке комплексообразующим агентом может составлять от 1 мас. пригодно от 2,5 мас. до 40 мас. предпочтительно от 3,5 мас. до 25 мас. и наиболее предпочтительно от 5,5 мас. до 25 мас.
Когда в качестве отбеливателя, не содержащего хлор, используют перекись водорода, пульпу следует обрабатывать при температуре от 30oC до 140oC, пригодно от 30oC до 120oC. Предпочтительно пульпу обрабатывают при температуре от 30oC до 100oC и более предпочтительно от 60oC до 90oC. Пульпу следует обрабатывать в течение периода времени от 5 мин до 960 мин, подходяще от 60 мин до 420 мин, предпочтительно от 190 мин до 360 мин. Когда в качестве отбеливателя, не содержащего хлор, используют перекись водорода, концентрация пульпы может быть от 1 мас. до 70 мас. подходяще от 3 мас. до 50 мас. предпочтительно от 8 мас. до 35 мас. и наиболее предпочтительно от 10 мас. до 30 мас. Обработку другими отбеливателями, не содержащими хлора, упомянутыми выше, осуществляют в обычных для соответствующих отбеливателей диапазонах температуры, времени и концентрации пульпы, которые хорошо известны специалистам в данной области.
В предпочтительных вариантах, когда в качестве отбеливателя не содержащего хлор, используют перекись водорода, количество перекиси водорода, добавленной на стадии отбеливания, должно быть в диапазоне от 1 до 60 кг/т сухой пульпы в пересчете на 100% перекись водорода. Верхний предел не является нормируемым, а установлен с учетом экономических соображений. Подходяще количество перекиси водорода находится в диапазоне от 6 до 50 кг/т сухой пульпы, и предпочтительно в диапазоне от 13 до 40 кг/т сухой пульпы в пересчете на 100% перекись водорода.
В предпочтительных вариантах, когда в качестве отбеливателя не содержащего хлор, использовали озон, количество озона может быть в диапазоне от 0,5 до 30 кг/т сухой пульпы, подходяще в диапазоне от 1 до 15 кг/т сухой пульпы, предпочтительно от 1,5 до 10 кг/т сухой пульпы и наиболее предпочтительно от 1,5 до 5 кг/т сухой пульпы.
После делигнификации перкислотой, обработки комплексообразующим агентом и последующего отбеливания без хлора пульпу можно непосредственно использовать для производства бумаги. Пульпу можно также окончательно отбелить до желаемой более высокой степени белизны за одну или несколько стадий. Подходяще конечное отбеливание также осуществляют посредством таких отбеливателей, не содержащих хлора, которые указаны выше, возможно с промежуточными стадиями экстракции, которые можно усилить с помощью пероксида и/или кислорода.
Таким путем полностью устраняется образование и выгрузка АОХ. Можно также использовать при конечном отбеливании хлорсодержащие отбеливатли, например двуокись хлора, и кроме того, получить очень ограниченное образование и выгрузку АОХ, так как содержание лигнина в пульпе заметно уменьшается при осуществлении настоящего способа.
Изобретение и его преимущества будут проиллюстрированы более подробно посредством нижеприведенных примеров, которые представлены, однако, с намерением проиллюстрировать изобретение, но не ограничить его.
Процентное содержание и части, указанные в описании, формуле изобретения и примерах, относятся соответственно к процентам по массе и частям по массе, если не указано иным образом. Кроме того, значения pH, приведенные в описании, формуле и примерах, относятся к pH в конце каждой обработки, если не указано иным образом.
В примерах, приведенных ниже, число каппа, вязкость и степень белизны пульпы определили соответственно согласно стандартным методам SCAN C1:77R, C15-16:62 и C11-75:R. Расход перекиси водорода и перуксусной кислоты устанавливали соответственно путем титрования тиосульфатом натрия и перманганатом калия и тиосульфатом натрия.
Пример 1.
Сульфатную пульпу мягкой древесины, делигнированную кислородом и имеющую число каппа, равное 12,4, степень белизны 38,4% ИСО и вязкость 1100 дм/кг, делигнифицировали перуксусной кислотой (РАА), обработали EDTA и отбелили перекисью водорода для иллюстрации влияния pH при обработке компексообразующим агентом. Добавленное количество перуксусной кислоты составило 22,4 кг/т сухой пульпы в пересчете на 100% перуксусную кислоту. При делигнификации температура была равна 70oC, время обработки 60 мин, концентрация пульпы 10 мас. и pH 5-5,5. После делигнификации пульпу обработали 2 кг EDTA/т сухой пульпы при переменной величине pH, температуре 90oC, времени обработки 60 мин и концентрации пульпы 10 мас. Затем пульпу отбелили перекисью водорода при температуре 90oC, времени обработки 240 мин и концентрации пульпы 10 мас. Добавка перекиси водорода составила 25 кг/т сухой пульпы в пересчете на 100% перекись водорода и pH был равен 10,5-11.
После каждой стадии пульпу промывали деионизованной водой при pH 6,0. При этом пульпу сначала обезвоживали до 25% концентрации пульпы и потом разбивали до концентрации пульпы 3 мас. Через несколько минут пульпу обезвожили до концентрации пульпы 25 мас. Общая эффективность промывки составила около 97% Результаты после отбеливания перекисью водорода приведены в табл. 1.
Как следует из табл.1, обработка пульпы комплексообразующим агентом в соответствии с изобретением приводит к значительному увеличению степени белизны и значительному уменьшению числа каппа.
Пример 2.
Сульфатную пульпу твердой древесины, делигнифицированную кислородом, имеющую число каппа, равное 12,4, степень белизны 49,8% ИСО и вязкость 1270 дм/кг, делигнифицировали перуксусной кислотой, обработали EDTA и отбелили перекисью водорода для иллюстрации важности комплексообразующего агента, и более конкретно, важности обработки комплексообразующим агентом на отдельной стадии. Условия для делигнификации перуксусной кислотой и отбеливании перекисью водорода были как в примере 1. Условия обработки EDTA были как в примере 1, за исключением того, что pH на всем протяжении был равен 5,7. Для сравнения пульпу обработали в отсутствии комплексообразующего агента при pH 6,0, температуре 90oC и времени обработки 60 мин (испытание 2). Для дальнейшего сравнения пульпу делигнифицировали перуксусной кислотой в присутствии EDTA при pH 5,1, после чего отбелили перекисью водорода (испытание 3). После каждой стадии пульпу промыли в соответствии с примером 1. Результаты после отбеливания перекисью водорода представлены ниже в табл.2.
Из табл. 2 следует, что обработка пульпы комплексообразующим агентом на отдельной стадии в соответствии с изобретением приводит к значительному увеличению степени белизны и значительному уменьшению числа каппа, при этом в то же самое время достигли самой высокой вязкости пульпы.
Пример 3.
Сульфатную пульпу твердой древесины, делигнифицированную кислородом, использованную примере 2, обработали в соответствии с настоящим способом для иллюстрации влияния начальной делигнификации перуксусной кислотой на свойства пульпы. Условия при делигнификации перуксусной кислотой, обработке EDTA, а также отбеливании перекисью водорода были как в примере 2. Для сравнения пульпу обработали EDTA и отбелили перекисью водорода без предварительной делигнификации перуксусной кислотой (испытание 2). После каждой стадии пульпу промывали в соответствии с примером 1. Результаты после отбеливания перекисью водорода представлены ниже в табл. 3.
Из табл. 3 следует, что делигнификация перуксусной кислотой перед обработкой комплексообразующим агентом и отбеливанием перекисью водорода приводит к выходу пульпы, имеющей значительно более высокую степень белизны и более низкое содержание лигнина, при этом в то же самое время разница в вязкости пульпы была сравнительно маленькой.
Пример 4.
Сульфатную пульпу мягкой древесины, делигнифицированную кислородом, использованную в примере 1, обработали в соответствии с изобретением, после чего отбелили озоном и перекисью водорода. Использовали следующую последовательность: обработка перуксусной кислотой, комплексообразующим агентом, перекисью водорода, озоном, перекисью водорода, т.е. PAA-O-P-Z-P. Условия при делигнификации перуксусной кислотой, обработке EDTA, а также отбеливании перекисью водорода были как в примере 2. Для сравнения пульпу обработали без делигнификации перуксусной кислотой, т.е. O-P-Z-P (испытание 2). На стадии обработки озоном пульпу отделили при температуре 25oC, времени контактирования 2 мин и концентрации 37 мас. Расход озона составил 2,6 кг/т сухой пульпы, и pH был равен 2,1. На второй стадии обработки перекисью водорода пульпу отбелили при температуре 70oC, времени обработки 60 мин и концентрации пульпы 10 мас. Добавка перекиси водорода составила 5 кг/т сухой пульпы в пересчете на 100% перекись водорода, при этом pH был равен 11,0. После каждой стадии пульпу промывали в соответствии с примером 1. Результаты после второй стадии обработки перекисью водорода представлены ниже в табл.4.
Из табл.4 следует, что обработка пульпы в соответствии с настоящим изобретением, после которой следует отбеливание озоном и перекисью водорода, позволяет осуществить отбеливание без хлора до степени белизны выше 90% ИСО, а также удалить практически весь лигнин из пульпы при поддержании достаточной концентрации пульпы.
Пример 5.
Сульфатную пульпу мягкой древесины, делигнифицированную кислородом, имеющую число каппа, равное 16, степень белизны 37,1% ИСО и вязкость 1010 дм/кг, обработали в соответствии с изобретением двумя видами равновесной перуксусной кислоты, взятой в различных количествах, для того, чтобы проиллюстрировать влияние перекиси водорода в используемой перуксусной кислоте. Условия при делигнификации перуксусной кислотой, обработке EDTA, а также отбеливание перекисью водорода был как в примере 2. В одной из равновесных перуксусных кислот (PAA-1) массовое соотношение между перуксусной кислотой и перекисью водорода составило 2,1:1.
В другой равновесной перуксусной кислоте (PAA-2) массовое соотношение между перуксусной кислотой и перекисью водорода составило 9,1:1. Когда использовали об вида перуксусных кислот, добавляли одинаковое количество перуксусной кислоты, независимо от содержания перекиси водорода. После каждой стадии пульпу промывали в соответствии с примером 1. Вязкость после делигнификации перуксусной кислотой во всех испытаниях составила 990 1000 дм/кг. Вязкость после отбеливания перекисью водорода во всех испытаниях составила 900 920 дм/кг. Результаты после делигнификации перуксусной кислотой и отбеливания перекисью водорода представлены ниже в табл. 5.
Из табл. 5 следует, что обработка пульпы в соответствии с настоящим изобретением равновесной перуксусной кислотой с более высоким содержанием перекиси водорода (PAA-1) оказывает более положительное воздействие на степень белизны после обработки перуксусной кислотой, а также отбеливания перекисью водорода, при этом в то же самое время разность в вязкости является очень ограниченной.
Формула изобретения: 1. Способ делигнификации и отбеливания лигноцеллюлозосодержащей пульпы, включающий обработку пульпы делигнифицирующим агентом, обработку ее комплексообразующим агентом и отбелку пульпы отбеливателем, не содержащим хлор, отличающийся тем, что при обработке пульпы делигнифицирующим агентом используют органическую перкислоту или ее соли, после чего пульпу обрабатывают комплексообразующим агентом, а в качестве отбеливателя, не содержащего хлор, используют по крайней мере одно из пероксидсодержащих соединений, озон, или дитионит натрия, или их последовательности, или смеси.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что лигноцеллюлозосодержащая пульпа представляет собой химически вываренную пульпу.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что перкислота является перегнанной равновесной перуксусной кислотой.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что делигнификацию перуксусной кислотой осуществляют при pH 3 10.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что делигнификацию перуксусной кислотой осуществляют при pH 5,0 7,5.
6. Способ по пп. 1 5, отличающийся тем, что пероксидсодержащее соединение состоит из перекиси водорода или смеси перекиси водорода и кислорода.
7. Способ по пп. 1 6, отличающийся тем, что пульпу после обработки комплексообразующим агентом промывают при pH, равном по меньшей мере 4.
8. Способ по пп. 1 7, отличающийся тем, что комплексообразующим агентом является азотсодержащее органическое соединение.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что азотсодержащим органическим соединением является диэтилентриаминпентауксусная кислота или этилендиаминтетрауксусная кислота.
10. Способ по пп. 1 9, отличающийся тем, что обработку комплексообразующим агентом проводят при pH 2,5 11.
11. Способ по пп. 1 10, отличающийся тем, что делигнификации перкислотой предшествует кислородная стадия.