ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Натронный и сульфатный способы получения древесной целлюлозы из "Общая химическая технология Том 2" Натронный способ получения целлюлозы заключается в обработке древесины разбавленным раствором щелочи (NaOH) под давлением при повышенной температуре. Большая часть лигнина, пентозанов, жиров и смол переходит при этом в раствор. Остающаяся целлюлоза, однако, содержит еще значительное количество примесей, которые удаляются при последующих процессах отбелки и облагораживания. Щелочь регенерируют из отработанной варочной жидкости (отработанный щелок). [c.658] При щелочных способах варки часть щелочи расходуется на взаимодействие с лигнином, органическими кислотами и оксикислотами, образующимися при распаде пентозанов и других полисахаридов древесины. Потери щелочи при варке восполняются добавлением соды. [c.658] В настоящее время натронный способ выделения целлюлозы из древесины, связанный с значительным расходом щелочи, почти не применяется. [c.658] Широкое распространение получил один из вариантов щелочного способа—так называемый сульфатный способ, по которому производится около 40—45% от общего количества вырабатываемой целлюлозы. При сульфатном способе выделения целлюлозы древесину обрабатывают раствором едкого натра и сернистого натрия. Сернистый натрий добавляют в варочную жидкость (до 30 о от веса NaOH) для уменьшения деструкции целлюлозы под действием кислорода воздуха в присутствии щелочи при повышенной температуре. При таком способе варки потери щелочи восполняются путем добавления сульфата иатрия в процессе регенерации щелочи из отработанных щелоков. [c.658] Для выделения целлюлозы щелочными способами (натронный и сульфатный) могут быть использованы все виды древесины хвойных и лиственных пород, так как в процессе варки в раствор переходят жиры и смолы, а также кремнезем, содержащийся в золе древесины. [c.658] Варка целлюлозы. Режим варки по натронному и сульфатному способам в основном одинаков. Варку сульфатной целлюлозы проводят при давлении 7—Ш ат и температуре 160—180°, концентрация NaOH в растворе составляет 4—4,5%, продолжительность процесса 3—8 час. Емкость варочных котлов—от 50 до 150 м . [c.658] Продолжительность варки тем меньше, а количество удаляемых примесей тем больше, чем выше температура и количество щелочи, применяемой при варке. При сульфатном способе расход щелочи (без ее регенерации) составляет 15—20 о от веса древесины, или 350—500 кг на 1 m сухой целлюлозы. [c.658] В последнее время разработаны методы непрерывной варки сульфатной целлюлозы. На рис. 228 приведена одна из схем непрерывного процесса варки. [c.658] Преимущества непрерывной варки заключаются в значительном сокращении расхода пара, уменьшении производственных площадей и количества обслуживающего персонала (в 2—3 раза), а также повыщении производительности варочного оборудования. [c.659] Раствор отработанной щелочи после сульфатной варки поступает на регенерацию вместе с раствором щелочи, тмытой от целлюлозы после варки. Отмывка целлюлозы проводится непрерывным способом на нескольких последовательно установленных вакуум-фильтрах или периодическим способом—в диффузорах, представляющих собой стальные вертикальные баки емкостью 50—150 м . [c.660] Отработанные щелока упаривают в многокорпусных вакуум-выпарных аппаратах до получения раствора, содержащего около 40% сухого вещества. Концентрированный раствор щелочи выпаривается досуха горячими газами. При этом одновременно происходит сухая перегонка органических веществ и карбонизация щелочи. [c.660] Для получения едкого натра из образовавшейся соды ее обрабатывают известковым молоком. Этот процесс осушествляется в каустификаторах (см. том 1, стр. 542). Расход сульфата натрия на 1 т сульфатной целлюлозы составляет 80—120 кг. [c.660] Полученный после патронной варки сухой остаток прокаливают, растворяют в воде и затем обрабатывают известковым молоком. В остатке после прокаливания щелочь содержится в виде Naj O . После обработки известковым молоком происходит превращение соды в едкий натр (каустификация). [c.660] Органические вещества, перешедшие в раствор при сульфатной варке, пока используются в основном для восстановления сульфата натрия. Имеется опыт использования лигнина, переходящего в раствор при щелочной варке (так называемый щелочной лигнин), для получения смол типа феноло-формальдегидных, так как этот лигнин более реакнионноспособен, чем выделяемый при сульфитной варке. [c.660] Могут быть использованы летучие продукты, выделяющиеся при снижении давления в котлах после варки, в частности скипидар (образуется в количестве 1—2 кг на 1 т целлюлозы при варке еловой древесины и 7—12 кг при варке сосновой древесины), а также метиловый спирт (5—7 кг на 1 т целлюлозы, получаемой из сосны). В процессе варки при омылении щелочью жиров, содержащихся в древесине, на каждую тонну целлюлозы получается 30—60 кг так называемого сульфатного мыла. Прн разложении этого мыла серной кислотой выделяется смесь свободных непредельных смоляных и жирных кислот—талловое масло, используемое в лакокрасочной промышленности. [c.661] Отбелка сульфатной целлюлозы. Процесс отбелки сульфатной целлюлозы более сложен, чем сульфитной. После щелочной варки в целлюлозе остается больше лигнина, чем после сульфитной варки, и потому при отбелке расходуется больше хлора. Отбелку сульфатной целлюлозы проводят в несколько стадий. В первой стадии массу, содержащую 2—3% целлюлозы, обрабатывают хлором в течение 30—40 мин. при 20° при этом на образование хлорлигнина затрачивается около 60% хлора от общего расхода его на отбелку. Во второй стадии целлюлозу для растворения хлорлигнина и гемицеллюлоз обрабатывают 1—2%-ным раствором едкого натра в течение Р/а—3 час. при 100°. В третьей стадии происходит обработка целлюлозы в течение 3—4 час. при 20° раствором гипохлорита, содержащим 1—1,5% активного хлора. [c.661] Сульфатная целлюлоза пока в меньшей степени применяется для химической переработки, чем сульфитная. Основное ее применение—изготовление бумаги и бумажной тары. Для этих целей в значительном количестве используется также небеленая целлюлоза. В последнее время сульфатную целлюлозу начинают широко применять для производства искусственного волокна. [c.661] Для выделения натронной или сульфатной целлюлозы из соломы и однолетних растений, а также из древесины, в ряде случаев исходный растительный материал предварительно обрабатывают 1—2%-ной серной кислотой при 100° или 0,5%-ной при 150°. При этом происходит гидролиз пентозанов и других легко гидролизуемых полисахаридов. Продукты гидролиза вымываются и используются для получения спирта или дрожжей. Сбраживанием сахаров, образующихся при предварительном гидролизе 1 /тг древесины, можно получить до 50 л спирта или до 200 кг дрожжей. Применение метода предварительной кислотной обработки растительного материала позволяет более полно и комплексно использовать сырье. Кроме того, при применении этого метода получают древесную целлюлозу с меньшим содержанием примесей. В последнее время предварительный гидролиз начинают применять при выделении целлюлозы по сульфитному методу. [c.661] Вернуться к основной статье