改进的有机溶剂制浆方法技术

本发明专利技术提供了从纤维状植物原料制浆的方法和装置。该方法包括用蒸煮溶剂将该植物原料制浆的步骤，该蒸煮溶剂包括低级脂族醇和包含至少一种选自亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和苛性剂的添加剂混合物的水溶液。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
目前环境方面的法规规定生产低卡帕值的纸浆，这要求减少用来漂白纸浆的漂白化学物品的量。对于牛皮硬木纸浆，获得在大约12-20范围内的卡帕值。此外，对于用自动催化的有机溶剂制浆方法如在Lora等人的US No.4,764,596或Diebold等人的US No.4,100,016中描述的ALCELLR方法获得的有机溶剂纸浆，用大约50％槭树、35％桦树和15％杨树的北美硬木混合物制浆，一般获得在约20-30范围内的卡帕值。一般来说，有机溶剂纸浆具有优异的可漂白性，在众多的原因中，这归因于残留木质素的结构和纸浆的低金属含量，后者导致对碱抽提和/或氧化法去木质素作用和其它漂白化学物品有高度选择性响应。这会使卡帕值下降并在没有明显损失强度的情况下增白。然而，对于某些木材类型和原料，为获得可漂白水平的卡帕值所需要的条件会导致强度降低。结果，即使进行选择性的去木质素和增白作用，最终漂白产物的纸浆强度性能将会低于最佳值。对于致密硬木如槭树的自动催化的有机溶剂制浆方法，使卡帕值在约40-50范围内的蒸煮条件是比较苛刻的。这类蒸煮条件一般导致损害纸浆强度。类似地，使用软木如松或云杉，在比致密硬木更苛刻的条件下才能获得类似的卡帕值，并获得较低纸浆强度的可漂白纸浆。例如，当使用自动催化的有机溶剂制浆方法将甘蔗渣制浆时，在50以上的卡帕值下需要停止制浆以防止纤维降解。制浆之后进行碱抽提，为的是使卡帕值达到卡帕值在约15-约35范围内的可漂白水平。Schroeter等人在“Possible Lignin Reactions in tbe OrganocellPulping Process”，Tappi Journal，197-200页(1991年)中建议了两阶段有机溶剂制浆方法，其中第一阶段是酸阶段和在第二阶段添加比木材重量过量20％的苛性剂。这一两阶段有机溶剂制浆方法已发现在连续的、工业规模的操作中是不可行的。(Tappi Pulping Conference Proceedings，Orlando，Florida，1991年11月)。Marton等人在PCT No.WO82 01，568中建议了在使用占木材重量20wt％的NaOH的碱法制浆方法中使用乙醇，如此获得的软木纸浆具有改进的性能，与分别使用苏打或醇制浆方法所生产的纸浆相比而言。就强度和去木质素作用而言，这些乙醇纸浆比软木牛皮纸浆差。Valladares等人在“Pulping of Sugarcane Bagasse with a mixture ofEthanol-Water Solution in Presence of Sodium Hydroxide andAnthraquinone(在氢氧化钠和蒽醌存在下使用乙醇-水溶液混合物的蔗渣制浆方法)”，Progress Report No.15，Tappi Press，23-28(1984)中建议使用蔗渣作为原料，将少量的氢氧化钠加入到大约60％-40wt％乙醇-水的混合物中和添加少量的蒽醌。Ahmed等人在“Steam Explosion Cooking of Aspen Pretreated withMethanol-Water/Alkaline Water(用甲醇-水/碱水预处理过的山杨的蒸汽喷发蒸煮方法)”，Forest Product Symposium，1989，San Francisco1989/1990 Chicago中建议使用蒸汽喷发制浆方法，包括用含有约0-8％氢氧化钠的甲醇-水/碱水预处理山杨木片。生产出高卡帕值的纸浆，与化学热磨机械浆相似，因而不是完全可漂白的。Patt等人在“Lignin and Carbohydrate Reactions in AlkalineSulfite，Anthraquinone，Methanol Pulping(在碱性亚硫酸盐，蒽醌，甲醇制浆方法中木质素和碳水化物的反应)”，6th ISWPC，609-617页中建议在有15％甲醇的溶剂中使用5％以上的苛性剂，30％以上的亚硫酸盐和催化量的蒽醌。所生产的纸浆具有良好的物理性能，如质量、产率和可漂白性。然而，大量化学品的使用要求使用先进的化学品和溶剂回收方法。Bublitz等人在“The role of Methanol in a Methanol Acid SulfitePulping Process(甲醇在甲醇酸亚硫酸盐制浆方法中的作用)”，PulpingConference，423-427页(1983)中建议在酸亚硫酸盐制浆方法中添加甲醇。总的制浆时间从5-6个小时减少到1小时或更短。木材碳水化物没有多大的降解，结果获得约60-约65％的高纸浆产率。所获得的纤维强度低于牛皮纸浆。此外，在该方法消耗很高水平的SO2。Chen等人在“Pulp Characteristics and Mill Economics for aConceptual SO2-Ethanol-Water Mill(概念化SO2-乙醇-水车间的纸浆特性和车间经济学)”，Solvent Pulping Conference，663-671页(1990)中建议在SO2-乙醇-水制浆方法之前使用木材的碱预处理方法。预处理方法包括在有氢氧化钠存在的乙醇水溶液中真空浸渍木片。两阶段有机溶剂制浆方法所生产的软木纸浆的产率比牛皮和单阶段有机溶剂纸浆高约6％-约10％。该预处理方法还引起卡帕值下降大致6个单位，与单阶段有机溶剂制浆方法相比而言。该纸浆具有比牛皮纸浆低的强度，尤其在撕裂强度上。Primakov等人在“Processing of Liquors after Pulping witb Water-Alcohol Solutions(在用水-醇溶液制浆之后废液的处理)”，Khim.Drev.(4)23-5(1982年)中建议在含有40％-75％废亚硫酸盐溶液的1∶1饱和的醇-水混合物中用SO2蒸煮桦木，其中卡帕值为20.8-25和断裂长度为4900m-5500m。废液的添加减少了醇在蒸煮中的消耗。Sakai在“Organosolv Delignification(有机溶剂脱除木质素)”，ShipaGikyo Shi，48卷，No.8，11-20页(1994)公开了将亚硫酸氢盐加入到异丙基醇-水溶剂体系中。对于1小时的蒸煮时间在165℃下使用大量的添加剂，例如，18％亚硫酸氢镁。它们获得高卡帕值的纸浆和它们的产物是半化学纸浆，而不是完全可漂白的化学纸浆。本专利技术的目的是为了提供一种由蒸煮溶剂制浆来制造纸浆的方法，该蒸煮溶剂包括低级脂族醇和一种或多种添加剂的水溶液。添加剂以如此少的量添加，以致于不需要添加剂的回收或再生。这类添加剂的一个实例是以约0.05％-约6％的量添加到槭木和混合硬木中的亚硫酸氢盐。另一个实例是以约0.05％-约6％的量添加到槭木和混合硬木中的亚硫酸盐。亚硫酸盐能够以约2％-约4％的量单独地或与氢氧化钠(它以约1.3％-4％的量添加)混合后添加到蔗渣和黄麻中。附图说明图1，2和3是本专利技术方法的流程图。本专利技术提供一种改进脱木质素作用的选择性和提高脱木质素的速率(超过用自动催化的有机溶剂制浆方法获得的速率)的方法。选择性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
从纤维状植物原料生产纸浆的方法，它包括用蒸煮溶剂将该植物原料制浆的步骤，该蒸煮溶剂包括低级脂族醇和包含至少一种选自亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和苛性剂的添加剂的添加剂混合物的水溶液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：JH洛拉，SR温纳，GC戈亚尔，
申请(专利权)人：阿尔塞尔技术公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]