СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООБЛАГОРОЖЕННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Название	СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООБЛАГОРОЖЕННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Разработчик (Авторы)	Полютов А.А., Бывшев А.В., Пен Р.З., Шапиро И.Л., Колмакова О.А.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2248421
Дата регистрации	14.01.2004
Правообладатель	Полютов Анатолий Александрович
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и предназначено для получения высокооблагороженной целлюлозы, используемой для производства химических волокон и пленок.

Известны способы получения целлюлозы, включающие варку измельченного растительного сырья с раствором пероксида водорода в присутствии многокомпонентного катализатора (смеси вольфрамовой кислоты или ее солей, молибденовой кислоты или ее солей и серной кислоты при соотношениях мольных долей компонентов в смеси соответственно 0,2...0,4; 0,2...0,4; 0,2...0,6) с последующей щелочной экстракцией или без нее. При этом не образуется токсичных и дурно пахнущих побочных продуктов варки, а геми-целлюлозы сохраняют высокую реакционную способность благодаря отсутствию реакций их стабилизации при варке (RU, №2206654, МКИ 7 D 21 С 3/04, 3/22, бюл. №17, 2003; RU, №2212483, МКИ 7 D 21 С 3/04, 3/22, бюл. №26, 2003).

Недостатками известных способов являются высокое содержание гемицеллюлоз и низкая массовая доля альфа-целлюлоз в получаемой пероксидной целлюлозе, что не позволяет получать высокооблагороженную целлюлозу и использовать ее в качестве сырья для химической переработки (для производства химических волокон и пленок).

Наиболее близким по технической сущности является способ получения высокооблагороженной древесной целлюлозы, включающий водный или кислотный предгидролиз, сульфатную варку, отбелку и щелочное облагораживание (Технология целлюлозы. В 3-х томах. Т.2 Непенин Ю.Н. Производство сульфатной целлюлозы. М.: Лесная пром-сть, 1990. – С 229).

Недостатком известного способа является применение сульфида натрия для делигнификации древесины при сульфатной варке, что приводит к образованию в ходе технологического процесса токсичных и дурно пахнущих веществ (сероводорода, метилмеркаптана, диметилсульфида и др.) и создает экологически неблагоприятную обстановку в окрестностях предприятия. Кроме того, в ходе сульфатной варки протекают реакции как деградации полисахаридов (peeling-процесс), так и их стабилилизации (stopping-процесс). Оба эти процесса приводят к накоплению в целлюлозе низкомолекулярных фракций полисахаридов, устойчивых к действию щелочи. В результате не реализуются в полной мере возможности удаления гемицеллюлоз (особенно пентазаной) при последующем щелочном облагораживании целлюлозы.

Изобретение решает задачу получения высокооблагороженной целлюлозы без образования серосодержащих продуктов, улучшение экологичности процесса и снижение энергетических затрат.

Для решения этой задачи измельченную древесину подвергают водному или кислотному предгидролизу, древесный остаток делигнифицируют водным раствором пероксида водорода в присутствии катализатора с последующей щелочной экстракцией, полученную целлюлозу отбеливают и облагораживают щелочным способом.

Технический результат при использовании изобретения заключается в получении высококачественной целлюлозы, максимально полном удалении гемицеллюлоз (в том числе пентозанов), улучшении технологических параметров производства - снижение температуры варки и давления, улучшении экологичности процесса - отсутствие вредных выбросов токсичных и дурно пахнущих веществ при сохранении высокого качества получаемой целлюлозы, снижение энергетических затрат.

Для достижения указанного технического результата в способе получения высокооблагороженной целлюлозы, включающем кислотный или водный предгидролиз измельченной древесины, делигнификацию древесного остатка, отбелку и щелочное облагораживание целлюлозы, согласно изобретению делигнификацию древесного остатка проводят путем катализируемой пероксидной варки с последующей щелочной экстракцией окисленного лигнина при атмосферном давлении и температуре ниже 100°С.

Предложенный способ получения высокооблагороженной целлюлозы отличается от прототипа тем, что делигнификацию предгидролизованной древесины проводят пероксидом водорода в присутствии катализатора с последующей щелочной экстракцией окисленного лигнина. Эти особенности лежат в основе заявляемого способа.

Способ получения высокооблагороженной целлюлозы осуществляется следующим образом.

Измельченное растительное сырье подвергают водному предгидролизу при температуре 160-170°С или кислотному предгидролизу при температуре 110-120°С и варке с раствором пероксида водорода в присутствии катализатора, например многокомпонентного смешанного катализатора - вольфрамовой кислоты или ее солей (мольная доля в смешанном катализаторе 0,2...0,4), молибденовой кислоты или ее солей (мольная доля 0,2...0,4) и серной кислоты (мольная доля 0,2...0,6), при температуре 70...95°С. Твердый остаток промывают водой и обрабатывают раствором щелочи при температуре 60-97°С и атмосферном давлении для удаления продуктов окисления. Полученную целлюлозу отбеливают и облагораживают по общепринятым схемам и технологическим режимам.

Указанные преимущества предлагаемого способа получения облагороженной целлюлозы достигаются за счет замены сульфатного метода делигнификации на катализируемый пероксидный метод делигнификации.

Формула изобретения

Способ получения высокооблагороженной целлюлозы, включающий водный или кислотный предгидролиз измельченного растительного сырья, делигнификацию древесного остатка, отбелку и щелочное облагораживание целлюлозы, отличающийся тем, что делигнификацию предгидролизованной древесины проводят путем катализируемой пероксидной варки и последующей щелочной экстракции окисленного лигнина при атмосферном давлении.

Изобретение "СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООБЛАГОРОЖЕННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ" (Полютов А.А., Бывшев А.В., Пен Р.З., Шапиро И.Л., Колмакова О.А.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога