FI70609B - Foerfarande foer delignifiering av barrtraed lignocellulosamaterial med en neutral sulfitloesning inne- haollande kinon- eller hydrokinonfoereningar - Google Patents

Description

•a£***\ ΓΒ1 kuulutusjulkaisu nn^nq ™ ^ UTL AGG NI NGSSKRIFT / U O U 7 (45) (51) Kv.lk.*/lnt.CI.‘ D 21 C 3/02 SUOMI — FINLAND (21) Patenttihakemus - - Patentansökning 771 7^ (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 01. 06.77 ' ' (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 01.06.77 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 03.12.77

Patentti- ja rekisterihallitus .... ...... ...

' (44) Nahtäväksipanon ja kuut.julkaisun pvm. — Q£ g£

Patent- och registerstyrelsen v ' Ansökan utlagd och utl.skrfften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd priorltet 02.06.76 23.O9.76, 13.12.76 Austra 1ia-AustraIien(AU) 611*1/76, 71*73/76, 81*55/76 (71) Australian Paper Manufacturers Limited, 1* South Gate, South Melbourne, Victoria , Austral ia-Austral ien(AU) (72) Naphtali Nachemja Vanderhoek, Doncaster, Victoria,

Peter Frederick Nelson, Kew, Victoria,

Alan Farrington, Donvale, Victoria, Australia-Australien(AU) (7^) Oy Kolster Ab (54) Menetelmä ligniinin poistamiseksi havupuulignoselluloosa-aineesta neutraalilla kinoni- tai hydrokinoniyhdis teitä sisältävällä sulfiit-tiliuoksella - Förfarande för delignifiering av barrträd lignocellu-losamaterial med en neutral su 1 fi11ösning innehällande kinon- eller hydrok i nonfören i ngar

Keksinnön kohteena on neutraali selluloosamenetelmä, joka on tyyppiä, jota käytetään tuotettaessa sellumassoja, joita käytetään paperin tai kartongin valmistuksessa. Nämä menetelmät käsittävät sulfaatti-, sooda- ja sooda-happi-menetelmiä sekä myös menetelmiä suur-saantopuolikemiallistyyppisten massojen valmistamiseksi, kuten suur-saantosoodamenetelmiä ja puolikemiallisen neutraalisulfiittimenetel-män (NSSC).

Emäksiset sellutusmenetelmät ovat hyvin tunnettuja ja lukuisia menetelmiä on ehdotettu tällaisten menetelmien saannon lisäämiseksi. Tällaiset menetelmät ovat käsittäneet erilaisten yhdisteiden, kuten hydratsiinin, hydroksyyliamiinin, natriumboorihydridin, natriumpoly-sulfidien ja rikkivedyn käytön sellutusnesteissä tai jossakin esikä-sittelyvaiheessa. Näihin aineisiin liittyy erilaisia haittoja sikäli, 2 70609 että ne eivät ole pysyviä korkeissa lämpötiloissa, ne ovat kalliita, saavat aikaan epäorgaanisten alkuaineiden kuten boorin kertymistä systeemiin tai käsittävät rikkiyhdisteiden käytön, mikä johtaa ympäristön saastumismahdollisuuteen.

Tiettyjen syklisten ketoyhdisteiden on äskettäin todettu stabiloivan selluraaka-aineen emäksien aiheuttamaa molekyyliketjun katkeilua vastaan ja lisäävän massasaantoja. Bach ja Fiehn (Zellstoff und Papier (1) 3 (1972) ja länsisaksalainen patentti no. 98.549) ovat esittäneet antrakinonimonosulfonaatti-natriumsuolan (AMS) käyttökelpoisuuden sellujen stabiloimiseksi ja massasaannon lisäämiseksi sooda-ja sulfaattisellutuksessa. Aivan äskettäin esitettiin U.S.-patentissa no. 3.888.727 (australialainen patenttihakemus no. 68290/72), myönnetty Kening'ille, antrakinonimonosulfonaatin natriumsuolan (AMS) käyttö sooda-happi-sellutusmenetelmän soodavaiheessa.

Vaikkakin AMS on liukoinen kaustiseen soodaan, sillä rikkiä sisältävänä yhdisteenä on haittana, että se voi aiheuttaa ympäristöllisiä saastumisongelmia, kun taas emäyhdiste, antrakinoni, vaikka on rikitön, on liukenematon kaustiseen soodaan.

Tämän keksinnön yhtenä tavoitteena on tarjota havupuuraaka-ai-neen sellutusmenetelmä käytettäväksi paperin tai kartongin valmistuksessa, jolloin menetelmässä käytetään tiettyjä kinoni- tai hydrokino-niyhdisteitä tai -johdannaisia, jotka liukenevat sellutusliuokseen, niin että ne voidaan helpommin ja tehokkaammin tuoda sellutussystee-miin ja ovat huomattavan tehokkaita lisäämään nopeutta, jolla ligniinin poisto lignoselluloosa-raaka-aineesta tapahtuu verrattuna luonteeltaan yleisesti samanlaisiin tavanomaisiin sellutusmenetelmiin.

Toisena tämän keksinnön tavoitteena on tarjota esikäsittely-vaihe havupuuraaka-aineen sellutusmenetelmään, jolloin esivaiheessa havupuuraaka-aine kyllästetään keittokemikaaleilla, jotka sisältävät näitä kinoni- tai hydrokinoni-yhdisteitä tai -johdannaisia tällaisten kemikaalien tunkeutumisen parantamiseksi havupuuraaka-aineeseen ennen sen syöttämistä keittimeen ligniiniä poistavaa keittoa varten. Tällaisen aineen esikäsittely tai kyllästäminen on itse asiassa mahdotonta niukkaliukoisella jähmeällä aineella, minkä vuoksi keksinnön menetelmällä tässä suhteessa ja erityisesti mitä puolikemiallisiin sellutusmenetelmiin tulee on lisätty etu.

70609 3 Tämän keksinnön mukaisesti tarjotaan ligniinin poistamiseksi havupuulignoselluloosa-aineesta menetelmä, jossa lignoselluloosa-ainetta keitetään neutraalin sulfiittisellutusliuoksen kanssa, jolloin sellutusliuokseen lisätään ainakin 0,001 paino-%:n lisäämisen lisäyhdistettä tai lisäyhdisteiden seosta, jotka on valittu antraki-noneista, fenantreenikinoneista, naftokinoneista, antroneista, bent-sokinoneista, antrahydrokinoneista, naftohydrokinoneista, fenantra-hydrokinoneista, bentsohydrokinoneista tai näiden kinonien tai hydro-kinonien alkvyli-, alkoksi-, hydroksi-, amino-, halo- tai karboksi-johdannaisista tai näiden kinonien tai hydrokinonien tautomeerisistä muodoista, kun sellutusliuos on neutraalisulfiitti, ja antrakinonien, fenantrakinonien, naftokinonien, antronien ja bentsokinonien, amino-ja hydroksi-johdannaisista sekä antrahydrokinoneista, naftokydrokino-neista, fenantrahydrokinoneista, bentsohydrokinoneista tai näiden hydrokinonien alkyyli-, alkoksi-, halo-, hydroksi-, amino- tai kar-boksi-johdannaisista ja näiden hydrokinonien tautomeerisestä muodosta.

Tässä keksinnössä käytetyt kinoniyhdisteet ovat antrakinoni, 1- tai 2-alkyyliantrakinoneja, joissa alkyyli on <2^_-,, 1- tai 2-ami-noantrakinoneja, 1- ja 2-halo- tai hydroksiantrakinoneja ja vastaavia bentsokinoneja, naftokinoneja ja fenantrakinoneja, esimerkiksi 5-hydroksi-naftokinoni.

Hydrokinoni-yhdisteet, joita käytetään keksinnön menetelmässä, voidaan valita ryhmästä 9,10-antrahydrokinoni, 1- ja 2-alkyyli-9,10 -antrahydrokinonit (esim. alkyyliryhmät C^_^, erityisesti 2-etyyli-ja 2-tert.butyyli-antrakinoni), 1- ja 2-alkoksi-9,10-antrahydrokino-nit (esim. alkoksiryhmät C^^), 1- ja 2-amino-9,10-antrahydrokinonit, 1- ja 2-hydroksi-9,10-antrahydrokinonit, 1- ja 2-halo-9,10-antrahydro-kinonit, sekä minkä tahansa näitten antrahydrokinoniyhdisteiden seokset. Tautomeeriset yhdisteet voidaan valita ryhmästä 10-hydroksiantra-noni, 1- ja 2-alkyyli-10-hydroksiantranonit, 1-ja 2-alkoksi-10-hydrok-siantronit, 1- ja 2-amino-10-hydroksiantronit, 1- ja 2-hydroksi-10-hydroksiantronit, 1-ja 2-halo-10-hydroksiantronit sekä minkä tahansa näiden antroniyhdisteiden seokset.

Keksinnön menetelmässä käytetyt hydroksi-substituoidut kinoni-tai hydrokinoni-yhdisteet voidaan valita ryhmästä mono-, di-, tri- ja tetra-hydroksi-substituoidut bentsokinonit tai naftokinonit tai antra- 4 70609 kinonit tai fenantrakinonit, tai mono-, di-, tri- ja tetra-hydroksi-substituoidut bentsohydrokinonit tai naftohydrokinonit tai fenant-rahydrokinonit.

Raaka-aineena keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan käyttää esim. havupuuhaketta, kokopuun haketta havupuista tai havupuu-sahajauhoa. Kokopuun hake käsittää lastu ja puun eri osista, kuten kaarnasta, oksista ja juurista.

Näitä raaka-aineita voidaan selluttaa keksinnön mukaisesti käyttäen menetelmiä, jotka käsittävät yhden tai useampia vaiheita, suoritettiinpa se sitten panoksittaisena tai yhtäjaksoisena toimintana. Keksinnön menetelmää voidaan käyttää myös sellutusprosesseihin, jotka toteutetaan joko vesipitoisessa liuoksessa tai muissa liuotti-missa.

Kinonin tai hydrokinonin tai substituoidun kinoni- tai hydro-kinoniyhdisteen määrä, joka vaaditaan ligniinin poistamiseen ligno-selluloosa-raaka-aineesta keksinnön mukaisesti, voi vaihdella huomattavasti riippuen oleellisessa määrässä käytettävästä nimenomaisesta menetelmästä. Yleensä suhteellisen pienen määrän, esimerkiksi 0,001-10 paino-%:n läsnäolo, laskettuna uunikuivasta lignoselluloo-sa-raaka-aineesta, on riittävä. Edullisesti kinoni- tai hydrokinoni-yhdistettä tai johdannaista käytetään 0,001-0,5 %:n ja vielä edullisemmin n. 0,1-0,3 paino-%:n määrä, kuten on osoitettu.

Toteutettaessa tämän keksinnön menetelmää käytännössä voidaan hydrokinoni-yhdiste (yhdisteet) tai tautomeerit tai johdannaiset kehittää in situ saattamalla vastaava kinoni-yhdiste (-yhdisteet) reagoimaan pelkistimen kanssa liuoksessa, joka lisätään sellutusnes-teeseen tai jota myöhemmin tullaan käyttämään sellutusnesteenä. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää epäorgaanisia tai orgaanisia pelkisti-miä, orgaanisten yhdisteiden tai yhdistelmien ollessa edullisia.

Käyttökelpoisia epäorgaanisia pelkistimiä ovat natrium- tai sinkkiditioniitti (hydrosulfiitti), natriumboorihydridi tai sinkki-jauhe ja natriumhydroksidi. Orgaanisia pelkistimiä, joita on edullista käyttää, ovat hiilihydraatit, kuten glukoosi, ksyloosi, mannoosi tai muut monosakkaridit, sakkaroosi, sellobioosi, maltoosi tai muut disakkaridit, oligosakkaridit, kuten raffinoosi, tai polysakkaridit, kuten tärkkelys tai ksylaani; amiinit tai alkanoliamiinit, kuten 5 70609 eteenidiamiini tai dieteenitriamiini tai etanoliamiinit; tai aldehy-dit, kuten formaldehydi, asetaldehydi tai vanilliini; tai käytetty jäteliemi; tai neste, joka on poistettu keitosta senjälkeen kun on tapahtunut pelkistävien aineiden huomattava liukeneminen, ts. samassa pisteessä lämpötilavälillä 100-170° ja edullisesti välillä 120-140°C, mihin käytännössä päästään: (a) panoskeitossa juoksuttamalla jonkin verran keittonestettä vaaditussa lämpötilassa väliltä 100-170°C ja palauttamalla tämä seuraavan keiton kyllästysvaiheeseen; tai (b) panoskeitossa, käyttämällä uudelleen mustaliemi, joka on saatu keiton lopussa, tai yhden tai useamman vaiheen lopussa keitossa, joka käsittää kaksi tai useampia vaiheita, tai seuraavassa keitossa tai seuraavan keiton, joka käsittää kaksi tai useampia vaiheita, yhdessä tai useammassa vaiheessa, tai (c) jatkuvassa keitossa juoksuttamalla jonkin verran keittonestettä pisteestä, joka on lähellä vuokeittimen yläpäätä ja palauttamalla tämä jatkuvaan kyllästysvaiheeseen.

Keittonesteessä läsnäolevat pelkistimet voivat joissakin tapauksissa ammentua tyhjiin tai tuhoutua, kun keittoprosessi etenee, mistä on seurauksena, että pelkistysteho oleellisesti vähenee tai katoaa kokonaan. On havaittu, että tällaisissa tapauksissa on edullista lisätä pelkistinlisäyksiä jaksottaisesti ruiskuttamalla ligno-selluloosa-keittimeen riittävän määrän hydrokinoni- tai hydroksiki-noniyhdistettä pitämiseksi keittonesteessä koko keittojakson ajan.

Lignoselluloosa-raaka-aineen keittoa ligniinin poistamiseksi tämän keksinnön menetelmän mukaisesti voidaan muunnella vastaamaan tarkoitukseen valitun nimenomaisen menetelmän vaatimuksia. Kuitenkin 0,001-10 paino-%:n lisäaineita lisääminen ja keittolämpötila väliltä 50-250°C 0,5-480 minuutiksi ovat yleisiä prosessiparametrejä. Kinoni-tai hydrokinoni-yhdiste tai -johdannainen voidaan esisekoittaa keit-tonesteen ja lignoselluloosa-raaka-aineen kanssa ennen keittimeen syöttämistä keittämistä varten vaihdeltavissa olosuhteissa; tai tämä yhdiste voidaan lisätä suoraan keittonesteeseen ja lignoselluloosa-raaka-aineeseen keittimessä, joko yhtenä ainoana syöttönä tai useampina syöttöinä sellutuksen eri vaiheissa tai jatkuvasti kautta koko sellutuksen.

Keittolämpötila on väliltä 50-250°C edullisen alueen ollessa 130-180°C ja keittoaika voi olla 0,5:stä 480 minuuttiin. Kokonais- 6 70609 keittoaika/keittolämpötila voi käsittää ensimmäisen vaiheen 30 minuutista 120 minuuttiin, jona aikana saavutetaan lämpötila väliltä 100-120°C. Toisen vaiheen 15 minuutista 60 minuuttiin, joka pidetään lämpötilassa väliltä 100-130°C; sekä kolmannen vaiheen 30 minuutista 300 minuuttiin lämpötilassa 130°C:sta 180°C:een maksimilämpötilaan. Tuloksena on parantunut ligniinin poistonopeus selluloosa-raaka-ai-neesta ja massa, jolla on erinomaiset ominaisuudet, erityisesti suuri lujuus ja hyvä saanto.

Joitakin tarkoituksia varten, kuten aallotuskartongin ja joidenkin komponenttimassojen valmistamiseksi lainerikartonkeja varten, suuret lujuudet, joihin päästään sulfaattisellutuksella, eivät ole tarpeen ja sulfaattimassojen suhteellisen alhainen saanto ja siitä aiheutuva korkea hinta ovat epäkohta. Niinpä on suositeltu ja käytetty näihin tarkoituksiin muunteita, kuten "suursaanto-sulfaatti-" ja erilaisia sulfiittimenetelmiä. Laajimmin käytetty näistä suurempi-saantoisista menetelmistä on ns. neutraalisulfiitti-puolikemiallinen menetelmä (NSSC), jossa puuta keitetään natriumsulfiittiliuoksen kanssa, joka sisältää natriumkarbonaattia tai natriumbikarbonaattia ja joka pystyy antamaan 65-85 %:n saannoilla massoja, joiden ominaisuudet tekevät ne sopiviksi käytettäviksi pääaineosana valmistettaessa aallotuskartonkia ja tärkeänä komponenttina lainerikartongeissa ja säkki- sekä käärepapereissa.

Keksinnön menetelmällä saatujen NSSC-massojen lujuudet ovat yhtä hyviä tai parempia kuin tavanomaisilla NSSC-massoilla, lisäksi keittoaika on huomattavasti lyhentynyt, mistä on seurauksena tehokkaan keitinkapasiteetin lisääntyminen, energian säästö ja parannus massan värissä. Vaihtoehtoisesti keittoaika voidaan pitää pääasiallisesti vakiona tavallisella tasolla NSSC-massoille ja käyttää alentunutta keittolämpötilaa, tai muuta ajan ja valitun lämpötilan yhdistelmää, mikä edustaa etua verrattuna normaalimenettelyyn NSSC-massoilla.

Tämä keksintö on erityisen käyttökelpoinen havupuu-NSSC-massoille, kuten männyistä, esim. P. radiata'sta, valmistetuille. NSSC-massoja ei normaalisti valmisteta havupuista, mikä johtuu osittain vaadittavista pitkistä 3-5 tunnin keittoajoista 180°C:ssa.

Tämä keksintö sallii keittoajan alentamisen noin puoleen tällaisessa prosessissa.

7 70609

Ympäristöllisten standardien lisääntynyt ankaruus on pannut yhä suurempaa painoa saada kemiallisia talteenottojärjestelmiä, jotka tekevät mahdolliseksi sellutuskemikaalien talteenoton sekä liuenneiden puuaineiden hävittämisen, jotka muuten voisivat asettaa ei-toivotun rasituksen ympäristölle. Tämä koskee erityisesti NSSC-sellutusta, jossa talteenottomenetelmät ovat monimutkaisia ja kalliita .

Kuten edellä esitettiin voidaan sellu-raaka-aineen esikäsittely suorittaa liuotusnesteessä, joka sisältää kinoni- tai hydrokinoni-yhdisteet tai -johdannaiset, sellu-raaka-aineen alustavasti kyllästämiseksi näillä yhdisteillä ennen sellu-raaka-aineen syöttämistä keittimeen ligniinin poistoprosessin loppuun saattamiseksi. Tämä lignoselluloosa-raaka-aineen esikäsittely tai valmistava sellutus auttaa pääsemään kinoni- tai hydrokinoni-yhdisteen tai -johdannaisen parempaan sisääntunkeutumiseen ja diffuusioon lignoselluloosa-raaka-aineeseen ennen massan saattamista keitettäväksi, kinoni- tai hydrokinoni-yhdisteen tai -johdannaisen edullisten vaikutusten parantamiseksi lignoselluloosa-raaka-aineen ligniinin poistokeitossa.

Tällainen lignoselluloosa-raaka-aineen esikäsittely tai valmistava sellutus voi tapahtua jonkun seuraavan vaiheen (A), (B) ja (C) tai jonkun niiden yhdistelmän mukaisesti: (A) normaalipaine- tai positiivinen paine- (hydraulisesti tai pneumaattisesti aikaansaatu) tai negatiivinen paine- (tyhjö) lignoselluloosa-raaka-aineen kyllästys kinoni- tai hydrokinoni-yhdisteen tai -johdannaisen emäksisellä liuoksella lämpötiloissa ympäristön lämpötilasta 130°C:een, jolloin liuos voi olla normaali keitto-neste tai jonkun muun sopivan yhdistelmän liuos, joka valutetaan pois kyllästyksen jälkeen ja korvataan sitten normaalilla keitto-nesteellä; tai (B) ajan, joka normaalisti kuluu lignoselluloosa-raaka-aineen ja keittonesteen, joka sisältää kinoni- tai hydrokinoni-yhdisteen tai -johdannaisen, lämpötilan korottamiseen ympäristön lämpötilasta n. 180°C:een maksimikeittolämpötilaan, pidentäminen; tai (C) lignoselluloosa-raaka-aineen ja keittonesteen, joka sisältää kinoni- tai hydrokinoni-yhdisteen tai -johdannaisen, pitäminen lämpötilassa väliltä 100-130°C 15-60 minuutin ajan ja jatkamalla 70609 s sitten normaalinopeudella lämpötilan nostoa n. 180°C:een maksimi-keittolämpötilaan.

Toteutettaessa edellä esitettyä vaihetta (A) voi kyllästys-vaihe kestää 1 tuntiin asti ennen jatkamista keittoprosessilla, joka voidaan saattaa tapahtumaan lämpötilassa aina 250°C:een asti, mutta edullisesti 180°C:een asti 0,5-5 tunnin ajaksi; käytettäessä edellä esitettyä vaihetta (B) voi pitennetty aika venyä 2-3 tuntiin asti, ennen jatkamista keittoprosessilla kuten edellä vaiheessa (A); ja toteutettaessa edellä esitettyä vaihetta (C) voi aika 100-130°C:n lämpötilan saavuttamiseksi olla 30 minuutista 2 tuntiin, samalla kun keittojakso 15-60 minuutin viivästyksen jälkeen 100-130°C:ssa voi olla 0,5-5 tuntia lämpötiloissa, kuten edellä vaiheessa (A).

Yleisesti keksinnön menetelmää voidaan käyttää laajalle joukolle sellutusmenetelmiä, joiden fysikaaliset parametrit ja raaka-aineet voivat laajalti vaihdella. Esimerkiksi sellutusprosessin lämpötilaa voidaan vaihdella laajalla alueella, vaikkakin menetelmä edullisesti toteutetaan lämpötilassa väliltä 50-250°C.

Käytännössä kinoni- tai hydrokinoni-yhdistettä tai -johdannaista käytetään mukavasti lisäämällä suoraan keittimeen, esimerkiksi lisäämällä lignoselluloosa-raaka-aineeseen kiinteässä muodossa tai liuoksena. Kun kinoni- tai hydrokinoni-yhdistettä tai -johdannaista käytetään kiinteässä muodossa, on sen hiukkaskoko edullisesti pieni, jossa tapauksessa kinoni- tai hydrokinoni-yhdiste tai -johdannainen voidaan jauhaa ennen sen lisäämistä keittimeen, edullisesti kokoon, joka läpäisee seulaluvun 36 (mesh) brittiläisen standardi-seulan .

Pinta-aktiivista ainetta (aineita) voidaan käyttää esikäsitte-lynesteessä tai keittonesteessä auttamaan kinoni- tai hydrokinoni-yhdisteen tai -johdannaisen dispergoitumista sellutusnesteeseen.

Joitakin tämän keksinnön etuja voidaan havaita tarkkailemalla seuraavassa esitettyjä esimerkkejä. Nämä esimerkit koskevat hyvin rajoitettua toimintaolosuhteiden, jotka eivät ole välttämättömän ratkaisevia tämän keksinnön tyydyttävälle toteuttamiselle, aluetta. Niinpä on ymmärrettävää, että keksintö ei rajoitu niihin nimenomaisiin prosessiparametreihin tai muihin seikkoihin, jotka esimerkeissä on eritelty. Esimerkit 1-8 ovat vertailuesimerkkejä ja esimerkit 9 9 70609 ja 10 kuvaavat keksinnön mukaista menetelmää.

Esimerkit osoittavat kinoni- tai hydrokinoniyhdisteiden tai -johdannaisten paljon suuremman tehokkuuden ligniinin poistossa verrattuna natrium-antrakinoni-2-sulfonaattiin, jolloin tämän keksinnön lisäainetta on läsnä ainoastaan pienissä määrissä antamaan parannus sellutusnopeuteen ja massan ominaisuuksiin, vaikkakin suurempien määrien käyttö on luvallista, vaikka antaakin suhteellisesti vähemmän parannuksia.

Esimerkit osoittavat myös keksinnön puolikemialliseen (NSSC) prosessointiin, jossa antrakinonin tai antrahydrokinonin edullinen vaikutus keitto- tai ligniininpoistonopeuteen ja massaominaisuuksiin on osoitettu, erityisesti poikkeuksellinen alenema keittolämpötilas-sa, jonka keksintö sallii.

Kaikissa seuraavissa esimerkeissä, joihin liittyy hydrokinonien käyttö, ilma poistettiin keittimestä kolmella hydraulisella painekyl-lästyskierroksella typellä,ennen hydrokinonien lisäämistä.

Esimerkki 1

Soodasellutus ilman lisäainetta (vertailuesimerkki) 2000 g uunikuivaa P.elliottii-haketta sellutettiin joko pyörivässä sähköisesti kuumennetussa moduulissa tai paikallaan seisovassa keittimessä, jossa oli nestekierto, käyttäen seuraavia olosuhteita: Neste/puu-suhde 4;j 25 % natriumhydroksidia uunikuivasta puusta ohjelma: 2 tuntia 170°C:een + 3 tuntia 170°C:ssa.

Keitetty hake hajoitettiin kuiduiksi mekaanisella murskaimella ja seulottiin käyttäen 0,25 mm:n Packer-seulaa.

Seulottu saanto 46,1 %

Kokonaissaanto 47,1 %

Kappa-luku 70

Massan lujuudet 600 Canadian Standard Freeness (csf) asteessa olivat: 2

Repeämiskerroin 13,3 mNm /g

Katkeamispituus 5,7 km 2

Puhkeamiskerroin 3,9 kPam /g 10 70609

Esimerkki 2

Soodasellutus 0,1 %;n kanssa antrakinoni-monosulfaatti-nat-riumsuolaa (AMS) (vertailuesimerkki) 400 g uunikuivaa P.elliottii-haketta sellutettiin paikallaan seisovassa keittimessä, jossa oli nestekierto, käyttäen seuraavia olosuhteita:

Neste/puu-suhde 4:1 19,0 % natriumhydroksidia uunikuivasta puusta 0,1 % antrakinoni-monosulfonaatti-natriumsuolaa uunikuivasta puusta ohjelma: 2 tuntia 170°C:een + 3 tuntia 170°C:ssa Seulottu saanto 47,1 %

Kokonaissaanto 49,9 %

Kappa-luku 70

Massan lujuudet 600 c.s.f.:ssa olivat 2

Repeämiskerroin 14,6 mNm /g

Katkeamispituus 6,2 km 2

Puhkeamiskerroin 4,6 kPam /kg

Esimerkki 3

Sulfaattisellutus (vertailuesimerkki) 400 g uunikuivaa P.elliottii-haketta sellutettiin käyttäen seuraavia olosuhteita:

Neste/puu-suhde 4:1 15 % aktiivista alkalia Na20:na uunikuivasta puusta ohjelma: 2 tuntia 170°C:een + 2 tuntia 170°C:ssa Seulottu saanto 47,5 %

Kokonaissaanto 48,2 %

Kappa-luku 42

Massan lujuudet 600 c.s.f.:ssa olivat 2

Repeämiskerroin 17,2 mNm /g

Katkeamispituus 8,7 km 2

Puhkeamiskerroin 6,5 kPam /g

Esimerkki 4

Sulfaattisellutus (vertailuesimerkki) 400 g uunikuivaa P.radiata-haketta sellutettiin käyttäen seuraavia olosuhteita:

Neste/puu-suhde 4:1 11 70609 14 % aktiivista alkalia Na2<3:na uunikuivasta puusta ohjelma: 2 tuntia 170°C:een + 2 tuntia 170°C:ssa Seulottu saanto 48,3 %

Kokonaissaanto 49,4 %

Kappa-luku 41 massan lujuudet 600 c.s.f.rssa olivat 2

Repeämiskerroin 11,9 mNm /g

Katkeamispituus 9,7 km 2

Puhkeamiskerroin 7,8 kPam /g

Esimerkki 5

Soodasellutus ilman lisäainetta (vertailu) 20 g uunikuivaa P.elliottii-puujauhoa sellutettiin pyörivässä sähköisesti kuumennettavassa moduulissa käyttäen seuraavia olosuhteita:

Neste/puujauho-suhde 16,5:1 330 1 1,5M natriumhydroksidia ohjelma: x tuntia 160°C:ssa

Puujauho koottiin ja pestiin perusteellisesti. Taulukoidut tulokset osoittavat muutoksen ligniini-sisällössä ja viskositeetin muutokset ohjelma-aikana.

Tulokset: x (tuntia) 1 2 2,5 3

Ligniini-sisältä (%) 21,8 18,2 16,6 15,0

Viskositeetti (cm^/g) 740 635 650 580

Esimerkki 6

Soodasellutus antrakinoni-monosulfonaatti-natriumsuolan (AMS) kanssa (vertailuesimerkki) Käyttäen 20 g uunikuivaa P.elliottii-puujauhoa ja samoja olosuhteita kuin esimerkissä 5, mutta lisäten 1 % AMS saatiin seuraavat vertailutulokset:

Tulokset: x(tuntia) 0,5 1,0 1,5 2,0

Ligniini-sisältö (%) 21,2 18,6 15,7 14,4

Viskositeetti (cm^/g) 770 695 665 625 12 70609

Esimerkin 5 vertailu-sooda-massan viskositeetti samalla ligniinisisällöllä (cnr/g) 715 640 590 570

Esimerkki 7

Soodasellutus naftokinoni-monosulfonaatti-natriumsuolan (NMS) kanssa (vertailu) Käyttäen 20 g uunikuivaa P.elliottii-puujauhoa ja samoja olosuhteita kuin esimerkissä 5, lisäten 1 % NMS, saatiin seuraava tulos:

Tulos x(tuntia) 1 ,5

Ligniini-sisältö (%) 15,0 3

Viskositeetti (cm /g) 670

Esimerkin 5 vertailusoodamassan viskositeetti samalla ligniini-sisällöllä (cm^/g) 580

Esimerkki 8

Puolikemiallinen neutraalisulfiittisellutus 400 g uunikuivaa P.radiata-haketta sellutettiin pyörivässä keittimessä käyttäen seuraavia olosuhteita:

Neste/puu-suhde 4:1 22 % natriumsulfiittia ja 3 % natriumkarbonaattia uunikuivas-ta puusta, ohjelma: 2 tuntia 180°C:een, 3 tuntia 180°C:ssa Saanto 69,0 %

Kappa-luku 111 2

Puhkeamiskerroin 5,7 kPam /g 2

Repeämiskerroin 8,7 mNm /g

Concora-murskautuminen 275 N

Freenessluku 600 c.s.f.

Esimerkki 9

Puolikemiallinen neutraalisulfiittisellutus antrakinonin kanssa Olosuhteet kuten esimerkissä 8, paitsi että lisätään 0,5 % antrakinonia laskettuna uunikuivasta puusta.

Saanto 58,4 %

Kappa-luku 55 2

Puhkeamiskerroin 7,8 kPam /g 2

Repeämiskerroin 11,9 mNm /g 13 70609

Concora-murskautuminen 265 N

Freenessluku 600 c.s.f.

Esimerkki 10

Puolikemiallinen neutraalisulfiittisellutus antrakinonin kanssa

Olosuhteet kuten esimerkissä 8, paitsi että lisätään 0,1 % antrakinonia uunikuivasta puusta laskettuna ja että keittoaika on lyhyempi.

Ohjelma: 2 tuntia 180°C:een, 1,5 l80°C:ssa Saanto: 65,4 % Käytännön esimerkit näyttävät osoittavan poikkeuksellisesti lisääntynyttä ligniininpoistonopeutta lignoselluloosa-raaka-ainees-ta, mistä on seurauksena parempi massasaanto ja massan laatu verrattuna vastaavaan käsittelyyn hydrokinoni-yhdisteen poissaollessa.

Claims (6)

14 70609

1. Menetelmä ligniinin poistamiseksi havupuulignoselluloosa-aineesta, jolloin lignoselluloosa-ainetta keitetään neutraalin sulfiittisellutusnesteen kanssa, tunnettu siitä, että sellu-tusnesteeseen lisätään 0,001-10 paino-% lisäaineyhdistettä tai lisäaineyhdisteiden seosta, jolloin lisäaineyhdiste on valittu ryhmästä, joka käsittää antrakinonit, fenantreenikinonit, nafto-kinonit, antronit, antrahydrokinonit, naftohydrokinonit, fenantra-hydrokinonit ja näiden kinonien tai hydrokinonien alkyyli-, alkoksi-, hydroksi-, amino-, halogeeni- tai karboksijohdannaiset ja näiden kinonien tai hydrokinonien tautomeeriset muodot.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tautomeerinen yhdiste (tautomeeriset yhdisteet) valitaan ryhmästä, joka käsittää 10-hydroksiantronin, 1- ja 2-alkyyli-10-hydroksiantronit.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäyhdiste on 9,10-antrahydrokinoni tai 1- tai 2-alkyy-liantrahydrokinoni.

4. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäyhdiste (yhdisteet) esisekoitetaan keittonesteen ja lignoselluloosa-raaka-aineen kanssa ennen syöttämistä keittimeen sellutusta varten, tai lisätään suoraan keittonesteeseen ja lignoselluloosa-raaka-aineeseen keitti-messä, joko yhtenä ainoana syöttönä tai useampina syöttöinä sellu-tuksen eri vaiheissa tai yhtäjaksoisesti kautta koko sellutuksen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäyhdisteen (yhdisteiden) määrä on väliltä 0,001-10 paino-% laskettuna selluloosa-aineesta; sellutus-lämpötila on väliltä 50-250°C; ja sellutusaika on 480 minuutista 0,5 minuuttiin.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sellutuslämpötila ja sellutusaika käsittävät ensimmäisen 30-120 minuutin vaiheen, jossa saavutetaan lämpötila väliltä 100-120°C; toisen 15-50 minuutin vaiheen, jota pidetään lämpötilassa väliltä 100-130°C; ja kolmannen 30-300 minuutin vaiheen, jossa lämpötila on 130°C:eesta 180°C:een maksimilämpötilaan. 15 70609