[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2445414C2 - Methods of carbonate pretreatment and pulping cellulosic material - Google Patents

Methods of carbonate pretreatment and pulping cellulosic material Download PDF

Info

Publication number
RU2445414C2
RU2445414C2 RU2008150352/12A RU2008150352A RU2445414C2 RU 2445414 C2 RU2445414 C2 RU 2445414C2 RU 2008150352/12 A RU2008150352/12 A RU 2008150352/12A RU 2008150352 A RU2008150352 A RU 2008150352A RU 2445414 C2 RU2445414 C2 RU 2445414C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbonate
solution
paragraphs
cooking
pulp
Prior art date
Application number
RU2008150352/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008150352A (en
Inventor
Рэймонд ФРЭНСИС (US)
Рэймонд ФРЭНСИС
Нам Хи ШИН (US)
Нам Хи Шин
Original Assignee
Дзе Рисерч Фаундейшн Оф Стейт Юниверсити Оф Нью Йорк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дзе Рисерч Фаундейшн Оф Стейт Юниверсити Оф Нью Йорк filed Critical Дзе Рисерч Фаундейшн Оф Стейт Юниверсити Оф Нью Йорк
Publication of RU2008150352A publication Critical patent/RU2008150352A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2445414C2 publication Critical patent/RU2445414C2/en

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/22Other features of pulping processes
    • D21C3/222Use of compounds accelerating the pulping processes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • D21C1/04Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with acid reacting compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/02Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/147Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: textiles, paper.
SUBSTANCE: at the stage a) processing of cellulosic fibrous material is carried out with sulfur-free carbonate solution to obtain pre-treated cellulosic material, and at the end of a) with the solution having a ph of 7 to 9.1. At stage b) processing of pretreated cellulosic material is carried out with pulping chemical for a sufficient time and at a sufficient temperature to obtain a cellulosic pulp. Moreover, at least at one stage the cellulosic fibrous material is processed with anthraquinone.
EFFECT: method enables to reduce the amount of pulping chemical spent for pulping process during the required treatment.
50 cl, 5 dwg, 6 tbl

Description

ОписаниеDescription

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу технологической обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала, например древесной щепы, посредством карбонатной предварительной обработки перед началом варки целлюлозного материала с варочным химикатом в присутствии антрахинона (AQ).The present invention relates to a method for the technological processing of pulverized cellulosic fibrous material, for example wood chips, by carbonate pretreatment before starting to cook the cellulosic material with the cooking chemical in the presence of anthraquinone (AQ).

Уровень техники изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

В области техники химической варки целлюлозный материал, такой как древесная щепа, подвергается технологической обработке варочными химикатами с получением целлюлозы для использования в производстве бумаги и других продуктов. В этой области техники хорошо известно применение каустической соды (которая представляет собой гидроксид натрия [NaOH] в качестве варочного химиката), называемое содовой варкой, в котлах как для периодической, так и для непрерывной варки целлюлозы. Существует много преимуществ содовой варки, включая возможность повышения проектируемого давления регенерационного котла для повышения его производительности и для исключения присутствия серы в процессе. Среди других полезных эффектов исключение присутствия серы в процессе варки позволяет применять черный щелок газификационных систем. Использование газификационного черного щелока приводит в результате к увеличению мощности выработки, которая многократно превышает мощность выработки, основанной на применении серосодержащей системы.In the field of chemical cooking technology, cellulosic material, such as wood chips, is processed by cooking chemicals to produce cellulose for use in the manufacture of paper and other products. The use of caustic soda (which is sodium hydroxide [NaOH] as a cooking chemical), called soda cooking, in boilers for both batch and continuous pulping is well known in the art. There are many advantages of soda boiling, including the possibility of increasing the design pressure of the recovery boiler to increase its productivity and to eliminate the presence of sulfur in the process. Among other beneficial effects, eliminating the presence of sulfur during cooking allows the use of black liquor in gasification systems. The use of gasification black liquor results in an increase in production capacity, which is many times higher than the production capacity based on the use of a sulfur-containing system.

Один из недостатков содовой варки заключается в низком выходе целлюлозы (как для древесины мягких пород, так и для древесины твердых пород), по сравнению с выходом, достигаемым с помощью крафт-варки, которая представляет собой варку, с использованием гидроксида натрия (NaOH) и сульфида натрия (Na2S) в качестве варочных химикатов. Однако добавление антрахинона (AQ) к содовой варке, как было показано, увеличивает выход целлюлозы и таким образом делает выход целлюлозы сравнимым с выходом при крафт-варке. Однако, даже при добавлении AQ, целлюлоза после процесса содовой варки характеризуется более слабыми прочностными свойствами и недостаточной белизной по сравнению с крафт-варкой.One of the drawbacks of soda cooking is the low yield of cellulose (both for softwood and hardwood), compared with the yield achieved using kraft cooking, which is cooking using sodium hydroxide (NaOH) and sodium sulfide (Na 2 S) as cooking chemicals. However, the addition of anthraquinone (AQ) to soda cooking has been shown to increase the yield of cellulose and thus make the yield of cellulose comparable to that of kraft cooking. However, even with the addition of AQ, the pulp after the soda cooking process is characterized by weaker strength properties and insufficient whiteness compared to kraft cooking.

Однако недостатки также присущи для содовой антрахиноновой (SAQ) варки по сравнению с крафт-варкой. В качестве примера, SAQ варка требует повышенных количеств NaOH и гораздо труднее отбелить целлюлозу, полученную в результате процесса SAQ варки. Например, затрачивается больше NaOH, больше требуется рекаустификации. Как известно из области техники, при рекаустификации карбонатом натрия для регенерации NaOH протекают процессы, как указанные в нижеприведенных уравнениях 1 и 2:However, disadvantages are also inherent for soda anthraquinone (SAQ) cooking compared to kraft cooking. As an example, SAQ cooking requires higher amounts of NaOH and it is much more difficult to bleach the pulp obtained from the SAQ cooking process. For example, more NaOH is spent, more recustification is required. As is known from the technical field, during recaustification with sodium carbonate for the regeneration of NaOH, processes proceed as indicated in equations 1 and 2 below:

Na2CO3 + CaO + H2O → 2NaOH + CaCO3 [1]Na 2 CO 3 + CaO + H 2 O → 2NaOH + CaCO 3 [1]

CaCO3 → CaO + CO2 [2]CaCO 3 → CaO + CO 2 [2]

Объем NaOH, затрачиваемый на тонну древесины для получения целлюлозы, больше в случае SAQ варки по сравнению с объемом NaOH, затрачиваемым для крафт-варки. Этот больший объем NaOH, затрачиваемый в SAQ варке, необходим для компенсации присутствующего в крафт-варке сульфида натрия, который не присутствует в SAQ варке. Как известно из области техники, сульфид натрия (Na2S), присутствующий в крафт-варке, гидролизуется до NaSH и NaOH, и таким образом воздействует на варку целлюлозного материала в процессе протекания крафт-варки. Объем NaOH, затрачиваемый в содовой AQ варке, составляет на, приблизительно, от 20% до 40% больше, чем при крафт-варке. Более высокая затрата NaOH в результате приводит к более высоким энергетическим затратам на превращение, или каустирование, карбоната натрия (Na2CO3) из регенерационного котла в NaOH, используемого в автоклаве, и на других участках технологической линии получения волокна.The volume of NaOH spent per ton of wood to produce pulp is greater in the case of SAQ cooking compared to the volume of NaOH spent for kraft cooking. This larger amount of NaOH spent in SAQ cooking is necessary to compensate for the sodium sulfide present in kraft cooking that is not present in SAQ cooking. As is known in the art, the sodium sulfide (Na 2 S) present in kraft cooking is hydrolyzed to NaSH and NaOH, and thus affects the pulping of the cellulosic material during the course of the kraft cooking. The amount of NaOH spent in AQ soda cooking is approximately 20% to 40% more than in kraft cooking. The higher consumption of NaOH as a result leads to higher energy costs for the conversion, or causticization, of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) from the recovery boiler to NaOH used in the autoclave, and in other parts of the fiber production line.

В качестве примера, когда активная щелочь (AA = NaOH + Na2S, из расчета на Na2O) с 16,0% Na2O и 30% сульфидности, используется для крафт-варки целлюлозы, 11,2% AA исходит от NaOH и 4,8% AA исходит от Na2S. В регенерации при крафт-варке, когда вся сера регенерирована в виде Na2S, рекаустификация потребуется для превращения в NaOH, для того чтобы заданные 11,2% Na2O обеспечить для новой древесной щепы. SAQ варка древесины твердых пород требует приблизительно такое же эффективное количество щелочи (EA = NaOH + ½ Na2S, из расчета на Na2O), как и крафт-варка целлюлозы. В вышеприведенном примере крафт-варки целлюлозы EA составляло 13,6% Na2O, и такое же количество щелочи требуется для SAQ варки целлюлозы, но все оно обычно поступает в виде NaOH.As an example, when active alkali (AA = NaOH + Na 2 S, based on Na 2 O) with 16.0% Na 2 O and 30% sulfide, is used for kraft pulping, 11.2% AA comes from NaOH and 4.8% AA comes from Na 2 S. In regeneration during kraft cooking, when all sulfur is regenerated as Na 2 S, recaustification will be required for conversion to NaOH in order to provide the specified 11.2% Na 2 O for new wood chips. SAQ hardwood cooking requires approximately the same effective amount of alkali (EA = NaOH + ½ Na 2 S, based on Na 2 O), as well as kraft pulping. In the above example of Kraft pulping, EA was 13.6% Na 2 O, and the same amount of alkali is required for SAQ pulping, but all of it usually comes in the form of NaOH.

Кроме того, хорошо известно, что гемицеллюлозы быстро растворяются при содовой, крафт и SAQ варке, и что значительная часть применяемой NaOH расходуется на деградацию гемицеллюлоз до продуктов с низкомолекулярной массой (MW). Эти низкомолекулярные MW органические вещества трудно вернуть обратно из варочного стока, именуемого в области техники как "черный щелок," и они не имеют высоких значений теплотворной способности. Также известно, что зеленый щелок из содорегенерационного агрегата преимущественно представляет собой Na2CO3 в случае использования SAQ процесса.In addition, it is well known that hemicelluloses quickly dissolve in soda, kraft and SAQ cooking, and that a significant portion of the NaOH used is spent on the degradation of hemicelluloses to products with low molecular weight (MW). These low molecular weight MW organic substances are difficult to recover from the cooking stream referred to in the art as “black liquor,” and they do not have high calorific values. It is also known that the green liquor from the soda recovery unit is predominantly Na 2 CO 3 when using the SAQ process.

Было показано, что целлюлозы из древесных материалов твердых пород, переработанных с использованием способов варки Lo-Solids® Cooking methods (как описано в патентах США 5,489,363; 5,536,366; 5,547,012; 5,620,562; 5,662,775; 5,824,188; 5,849,150; 5,849,151; 6,086,712; 6,132,556; 6,159,337; 6,280,568; 6,346,167, которые включены в качестве ссылок в этот документ целиком и полностью) и соды-AQ (SAQ) в качестве варочных химикатов, приводят в результате к получению целлюлозы с лучшими прочностными свойствами, по сравнению с целлюлозой, полученной обычной крафт-варкой. Кроме того, целлюлоза полученная из древесных материалов твердых пород, переработанных с использованием способа варки Lo-Solids® Cooking method с содой-AQ в качестве варочного химиката, может получаться с лучшей конечной степенью белизны, чем при обычной содовой-AQ варке, но не такой светлой как целлюлоза, полученная посредством крафт-варки. Несмотря на то, что расход отбеливающего химиката при Lo-Solids содовой-AQ варке больше, чем при обычной содовой-AQ варке, для достижения конечной степени белизны целлюлоза все еще нуждается в большем количестве отбеливающих химикатов, чем целлюлоза, полученная крафт-варкой.It has been shown that cellulose from hardwood materials processed using the cooking methods of Lo-Solids® Cooking methods (as described in US Pat. 6,280,568; 6,346,167, which are incorporated by reference in their entirety) and Soda-AQ (SAQ) as cooking chemicals, result in cellulose with better strength properties compared to cellulose obtained by conventional kraft cooking. In addition, cellulose obtained from hardwood materials processed using the Lo-Solids® Cooking method with soda-AQ as a cooking chemical can be obtained with a better final brightness than conventional soda-AQ, but not light as kraft pulp. Despite the fact that the consumption of the bleaching chemical during Lo-Solids soda-AQ cooking is greater than with conventional soda-AQ cooking, to achieve a final degree of whiteness, cellulose still needs more bleaching chemicals than cellulose obtained by kraft cooking.

По этой и другим причинам, крафт-варка (и ее многочисленные связанные с серой проблемы) представляет собой широкораспространенный варочный процесс в промышленности. Однако заявители установили, что посредством предварительной обработки целлюлозного материала с помощью по существу свободного от серы (<1 г/л общее содержание серы) карбонатного раствора и затем осуществлением SAQ недостатки SAQ варки могут быть преодолены.For this and other reasons, kraft cooking (and its many sulfur-related problems) is a widespread cooking process in industry. However, applicants have found that by pretreating the cellulosic material with a substantially sulfur free (<1 g / L total sulfur content) carbonate solution and then performing SAQ, the disadvantages of SAQ cooking can be overcome.

Патент США № 1887241 (включенный полностью в качестве ссылки в этот документ) обсуждает предварительную обработку, также определяя ее как предварительную варку, целлюлозного материала карбонатом натрия, за которой следует обработка полученного в результате материала либо содовой варкой, либо крафт-варкой. В процессе, раскрытом в '241 петенте, древесная щепа, которая обработана водяным паром, может претерпевать стадию такой карбонатной предварительной обработки при температуре, приблизительно 330 градусов по Фаренгейту, что составляет приблизительно 165 градусов по Цельсию (C). В соответствии с '241 патентом, стадия предварительной обработки, использующая карбонат натрия, снижает количество требующегося NaOH. В качестве примера, как раскрыто в патенте США № 1887241, количество используемого карбоната натрия составляет 10% от количества древесины, вместе с 15% NaOH, в сравнении с, приблизительно, 25% NaOH, добавляемыми при обычной содовой варке. Хотя предварительная обработка карбонатом натрия при, приблизительно, 165 градусах C раскрыта в вышеуказанном патенте, высокотемпературная обработка, раскрытая в '241 патенте (опубликован в 1932), в силу различных причин не стала широкораспространеной в целлюлозоварочной промышленности, и обычно на практике в настоящее время она не используется. Обработка, раскрытая в '241 патенте, к тому же не включает применение антрахинона на какой-либо стадии технологической переработки.US Pat. No. 1,887,241 (incorporated by reference in its entirety) discusses pretreatment, also defining it as pretreatment of cellulosic material with sodium carbonate, followed by treatment of the resulting material with either soda boiling or kraft boiling. In the process disclosed in '241 petente, wood chips that are steam-treated can undergo such a carbonate pretreatment step at a temperature of approximately 330 degrees Fahrenheit, which is approximately 165 degrees Celsius (C). According to the '241 patent, a pre-treatment step using sodium carbonate reduces the amount of NaOH required. By way of example, as disclosed in US Pat. No. 1,887,241, the amount of sodium carbonate used is 10% of the amount of wood, together with 15% NaOH, compared to about 25% NaOH added in conventional soda cooking. Although pretreatment with sodium carbonate at approximately 165 degrees C is disclosed in the above patent, the high temperature treatment disclosed in the '241 patent (published in 1932), for various reasons, has not become widespread in the pulp and paper industry, and it is usually in practice at present not used. The treatment disclosed in the '241 patent also does not include the use of anthraquinone at any stage of the processing.

Последние достижения в целлюлозоварочной промышленности включают способы удаления диоксида кремния из целлюлозного материала путем использования раствора, содержащего карбонат натрия. (См. Заявку США №: 2006/0225852, включенную полностью в этот документ в качестве ссылки). Способы, раскрытые в 0225852 заявке, связаны с почти 100% удалением оксида кремния, содержащегося в целлюлозном материале, такое удаление осуществляют перед технологической обработкой волокнистого материала с использованием обычных способов.Recent advances in the pulp and paper industry include methods for removing silica from cellulosic material by using a solution containing sodium carbonate. (See US Application No. 2006/0225852, incorporated herein by reference in its entirety). The methods disclosed in 0225852 application, associated with almost 100% removal of silicon oxide contained in the cellulosic material, such removal is carried out before processing the fibrous material using conventional methods.

Аспекты настоящего изобретения предоставляют способ технологической обработки целлюлозного материала, который преодолевает недостатки и погрешности способов существующего в настоящее время уровня техники. Например, некоторые аспекты настоящего изобретения предоставляют подход для минимизации или исключения присутствия серы на целлюлозном заводе, в то же время производящем коммерчески конкурентный продукт - долговечный, но удовлетворение потребности в котором не решено целлюлозной промышленностью.Aspects of the present invention provide a method for the technological processing of cellulosic material that overcomes the disadvantages and errors of the methods of the current state of the art. For example, some aspects of the present invention provide an approach to minimize or eliminate the presence of sulfur in a pulp mill, while at the same time producing a commercially competitive product — long-lasting but not yet met by the pulp industry.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение в его многочисленных аспектах относится к предварительной обработке целлюлозного материала карбонатным раствором, таким как по существу свободный от серы (<1 г/л общее содержание серы) карбонат натрия (Na2CO3), далее следует варка предварительно обработанного целлюлозного материала в присутствии варочного химиката, такого как, только единственный гидроксид натрия (что представляет собой "содовый" процесс), но также гидроксид натрия и сульфид натрия (что представляет собой "крафт" процесс), или комбинация содового и крафт-процессов, и кроме того, по крайней мере, с неким антрахиноном, т.е. антрахиноном или замещенным антрахиноном, таким как 2-метилантрахиноном. AQ может добавляться в любой момент протекания процесса. В качестве примера, AQ может добавляться на стадии предварительной обработки, на стадии варки, или даже и на стадии предварительной обработки, и на стадии варки, как до так и после каждой стадии. (Добавление AQ на стадии варки может быть осуществлено как описано в патенте США 6569289, включенном в этот документ в качестве ссылки целиком и полностью).The present invention, in its many aspects, relates to the pretreatment of cellulosic material with a carbonate solution, such as essentially sulfur free (<1 g / l total sulfur content) sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), followed by cooking the pretreated cellulosic material in the presence of a cooking chemical, such as only a single sodium hydroxide (which is a “soda” process), but also sodium hydroxide and sodium sulfide (which is a “craft” process), or a combination of soda and cr aft processes, and in addition, at least with some kind of anthraquinone, i.e. anthraquinone or substituted anthraquinone, such as 2-methylanthraquinone. AQ can be added at any time during the process. As an example, AQ can be added at the pre-treatment stage, at the cooking stage, or even at the pre-processing stage, and at the cooking stage, both before and after each stage. (Addition of AQ in the cooking step may be carried out as described in US Pat. No. 6,569,289, incorporated herein by reference in its entirety).

Один из аспектов изобретения представляет собой способ обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала в соответствии с: a) обработкой волокнистого целлюлозного материала карбонатсодержащим раствором, таким как по существу свободный от серы карбонатсодержащий раствор, с получением предварительно обработанного целлюлозного материала; b) обработкой предварительно обработанного целлюлозного материала варочным химикатом в течение достаточного времени и при достаточной температуре с получением целлюлозной массы, для которого, по крайней мере, в одном из a) и b), целлюлозный волокнистый материал обрабатывается, по крайней мере, неким антрахиноном. В этом способе, целлюлозный волокнистый материал может быть обработан антрахиноном по стадиям a), b), или как и по a) и по b). В одном аспекте, карбонатсодержащий раствор может включать в себя раствор, содержащий карбонат натрия. В другом вспекте, варочный химикат может включать в себя гидроксид натрия. Более того, активный варочный химикат может состоять, главным образом, из гидроксида натрия.One aspect of the invention is a method for treating pulverized cellulosic fibrous material in accordance with: a) treating the fibrous cellulosic material with a carbonate-containing solution, such as a substantially sulfur-free carbonate-containing solution, to obtain a pre-treated cellulosic material; b) treating the pre-treated cellulosic material with a cooking chemical for a sufficient time and at a sufficient temperature to obtain a pulp for which, in at least one of a) and b), the cellulosic fibrous material is treated with at least some anthraquinone. In this method, the cellulosic fibrous material can be treated with anthraquinone in steps a), b), or as in a) and b). In one aspect, the carbonate-containing solution may include a solution containing sodium carbonate. In another aspect, the cooking chemical may include sodium hydroxide. Moreover, the active cooking chemical may consist mainly of sodium hydroxide.

Один аспект вышеуказанного способа включает дополнительные стадии перед стадией a), измельченный волокнистый материал может быть c) обработан кислотным раствором, и после c), d) может осуществляться извлечение, по крайней мере, некоторого количества кислотного раствора из целлюлозного волокнистого материала.One aspect of the above process involves additional steps before step a), the pulped fibrous material can be c) treated with an acid solution, and after c), d) at least some acid solution can be recovered from the cellulosic fibrous material.

В другом аспекте, способ позволяет получать целлюлозную массу, имеющую низкий процент забракованных отходов и высокий процент выхода отсортированной целлюлозы, в сравнении с целлюлозной массой, произведенной без практического осуществления стадии a).In another aspect, the method allows to obtain a pulp having a low percentage of rejected waste and a high percentage yield of sorted pulp, in comparison with the pulp produced without the practical implementation of stage a).

Один аспект изобретения может дополнительно включать обработку типа кислородной делигнификации, а также, по крайней мере, одну стадию отбеливания, где способ позволяет получить целлюлозную массу, имеющую степень белизны более чем 88% (Elrepho). Когда предусмотрена обработка по типу кислородной делигнификации, способ позволяет производить целлюлозу, имеющую низкое перманганатное число после обработки по типу кислородной делигнификации при предопределенном выходе отсортированной целлюлозы в сравнении с целлюлозой, полученной без практического осуществления a). Как известно из уровня техники, перманганатное число используется для того, чтобы охарактеризовать степень делигнификации. Оно относится к величине эффективной перманганатной пробы для технической целлюлозы, которая скорректирована на 50%-ный расход химиката. Перманганатное число имеет преимущественно линейное соотношение с содержанием лигнина в широком интервале значений, например, Перманганатное число x 0,15% = % лигнина в технической целлюлозе.One aspect of the invention may further include an oxygen delignification type treatment, as well as at least one bleaching step, wherein the method provides a pulp having a whiteness of more than 88% (Elrepho). When an oxygen delignification type treatment is provided, the method allows the production of cellulose having a low permanganate number after the oxygen delignification type treatment with a predetermined yield of sorted cellulose compared to cellulose obtained without practical implementation a). As is known in the art, permanganate number is used to characterize the degree of delignification. It refers to the effective permanganate sample for technical pulp, which is adjusted for a 50% chemical consumption. The permanganate number has a predominantly linear relationship with the lignin content in a wide range of values, for example, the Permanganate number x 0.15% =% lignin in technical cellulose.

Дополнительный аспект настоящего изобретения относится к способу обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала посредством обработки целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором с получением предварительно обработанного целлюлозного материала, обработки предварительно обработанного целлюлозного материала варочным химикатом в течение достаточного времени и при достаточной температуре с получением целлюлозной массы и жидкого щелока, содержащего отработанный варочный химикат, обработки жидкого щелока, содержащего отработанный варочный химикат, с получением карбонатсодержащего раствора из отработанного варочного химиката, и использования карбонатсодержащего раствора, полученного из отработанного варочного химиката, в качестве карбонатсодержащего раствора на стадии a) вышеописанного способа.An additional aspect of the present invention relates to a method for treating pulverized cellulosic fibrous material by treating cellulosic fibrous material with a carbonate-containing solution to obtain pretreated cellulosic material, treating the pretreated cellulosic material with a cooking chemical for a sufficient time and at a sufficient temperature to obtain pulp and liquid liquor containing waste cooking chemical, liquid processing a liquor comprising spent cooking chemicals to produce carbonate-containing solution from the spent cooking chemical, and the use of the carbonate solution obtained from the spent cooking chemical, as a carbonate-containing solution in step a) above method.

Следующий аспект изобретения включает способ обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала, включающий в себя a) обработку целлюлозного волокнистого материала раствором кислоты b) обработку целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором с получением предварительно обработанного целлюлозного материала, и c) обработку предварительно обработанного целлюлозного материала серосодержащим варочным химикатом в течение достаточного времени и при достаточной температуре с получением целлюлозной массы, при которой, по крайней мере в одной из стадий b) и c), целлюлозный волокнистый материал обрабатывается антрахиноном. Серосодержащий варочный химикат обычно может содержать гидроксид натрия и сульфид натрия.A further aspect of the invention includes a method for treating pulverized cellulosic fibrous material comprising a) treating the cellulosic fibrous material with an acid solution b) treating the cellulosic fibrous material with a carbonate solution to obtain a pretreated cellulosic material, and c) treating the pretreated cellulosic material with a sulfur-containing cooking chemical for sufficient time and at a sufficient temperature to obtain pulp, at which, in at least one of stages b) and c), the cellulosic fibrous material is treated with anthraquinone. Sulfur-containing cooking chemicals can usually contain sodium hydroxide and sodium sulfide.

И еще следующий аспект изобретения включает в себя целлюлозную массу, полученную посредством одного из вышеприведенных способов, в котором выход целлюлозной массы больше, чем полученный в известных из уровня техники способах. Эти и другие аспекты и преимущества изобретения могут быть более полно поняты в свете рассмотрения нижеприведенных описаний чертежей.And another aspect of the invention includes pulp obtained by one of the above methods, in which the yield of pulp is greater than that obtained in methods known from the prior art. These and other aspects and advantages of the invention may be more fully understood in light of the discussion of the following description of the drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Настоящее изобретение будет лучше понято из подробного описания, данного в этом документе ниже, и из сопроводительных чертежей, которые даны только как иллюстрация, и не ограничивают настоящее изобретение, где:The present invention will be better understood from the detailed description given in this document below, and from the accompanying drawings, which are given only as an illustration, and do not limit the present invention, where:

Фигура 1 представляет собой схематическое изображение диаграммы варочного процесса в соответствии с аспектами настоящего изобретения.Figure 1 is a schematic diagram of a cooking process in accordance with aspects of the present invention.

Фигура 2 представляет собой схематическую иллюстрацию системы химической регенерации, которая может быть использована в аспектах изобретения.Figure 2 is a schematic illustration of a chemical regeneration system that can be used in aspects of the invention.

Фигура 3 представляет собой график, сравнивающий выход отсортированной целлюлозы в соответствии с аспектами настоящего изобретения, с выходом целлюлозы, полученной в соответствии с известным в настоящее время уровнем техники.Figure 3 is a graph comparing the yield of sorted cellulose in accordance with aspects of the present invention, with the yield of cellulose obtained in accordance with the currently known prior art.

Фигура 4 представляет собой график, сравнивающий величины коэффициента рассеивания света целлюлозной массы, полученной в соответствии с аспектами настоящего изобретения и целлюлозной массы, полученной в соответствии с известным в настоящее время уровнем техники.Figure 4 is a graph comparing the values of the light scattering coefficient of a pulp obtained in accordance with aspects of the present invention and a pulp obtained in accordance with the prior art.

Фигура 5 представляет собой схематическую иллюстрацию катализа реакций лигнина и карбогидрата антрахиноном, что усилено аспектами изобретения.Figure 5 is a schematic illustration of the catalysis of the reactions of lignin and carbohydrate with anthraquinone, which is enhanced by aspects of the invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Заявители установили, что посредством обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала, такого как древесная щепа, в первую стадию предварительной обработки карбонатным соединением, например, по существу свободным от содержания серы карбонатом натрия, и затем во вторую стадию варки, например, содовой варки в присутствии антрахинона (AQ используется для условного обозначения каких-либо антрахинонов), - улучшенная целлюлозная масса может быть получена. Улучшенная целлюлозная масса также получается если целлюлозная масса подвергается кислотной обработке, перед первой стадией предварительной обработки, затем следует крафт-варка в присутствии антрахинона. Например, полученная целлюлозная масса может характеризоваться повышением выхода целлюлозной массы, повышенной отбеленностью, увеличенной прочностью, низкими количествами забракованных отходов в числе других полезных свойств.Applicants have found that by treating pulverized cellulosic fibrous material, such as wood chips, in a first pretreatment step with a carbonate compound, for example substantially free of sulfur content of sodium carbonate, and then into a second cooking step, for example, soda cooking in the presence of anthraquinone ( AQ is used to refer to any anthraquinones), an improved pulp can be obtained. Improved pulp is also obtained if the pulp is subjected to acid treatment, before the first pretreatment step, then kraft cooking in the presence of anthraquinone follows. For example, the resulting pulp can be characterized by an increase in the yield of pulp, increased bleaching, increased strength, low amounts of rejected waste, among other useful properties.

Кроме того, обработкой древесной щепы раствором, содержащим карбонат, перед обработкой древесной щепы варочным химикатом, можно снизить количество варочного химиката, расходуемого для варочного процесса при требуемой обработке. Это усовершенствование может иметь значительное воздействие на попытку снизить или исключить долю серосодержащих варочных химикатов, что особо касается сульфида натрия (Na2S). Как отмечено выше, безсерные варочные технологические процессы, такие как содовый процесс и SAQ процесс, получили ограниченное применение в промышленности из-за относительно невысокого качества производимой технической целлюлозной массы в сравнении с серосодержащим крафт-процессом. Кроме того, обычно для содового и SAQ технологических процессов требуется большее количество варочного химиката, такого как гидроксид натрия (NaOH), в сравнении с крафт-процессом. Как будет обсуждаться ниже, аспекты настоящего изобретения не только преодолевают эти ограничения, но позволяют получать экономически конкурентоспособную целлюлозу.In addition, by treating the wood chips with a carbonate-containing solution before processing the wood chips with a cooking chemical, the amount of cooking chemical used for the cooking process in the desired processing can be reduced. This improvement can have a significant impact on trying to reduce or eliminate the proportion of sulfur-containing cooking chemicals, which is especially true for sodium sulfide (Na 2 S). As noted above, sulfur-free cooking processes, such as the soda process and the SAQ process, have received limited use in industry due to the relatively low quality of the produced technical pulp in comparison with the sulfur-containing kraft process. In addition, soda and SAQ processes typically require a larger amount of cooking chemical, such as sodium hydroxide (NaOH), compared to the kraft process. As will be discussed below, aspects of the present invention not only overcome these limitations, but also provide economically competitive pulp.

Дополнительный аспект настоящего изобретения связан со способом обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала, включающим: обработку целлюлозного волокнистого материала по существу свободным от серы карбонатсодержащим раствором с получением предварительно обработанного целлюлозного материала, обработку предварительно обработанного целлюлозного материала варочным химикатом, таким как щелочной варочный химикат, в течение достаточного времени при достаточной температуре, с получением целлюлозной массы и жидкого щелока, содержащего отработанный варочный химикат, обработку жидкого щелока, содержащего отработанный варочный химикат с получением карбонатсодержащего раствора из отработанного варочного химиката, и применение карбонатсодержащего раствора, полученного из отработанного варочного химиката, в качестве карбонатсодержащего раствора на стадии a), как описано выше в абзаце 16. Карбонатсодержащие растворы могут содержать карбонат натрия, включающий в себя от, приблизительно, 1% до, приблизительно, 12% карбоната натрия, так же как гранулят Na2O. Вышеуказанный способ может также включать обработку типа кислородной делигнификации.An additional aspect of the present invention relates to a method for treating pulverized cellulosic fibrous material, comprising: treating the cellulosic fibrous material with a substantially sulfur-free carbonate-containing solution to obtain a pretreated cellulosic material, treating the pretreated cellulosic material with a cooking chemical, such as an alkaline cooking chemical, for sufficient time at a sufficient temperature to obtain pulp and liquid slurry an eye containing the spent cooking chemical, treating the liquid liquor containing the spent cooking chemical to obtain a carbonate-containing solution from the spent cooking chemical, and using the carbonate-containing solution obtained from the spent cooking chemical as a carbonate-containing solution in step a) as described in paragraph 16 above. . carbonate-containing solution may contain sodium carbonate comprising from about 1% to about 12% sodium carbonate, as Na 2 O. granulate Your said method may also include processing, such as oxygen delignification.

В одном аспекте, обработка жидкого щелока, содержащего отработанный варочный химикат, включает концентрирование жидкого щелока, достаточное для обеспечения озоления, сжигание концентрированного жидкого щелока с получением содержащего карбонат расплава, и введением жидкого щелока в расплав для обеспечения получения карбонатсодержащего раствора из отработанного варочного химиката.In one aspect, treating the liquid liquor containing the spent cooking liquor comprises concentrating enough liquid liquor to provide ashing, burning the concentrated liquid liquor to form a carbonate-containing melt, and introducing the liquid liquor into the melt to provide a carbonate-containing solution from the spent cooking chemical.

Следующий аспект изобретения включает способ обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала , включающий в себя a) обработку целлюлозного волокнистого материала кислотным раствором, b) обработку целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором, таким, как раствор карбоната натрия, с получением предварительно обработанного целлюлозного материала и c) обработку предварительно обработанного целлюлозного материала варочным химикатом в течение достоточного времени при достаточной температуре с получением целлюлозной массы, в котором, по крайней мере, в одной из стадий, b) и c), целлюлозный волокнистый материал обрабатывается антрахиноном.A further aspect of the invention includes a method for processing ground pulp fiber material, comprising a) treating the pulp fiber material with an acid solution, b) treating the pulp fiber material with a carbonate-containing solution, such as a sodium carbonate solution, to obtain a pre-treated cellulosic material, and c) pre-treating treated cellulosic material with a cooking chemical for a sufficient time at a sufficient temperature to obtain pulp, in which, at least in one of the stages b) and c), the cellulosic fibrous material is treated with anthraquinone.

С использованием процессов и способов в соответствии с аспектами изобретения, были найдены несколько поразительных результатов из лабораторных испытаний. Эти усовершенствования включают: снижение Н-фактора на стадии варки, которое оказалось более существенным, чем ожидалось (общий Н-фактор первой стадии обработки плюс Н-фактор варки меньше, чем Н-фактор в отсутствии первой стадии обработки карбонатом при таком же перманганатном числе; это показано в нижеприведенных Таблицах 2 и 3; возрастание выхода целлюлозной массы; увеличенная отбеленность; повышенная прочность; меньше забракованных отходов). Как известно из уровня техники и с целью этого применения, Н-фактор имеет отношение к способу представления времени варки и температуры как зависимости с одной переменной для делигнификации.Using processes and methods in accordance with aspects of the invention, several striking laboratory test results have been found. These improvements include: a decrease in the H-factor at the cooking stage, which turned out to be more significant than expected (the total H-factor of the first processing stage plus the H cooking factor is less than the H-factor in the absence of the first carbonate treatment stage with the same permanganate number; this is shown in Tables 2 and 3 below; increased pulp yield; increased bleaching; increased strength; less rejected waste). As is known from the prior art and for the purpose of this application, the H-factor is related to the way of representing cooking time and temperature as a dependence with one variable for delignification.

Фигура 1 представляет собой схематичное изображение диаграммы процесса варки целлюлозы 10, для которого применяются аспекты настоящего изобретения, в котором измельченный целлюлозный волокнистый материал 12, например древесная щепа, обрабатывается на стадии предварительной обработки 14 и подвергается варке или осуществляется варка целлюлозы 16. Среднему специалисту в данной области техники понятно, что хотя термин "древесная щепа" применяется для упрощения обсуждения изобретения, аспекты изобретения не ограничиваются обработкой древесной щепы, но могут использоваться для обработки любой формы измельченного целлюлозного волокнистого материала, включая, но не ограничиваясь только ими, щепу твердых древесных пород, щепу мягких древесных пород, древесные опилки, вторичное волокно, вторичную бумагу, отходы сельскохозяйственного производства, такие как жмых, и другой волокнистый целлюлозный материал.Figure 1 is a schematic diagram of a pulping process 10 for which aspects of the present invention are applied in which the pulped pulp fiber material 12, for example wood chips, is processed in a pre-treatment step 14 and cooked or pulped is cooked 16. The average person skilled in the art It is understood that although the term “wood chips” is used to facilitate discussion of the invention, aspects of the invention are not limited to wood processing. wood chips, but can be used to process any form of crushed cellulosic fibrous material, including, but not limited to, hardwood chips, softwood chips, sawdust, recycled fiber, recycled paper, agricultural waste such as cake, and other fibrous cellulosic material.

Как это обычно бывает в данной области техники, перед загрузкой в процесс 10 древесная щепа 12, как правило, может быть доведена до кондиционного состояния обработкой, например обработана водяным паром для увлажнения древесной щепы, проведена термическая обработка древесной щепы и удалено максимально возможное количество воздуха и других газов для увеличения глубины проникновения растворов для обработки. Обработка водяным паром древесной щепы 12 практически может осуществляться, например, в горизонтальной пропарочной камере или в Diamondback® пропарочной камере, обе поставляются компанией Andritz Inc. of Glens Falls, NY, перед обработкой. В соответствии с аспектами изобретения, на стадии карбонатной обработки 14 (также называемой как c-стадия, стадия предварительной обработки, первая стадия), древесная щепа 12 обрабатывается карбонатсодержащим раствором 13, как правило, раствором карбоната натрия, хотя и растворы карбоната калия и карбоната магния могут также применяться. В одном аспекте изобретения, этот карбонатсодержащий раствор может быть по существу свободным от серы. Специалист в данной области техники примет во внимание, что такое отсутствие серы может не означать, что в карбонатном растворе совсем нет серы в абсолютном значении, но означает то, что раствор "по существу" свободен от серы. После обработки на первой стадии 14, древесная щепа 12 затем подвергается обработке во второй или в варочной стадии 16, это стадия варки с варочным химикатом 20 в течение достаточного времени и при достаточной температуре, с получением технической целлюлозной массы 18. Целлюлозная масса 18 обычно может быть направлена на дальнейшую обработку, например на промывку водой, отбеливание или сортировку в числе других общепринятых стандартных обработок. Карбонатсодержащий раствор 13 может быть получен из различных источников, включая, но не ограничиваясь только ими, коммерчески доступный карбонат и карбонат, извлеченный из смежного процесса, из такого как цикл химической регенерации (например, как показано и обсуждается в связи с нижеприведенной Фигурой 2).As is usually the case in the art, before loading into the process 10, the wood chips 12 can usually be brought to a conditioning state by treatment, for example, treated with water vapor to moisten the wood chips, the wood chips are heat treated, and as much air as possible is removed and other gases to increase the depth of penetration of the solutions for processing. The steam treatment of wood chips 12 can in practice be carried out, for example, in a horizontal steaming chamber or in a Diamondback® steaming chamber, both supplied by Andritz Inc. of Glens Falls, NY, before processing. In accordance with aspects of the invention, in the carbonate treatment stage 14 (also referred to as the c-stage, pre-treatment stage, first stage), the wood chips 12 are treated with a carbonate-containing solution 13, typically a sodium carbonate solution, although solutions of potassium carbonate and magnesium carbonate may also apply. In one aspect of the invention, this carbonate-containing solution may be substantially free of sulfur. One of ordinary skill in the art will appreciate that such a lack of sulfur may not mean that there is absolutely no sulfur in the carbonate solution in absolute terms, but that the solution is “substantially” sulfur free. After processing in the first stage 14, the wood chips 12 are then processed in the second or cooking stage 16, this is the cooking stage with the cooking chemical 20 for a sufficient time and at a sufficient temperature, to obtain technical pulp 18. Pulp 18 can usually be It is aimed at further processing, for example, washing with water, bleaching or sorting, among other generally accepted standard treatments. The carbonate-containing solution 13 can be obtained from various sources, including, but not limited to, commercially available carbonate and carbonate extracted from an adjacent process, such as a chemical regeneration cycle (for example, as shown and discussed in connection with Figure 2 below).

В соответствии с аспектами настоящего изобретения карбонатсодержащий раствор 13 может иметь концентрацию карбоната от, приблизительно, 1% до, приблизительно, 12% (выражаемую в пересчете на Na2O) из расчета на древесину. Например, карбонатсодержащий раствор может иметь концентрацию от, приблизительно, 2% до, приблизительно, 9% из расчета Na2O на древесину. Карбонатсодержащий раствор может быть, как правило, предоставлен в виде водного раствора, представляющего собой такой как раствор карбоната в воде, однако же и другие соединения могут присутствовать. Средний специалист в данной области техники понимает использование термина "приблизительно" при описании процентного содержания карбоната и примет во внимание, что трудно осуществить абсолютные измерения, и использование термина "приблизительно" при описании процентного содержания карбоната является распространенным в области техники. Один кг/моль Na2COs (106 кг) эквивалентен одному кг/молю Na2O (62 кг). Другие карбонаты, такие как карбонаты калия и магния, могут добавляться в пересчете на молярный эквивалент Na2O. Карбонатная обработка 14, как правило, на практике осуществляется при температуре более 100 градусов C, например в интервале между, приблизительно, 120 градусами C и, приблизительно, 200 градусами. В одном аспекте карбонатная обработка 14 может на практике осуществляться в интервале между, приблизительно, 120 градусами C и, приблизительно, 170 градусами C, например в интервале между, приблизительно, 120 градусами C и, приблизительно, 150 градусами C. Средний специалист в данной области техники понимает использование термина "приблизительно" при описании температурных диапазонов и примет во внимание, что трудно осуществить абсолютные измерения, и использование термина "приблизительно" при описании температуры является распространенным в области техники. Такое применение термина "приблизительно" понятно специалисту в данной области техники для обозначения границ диапазона измерения какого-либо параметра процесса обработки на всем протяжении раскрытия этого изобретения, включая давление, время, температуру, процентное содержание компонентов, используемых в варочном процессе, и другие сопутствующие измерения. При таких температурах, обработка 14, как правило, на практике может осуществляться при повышенном давлении от, приблизительно, от 50 фунтов на квадратный дюйм до, приблизительно, 150 фунтов на квадратный дюйм. Стадия предварительной обработки 14, как правило, на практике осуществляется в течение достаточного времени, обеспечивающего, по крайней мере, некое преимущество для целлюлозной массы, полученной в результате в процессе 10. Например, стадия предварительной обработки 14 на практике может осуществляться в течение, по крайней мере, 5 минут, но на практике может осуществляться и от, приблизительно, 15 минут до, приблизительно, 6 часов, в зависимости от природы древесной массы, которая представляет собой по существу древесную щепу 12, но обычное применяемое на практике время составляет от, приблизительно, 15 минут до, приблизительно, 120 минут.In accordance with aspects of the present invention, the carbonate-containing solution 13 may have a carbonate concentration of from about 1% to about 12% (expressed as Na 2 O) based on wood. For example, a carbonate-containing solution may have a concentration of from about 2% to about 9% based on Na 2 O for wood. The carbonate-containing solution may generally be provided in the form of an aqueous solution, such as a solution of carbonate in water, however, other compounds may be present. One of ordinary skill in the art understands the use of the term “about” when describing the percentage of carbonate and will take into account that it is difficult to make absolute measurements, and using the term “about” when describing the percentage of carbonate is common in the art. One kg / mol of Na 2 COs (106 kg) is equivalent to one kg / mol of Na 2 O (62 kg). Other carbonates, such as potassium and magnesium carbonates, may be added in terms of the molar equivalent of Na 2 O. Carbonate treatment 14 is typically practiced at temperatures above 100 degrees C, for example in the range between about 120 degrees C and, approximately 200 degrees. In one aspect, carbonate treatment 14 may in practice be carried out in the range between about 120 degrees C and about 170 degrees C, for example in the range between about 120 degrees C and about 150 degrees C. The average person skilled in the art technicians understand the use of the term “approximately” when describing temperature ranges and will take into account that it is difficult to make absolute measurements, and the use of the term “approximately” when describing temperatures is common Asti technicians. This use of the term “approximately” is understood by one of ordinary skill in the art to indicate the boundaries of the measuring range of a processing parameter throughout the disclosure of this invention, including pressure, time, temperature, percentage of components used in the cooking process, and other related measurements . At such temperatures, treatment 14 can generally be practiced at elevated pressures from about 50 psi to about 150 psi. The pre-treatment stage 14 is usually practiced for a sufficient time, providing at least some advantage for the pulp obtained as a result of process 10. For example, the pre-treatment stage 14 can in practice be carried out for at least at least 5 minutes, but in practice can be carried out from about 15 minutes to about 6 hours, depending on the nature of the wood pulp, which is essentially wood chips 12, but the usual The practical time is from about 15 minutes to about 120 minutes.

В одном аспекте изобретения, после предварительной обработки 14 и до стадии варки 16, по крайней мере, некий присутствующий жидкий щелок может быть удален или экстрагирован из древесной щепы 12, как это показано с помощью 25. В одном аспекте, экстрагированный карбонатсодержащий щелок 25 может быть обработан, например, в регенерационной системе, ликвидирован или иным способом повторно использован. Например, в одном аспекте, карбонатсодержащий щелок может быть рециркулирован и повторно использован в качестве источника или добавки к карбонату 13.In one aspect of the invention, after pre-treatment 14 and prior to cooking stage 16, at least some liquid liquor present can be removed or extracted from wood chips 12, as shown by 25. In one aspect, the extracted carbonate-containing liquor 25 can be processed, for example, in a regeneration system, disposed of, or otherwise reused. For example, in one aspect, the carbonate-containing liquor can be recycled and reused as a source or additive to carbonate 13.

После стадии предварительной обработки 14, предварительно обработанная карбонатом древесная щепа 12 затем обрабатывается на стадии варки 16 варочным химикатом в течение достаточного времени и при достаточной температуре, с получением технической целлюлозной массы 18. Хотя одна стадия 16 показана на Фигуре 1, в соответствии с одним аспектом изобретения, однако, одна или несколько стадий варки 16 могут быть проведены. В соответствии с одним аспектом изобретения варочный химикат 20, используемый на стадии варки 16, может быть, главным образом, гидроксид натрия (NaOH), тогда стадия варки 16 может быть "содовой" варочной стадией. В другом аспекте изобретения, варочный химикат 20 может включать NaOH и сульфид натрия (Na2S), тогда стадия варки может быть "сульфатной" обработкой или "крафт" обработкой. Когда стадия варки включает в себя стадию крафт-варки, в одном аспекте, стадия карбонатной обработки 13 может быть с предшествующей стадией кислотной обработки 22 (как обсуждается ниже). Однако же, в соответствии с аспектами настоящего изобретения, варка предварительно обработанной древесной щепы 12 практически осуществляется на стадии варки 16 в присутствии, по крайней мере, некого антрахинона (AQ).After the pretreatment step 14, the carbonate pretreated wood chips 12 are then treated in the cooking step 16 with a cooking chemical for a sufficient time and at a sufficient temperature to produce pulp 18. Although one step 16 is shown in Figure 1, in accordance with one aspect inventions, however, one or more cooking stages 16 can be carried out. In accordance with one aspect of the invention, the cooking chemical 20 used in the cooking step 16 may be mainly sodium hydroxide (NaOH), then the cooking step 16 may be a “soda” cooking step. In another aspect of the invention, cooking chemical 20 may include NaOH and sodium sulfide (Na 2 S), then the cooking step may be a “sulfate” treatment or a “craft” treatment. When the cooking step includes a kraft cooking step, in one aspect, the carbonate treatment step 13 may be with the preceding acid treatment step 22 (as discussed below). However, in accordance with aspects of the present invention, the cooking of the pre-treated wood chips 12 is practically carried out at the cooking stage 16 in the presence of at least some anthraquinone (AQ).

В одном аспекте, варка древесной щепы 12 в присутствии AQ может осуществляться как описано в патенте США 6569289 (раскрытие которого помещено как ссылка здесь целиком и полностью). Заявители установили, что предварительная обработка древесной щепы 12 карбонатом, в частности Na2CO3, с последующей SAQ варкой, обеспечивает получение целлюлозной массы 18, имеющей улучшенные свойства, например увеличенный выход, сниженное содержание лигнина и улучшенную отбеленность в сравнении с целлюлозной массой, предоставленной методами обработки известного уровня техники. Например, эксперименты, выполненные заявителями, говорят о том, что могут существовать некие синергетические эффекты в карбонатной или карбонат-AQ-й предварительной обработке и процессе варки настоящего изобретения, которые, как правило, не предсказываются из методов обработки AQ известного уровня техники.In one aspect, the cooking of wood chips 12 in the presence of AQ may be carried out as described in US Pat. No. 6,569,289 (the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety). Applicants have found that pretreatment of wood chips 12 with carbonate, in particular Na 2 CO 3 , followed by SAQ cooking, provides pulp 18 having improved properties, such as increased yield, reduced lignin content and improved bleaching compared to the pulp provided processing methods of the prior art. For example, experiments performed by the applicants suggest that there may be some synergistic effects in the carbonate or carbonate-AQ pre-treatment and cooking process of the present invention, which, as a rule, are not predicted from prior art AQ processing methods.

В соответствии с аспектами настоящего изобретения, по крайней мере, некий AQ или его производные, или аналоги вводятся на стадии предварительной обработки 14, на стадии варки 16, или на обоих стадиях 14 и 16. В одном аспекте AQ может быть предоставлен в его восстановленной форме (который представляет собой химический реагент, на который обычно ссылаются как на AHQ, см. Фигуру 5). В одном аспекте, водный раствор AQ может быть введен на стадии предварительной карбонатной обработки 14 (как указано пунктирной линией 17 на Фигуре 1), например, предоставлен до начала, в начале, в середине, в конце стадии предварительной обработки 14, или в виде некоторой их комбинации. Концентрация водного AQ, введеного во время стадии 14, может изменяться в интервале от, приблизительно, 0,01 мас.% до, приблизительно, 0,20 мас.% от массы древесной щепы, но находится, как правило, в интервале от, приблизительно, 0,05 и до, приблизительно 0,10 мас.%. Для целей этой заявки AQ может добавляться в любое время в течение процесса варки, как описано на Фигуре 1.In accordance with aspects of the present invention, at least some AQ or its derivatives or analogs are introduced in the pre-treatment stage 14, the cooking stage 16, or both stages 14 and 16. In one aspect, the AQ can be provided in its reduced form (which is a chemical reagent commonly referred to as AHQ, see Figure 5). In one aspect, an aqueous AQ solution may be added at the pre-carbonate treatment stage 14 (as indicated by dashed line 17 in Figure 1), for example, provided before, at the beginning, in the middle, at the end of the pre-treatment stage 14, or as some their combinations. The concentration of aqueous AQ introduced during step 14 can vary from about 0.01 wt.% To about 0.20 wt.% By weight of wood chips, but is typically in the range from about , 0.05 and up to about 0.10 wt.%. For the purposes of this application, AQ may be added at any time during the cooking process, as described in Figure 1.

В одном аспекте AQ может быть введен на стадии варки 16 (как указано линией 21 на Фигуре 1), например в начале, середине, в конце стадии, или некоторой их комбинации. Концентрация водного AQ, вводимого на стадии варки 16, может изменяться от, приблизительно, 0,01 мас.% до, приблизительно, 0,20 мас.% из расчета на древесную щепу, но обычно от, приблизительно, 0,05 и до, приблизительно, 0,1 мас.% из расчета на древесную щепу. В одном аспекте AQ может быть введен на стадии карбонатной обработки 14, и изъят из стадии варки 16; в другом аспекте AQ может быть введен как на стадии карбонатной обработки 14, так и на стадии варки 16.In one aspect, AQ may be introduced at the cooking stage 16 (as indicated by line 21 in Figure 1), for example at the beginning, middle, end of the stage, or some combination thereof. The concentration of aqueous AQ introduced in cooking stage 16 can vary from about 0.01 wt.% To about 0.20 wt.% Based on wood chips, but usually from about 0.05 to. approximately 0.1 wt.% based on wood chips. In one aspect, AQ may be introduced in the carbonate treatment step 14, and removed from the cooking step 16; in another aspect, AQ can be introduced both at the carbonate treatment stage 14 and at the cooking stage 16.

В соответствии с аспектами изобретения, когда за первой стадии обработки 14, использующей раствор карбоната натрия в качестве карбонатсодержащего раствора, например, свободного от серы карбонатсодержащего раствора, следует вторая стадия варки 16 с использованием NaOH (например, с загрузкой, приблизительно, 13% NaOH из расчета на древесину) и AQ (это представляет собой стадию SAQ варки), удивительные результаты были выявлены в лабораторном испытании. Доза NaOH, равная 13% из расчета на древесину, соответствует, приблизительно, 10% Na2O, т.e. два кг/ моля или 80 кг NaOH эквивалентны одному кг/молю или 62 кг Na2O. Например, в лабораторном испытании, когда за первой стадией карбонатной обработки 14 следует вторая стадия содовой варки 16 (с 13% NaOH из расчета на древесину) в присутствии AQ, варочная обработка имеет существенно более низкую потребность в NaOH и позволяет получить целлюлозную массу с выходом, близким тому выходу, который получают при крафт-варках, без увеличения количества продуцируемых отходов.According to aspects of the invention, when the first processing step 14, using a sodium carbonate solution as a carbonate-containing solution, for example a sulfur-free carbonate-containing solution, is followed by a second cooking stage 16 using NaOH (for example, loading approximately 13% NaOH from wood) and AQ (this represents the SAQ stage of cooking), amazing results were revealed in a laboratory test. A dose of NaOH equal to 13% based on wood corresponds to approximately 10% Na 2 O, i.e. two kg / mol or 80 kg of NaOH are equivalent to one kg / mol or 62 kg of Na 2 O. For example, in a laboratory test, when the first stage of carbonate treatment 14 is followed by the second stage of soda cooking 16 (with 13% NaOH based on wood) in In the presence of AQ, cooking has a significantly lower need for NaOH and allows one to obtain pulp with a yield close to that obtained with kraft cooking without increasing the amount of waste produced.

В другом аспекте изобретения до стадии предварительной обработки 14, древесная щепа 12 может быть обработана кислотным раствором 19 на стадии кислотной обработки 22 (показано светлой полосой на Фигуре 1). В случае когда используется крафт-варка в присутствии AQ в варочном способе, кислотная предварительная обработка 22 может осуществляться, с последующей карбонатной обработкой 14. Какой-либо раствор, содержащий кислоту, может использоваться в качестве кислоты 19, но в одном аспекте, кислота 19 представляет собой, предпочтительно, не содержащий серу кислотный раствор, например, органической кислоты (такой как, уксусная кислота) или неорганической кислоты (такой как, азотная или фтороводородная кислота). В одном аспекте, стадия 22 практически может осуществляться в присутствии кислоты, встречающейся в природе, такой как встречающаяся в природе древесная кислота. Кислотный раствор 19 может быть предоставлен для получения водной среды около древесной щепы 12, имеющей значение pH, приблизительно, 6 или ниже, например, имеющей значение pH от, приблизительно, 4 и до, приблизительно, 6. Кислотная обработка на практике может осуществляться при температуре более 50 градусов C, например при, приблизительно, от 80 градусов C до, приблизительно, 160 градусов C. Стадия кислотной обработки 22 обычно практически осуществляется в течение достаточного времени для обеспечения, по крайней мере, некоторого преимущества для целлюлозной массы, в результате полученной в процессе 10. Например, стадия кислотной обработки 22 может практически осуществляться в течение, по крайней мере, 5 минут, но может практически осуществляться в течение от, приблизительно, 30 минут до, приблизительно, 6 часов, и обычно практически осуществляется в течение от, приблизительно, 30 минут до, приблизительно, 90 минут, в зависимости от природы композиции бумаги, например, pH древесной щепы 12. Количество требуемой кислоты может включать какое-либо количество, требуемое для получения некоторого эффекта, как, например, от 2 до 6% уксусной кислоты при 120°C.In another aspect of the invention, prior to pretreatment step 14, wood chips 12 can be treated with acid solution 19 in acid treatment step 22 (shown by a light bar in Figure 1). In the case where Kraft cooking is used in the presence of AQ in the cooking process, acid pretreatment 22 can be carried out, followed by carbonate treatment 14. Any solution containing acid can be used as acid 19, but in one aspect, acid 19 is preferably a sulfur-free acid solution, for example, an organic acid (such as acetic acid) or an inorganic acid (such as nitric or hydrofluoric acid). In one aspect, step 22 may be practiced in the presence of a naturally occurring acid, such as naturally occurring wood acid. An acidic solution 19 can be provided to produce an aqueous medium near wood chips 12 having a pH of about 6 or lower, for example, having a pH of from about 4 to about 6. Acid treatment in practice can be carried out at a temperature more than 50 degrees C, for example, at about 80 degrees C to about 160 degrees C. The acid treatment step 22 is usually practiced for a sufficient amount of time to provide at least some benefit to the cellulose pulp resulting from process 10. For example, the acid treatment step 22 may be practiced for at least 5 minutes, but may be practiced for from about 30 minutes to about 6 hours, and usually practically carried out for from about 30 minutes to about 90 minutes, depending on the nature of the paper composition, for example, the pH of wood chips 12. The amount of acid required may include any amount required to obtain some effect such as, for example, from 2 to 6% acetic acid at 120 ° C.

Как показано на Фигуре 1, в одном аспекте изобретения после кислотной обработки 22 и до карбонатной обработки 14, по крайней мере, некоторое количество жидкой среды, присутствующей после кислотной обработки 22 может быть удалено или экстрагировано из древесной щепы 12, как показано экстракционной стадией 23 (показано светлой пунктирной полосой на Фигуре 1). В одном аспекте, экстрагированная кислотосодержащая жидкая среда 23 может быть обработана, например, в регенерационной системе, утилизирована или повторно использована. Например, в одном аспекте кислотосодержащая жидкая среда может быть рециркулирована и повторно использована в качестве источника или добавки к кислоте 19.As shown in Figure 1, in one aspect of the invention, after acid treatment 22 and before carbonate treatment 14, at least some of the liquid medium present after acid treatment 22 can be removed or extracted from wood chips 12, as shown by extraction step 23 ( shown by a light dotted strip in Figure 1). In one aspect, the extracted acidic liquid medium 23 may be treated, for example, in a recovery system, disposed of, or reused. For example, in one aspect, the acid-containing liquid medium can be recycled and reused as a source or additive to acid 19.

Кислотная обработка может быть осуществлена для древесной щепы 12, например, кислота на стадии 22 может быть кислотой из спелой древесины (которая представляет собой древесину, сохраненную в течение периода времени, достаточного для самопроизвольного образования встречающейся в природных условиях кислой жидкости из древесины). В другом аспекте, кислота на стадии 22 может быть предоставлена посредством обычного процесса кислотного гидролиза, например процесса, используемого для удаления металлов и других загрязнений их древесной щепы 12. Один из таких процессов раскрыт в патенте США 5338366 (раскрытие которого включено в качестве ссылки в этот документ целиком и полностью).Acid treatment can be carried out for wood chips 12, for example, the acid in step 22 can be ripe wood acid (which is wood stored for a period of time sufficient to spontaneously form a naturally occurring acidic liquid from wood). In another aspect, the acid in step 22 can be provided through a conventional acid hydrolysis process, for example, a process used to remove metals and other impurities from their wood chips 12. One such process is disclosed in US Pat. No. 5,338,366 (the disclosure of which is incorporated by reference in this document in its entirety).

В соответствии с аспектами изобретения, путем комбинирования стадии кислотной обработки 22 со стадией карбонатной предварительной обработки 14 и стадией варки 16, включающей либо NaOH (сода) и AQ, либо NaOH и Na2S (крафт) и AQ, или комбинацию соды с AQ и крафт с AQ, расход химикатов (например, требуемое количество NaOH) может быть снижен и отбеленность полученной в результате целлюлозной массы 18 увеличена. Это означает, что количество отбеливающего химиката, требующегося для достижения желаемой белизны, может быть понижено по сравнению с известными из уровня техники обработками. В некоторых аспектах изобретения также возможно увидеть улучшения в выходе целлюлозной массы при использовании процесса кислотной обработки 22, с последующей карбонатной обработкой 14, за которой следует SAQ. Улучшение отбеленности наблюдается, если стадия варки 16 представляет собой крафт-процесс. Отсутствие преимущества в расходе химикатов при SAQ варке может быть урегулировано посредством стадии карбонатной обработки 14, и аспекты изобретения могут также улучшить отбеленность целлюлозной массы посредством кислорода или, наиболее вероятно, посредством других одноэлектронных переносчиков-окислителей, таких как, диоксид хлора, в такой же мере. Стадия кислотной обработки 22 (A) может дополнительно улучшить отбеленность целлюлозных массы, получаемых как при сода-AQ-, так и при крафт-обработке, в особенности, после стадии кислородной (O) делигнификации. Зеленый щелок крафт-обработки (Na2CO3 + Na2S) может использоваться в качестве источника карбоната 13, если процесс варки 16 включает в себя крафт-процесс.In accordance with aspects of the invention, by combining an acid treatment step 22 with a carbonate pretreatment step 14 and a cooking step 16 comprising either NaOH (soda) and AQ, or NaOH and Na 2 S (kraft) and AQ, or a combination of soda with AQ and Kraft with AQ, the consumption of chemicals (for example, the required amount of NaOH) can be reduced and the bleaching of the resulting pulp 18 is increased. This means that the amount of bleaching chemical required to achieve the desired whiteness can be reduced compared to treatments known in the art. In some aspects of the invention, it is also possible to see improvements in pulp yield by using the acid treatment process 22, followed by carbonate treatment 14, followed by SAQ. An improvement in bleaching is observed if cooking stage 16 is a kraft process. The lack of benefit in chemical consumption during SAQ cooking can be resolved through carbonate treatment step 14, and aspects of the invention can also improve bleaching of pulp through oxygen or, most likely, other single-electron oxidizing agents, such as chlorine dioxide, to the same extent . The acid treatment step 22 (A) can further improve the bleaching of the pulp obtained from both soda-AQ and kraft processing, especially after the oxygen (O) delignification step. The green liquor of the kraft processing (Na 2 CO 3 + Na 2 S) can be used as a source of carbonate 13 if the cooking process 16 includes a kraft process.

Фигура 2 представляет собой схематическую иллюстрацию системы химической регенерации 100, которая может быть использована в аспектах изобретения. Система химической регенерации 100 включает стандартный регенерационный котел или газификатор 110 для сжигания концентрированного отработанного варочного щелока 112, например черного щелока, с получением химического продукта (не показан), содержащего карбонат натрия и сульфид натрия (в случае, когда черный щелок включает в себя черный щелок крафт-варки), в числе других продуктов сгорания черного щелока, известных из уровня техники. В соответствии с общепринятым состоянием техники, карбонатсодержащий продукт растворяют в воде в сосуде 114, который представляет собой резервуар для зеленого щелока, с получением водного раствора (известного как "зеленый щелок"), содержащего карбонат. В одном аспекте зеленый щелок, содержащий сульфид, может использоваться для карбонатсодержащего раствора, в случае если стадия варки включает в себя крафт-варку. Карбонатная обработка зеленым щелоком может осуществляться с предшествующей кислотной обработкой (стадия 22 Фигуры 1) перед крафт-варкой. Сосуд 114 может представлять собой резервуар с зеленым щелоком или другой подходящий сосуд , известный из уровня техники. В соответствии с известным уровнем техники для практического осуществления водный раствор карбоната натрия из сосуда 144 обычно направляется для дальнейших превращений 120, представляющих собой каустификацию с целью регенерации NaOH, предназначенного для варки или отбеливания, например, для кислородной делигнификации. В соответствии с аспектами изобретения карбонат зеленого щелока в сосуде 114 может использоваться в качестве одного из источников карбоната 13 для стадии предварительной обработки 14, описанной на Фигуре 1.Figure 2 is a schematic illustration of a chemical regeneration system 100 that can be used in aspects of the invention. The chemical recovery system 100 includes a standard recovery boiler or gasifier 110 for burning concentrated spent cooking liquor 112, such as black liquor, to produce a chemical product (not shown) containing sodium carbonate and sodium sulfide (in the case where black liquor includes black liquor kraft cooking), among other products of the combustion of black liquor, known from the prior art. In accordance with the generally accepted state of the art, a carbonate-containing product is dissolved in water in a vessel 114, which is a reservoir for green liquor, to obtain an aqueous solution (known as "green liquor") containing carbonate. In one aspect, green sulfide-containing liquor can be used for a carbonate-containing solution if the cooking step involves kraft cooking. Carbonate treatment with green liquor can be carried out with the previous acid treatment (stage 22 of Figure 1) before kraft cooking. The vessel 114 may be a green liquor tank or other suitable vessel known in the art. In accordance with the prior art, for practical implementation, an aqueous solution of sodium carbonate from the vessel 144 is usually sent for further transformations 120, which are caustification for the regeneration of NaOH for cooking or bleaching, for example, for oxygen delignification. In accordance with aspects of the invention, green liquor carbonate in the vessel 114 can be used as one of the sources of carbonate 13 for the pre-treatment stage 14 described in Figure 1.

Улучшения и преимущества, предоставленные аспектами настоящего изобретения были исследованы заявителями в сосудах для обработки с лабораторной периодической загрузкой, то есть в лабораторных варочных котлах периодического действия. Результаты одного такого лабораторного опыта суммированы в Таблице 1. Такие сосуды обычно используются для осуществления процессов непрерывных и периодических варочных котлов. В настоящем изобретении могут использоваться варочные котлы непрерывного или периодического действия.The improvements and advantages afforded by aspects of the present invention have been investigated by applicants in processing vessels with laboratory batch loading, that is, in batch laboratory cooking boilers. The results of one such laboratory experiment are summarized in Table 1. Such vessels are commonly used for continuous and batch cooking processes. In the present invention, continuous or batch digesters may be used.

Таблица 1 суммирует условия обработки и результаты, полученные в сериях лабораторных опытов с использованием варочных котлов периодического действия. Настоящее изобретение соответствует опытам 1, 3 и 4 в Таблице 1, в которых, по крайней мере, некоторое количество карбоната натрия добавляется в первую стадию обработки, за которой следует стадия содовой - AQ (SAQ) варки. Серия опытов номер 2 представляет собой контрольный опыт, который соответствует стандартной стадии SAQ варки без предварительной карбонатной обработки, и серия опытов 5 представляет собой контрольный опыт, который соответствует стандартной крафт-варке без AQ.Table 1 summarizes the processing conditions and the results obtained in a series of laboratory experiments using periodic digestion boilers. The present invention corresponds to experiments 1, 3 and 4 in Table 1, in which at least a certain amount of sodium carbonate is added to the first stage of processing, followed by the stage of soda - AQ (SAQ) cooking. Test series number 2 is a control experiment, which corresponds to the standard stage SAQ cooking without pre-carbonate processing, and series of experiments 5 is a control experiment, which corresponds to standard Kraft cooking without AQ.

Таблица 1
Влияние карбонатной предварительной обработки на содовую/AQ варку (СРС), подтвержденное лабораторными опытами варки в периодическом режиме
Table 1
The effect of carbonate pretreatment on soda / AQ cooking (CPC), confirmed by laboratory experiments with batch cooking
Номер
серии
опытов
room
series
experiences
Na2CO3
в СРС1
Na 2 CO 3
in the CDS 1
Н-фактор в СРСH factor in CDS Конечное значение рН в СРСFinal pH in CPC Н-фактор SAQH factor SAQ Конечное значение рН в SAQFinal pH in SAQ Выход отсорти-
рованной
целлюлозы
Output sort
tied
pulp
ОтходыWaste Перманга-натное числоPermanganate number
1one 4,0%4.0% 312312 7,67.6 10271027 12,512.5 54,154.1 3,93.9 25,725.7 22 00 00 -- 15062 1506 2 11,011.0 28,428,4 27,027.0 48,148.1 33 6,0%6.0% 544544 8,98.9 10271027 12,612.6 53,453,4 6,76.7 33,933.9 4four 4,04.0 665665 -- 10271027 12,612.6 55,355.3 0,30.3 22,822.8 55 -- -- -- Крафт - 1300Craft - 1300 51,851.8 0,10.1 17,917.9 1 Из расчета Na2O на древесную щепу.
2 10% Na2O из NaOH + 6% Na2O из Na2CO3. Остальные SAQ варки осуществляли с 10% Na2O только из NaOH. При крафт-варке используется 12% Na2O из NaOH.
3 Процент на древесную щепу.
4 Перманганатное число отсортированной целлюлозы.
1 Based on Na 2 O for wood chips.
2 10% Na 2 O from NaOH + 6% Na 2 O from Na 2 CO 3 . The remaining SAQ cooking was carried out with 10% Na 2 O only from NaOH. When crafting, 12% Na 2 O from NaOH is used.
3 Percentage of wood chips.
4 Permanganate number of sorted pulp.

В этих лабораторных опытах 0,8 кг древесной щепы клена сахарного (Acer saccharum) (древесины твердых пород) загружали в лабораторный варочный котел. Карбонатная предварительная обработка, суммированная в Таблице 1, осуществлялась при 165°C и 170°C с использованием Na2CO3 в количестве 4,0-6,0% из расчета Na2O на древесную шепу, что составляет 6,8-10,3% Na2CO3. В сериях опытов 1, 3 и 4 за карбонатной предварительной обработкой (CPC = карбонатная предварительная варка) следовала содовая-AQ варка с NaOH только в количестве 10% из расчета Na2O на древесную щепу. Первоначальный подход к проведению испытаний, после карбонатной предварительной обработки, заключался в сбросе давления в варочном котле периодического действия (что представляет собой "стравливание варочного котла") и конденсировании газов, выделяющихся на стадии карбонатной обработки (что представляет собой жидкий сток). Добавляли NaOH и AQ к конденсированному жидкому стоку и жидкий сток с NaOH и AQ перезагружали в варочный котел с образцом древесной щепы. Варочный котел затем опять нагревали до температуры варки.In these laboratory experiments, 0.8 kg of sugar maple wood chip ( Acer saccharum ) (hardwood) was loaded into a laboratory digester. The carbonate pretreatment, summarized in Table 1, was carried out at 165 ° C and 170 ° C using Na 2 CO 3 in an amount of 4.0-6.0% based on Na 2 O per wood shep, which is 6.8-10 , 3% Na 2 CO 3 . In series 1, 3 and 4, carbonate pre-treatment (CPC = carbonate pre-cooking) was followed by soda-AQ cooking with NaOH in an amount of 10% only based on Na 2 O per wood chips. The initial approach to testing, after carbonate pretreatment, was to depressurize the batch boiler of a batch operation (which is “bleeding the digester”) and condense the gases released during the carbonate treatment stage (which is liquid runoff). NaOH and AQ were added to the condensed liquid effluent, and the liquid effluent with NaOH and AQ was reloaded into a digester with a sample of wood chips. The digester was then heated again to the digestion temperature.

Таблица 1 включает "H-фактор" для стадий предварительной обработки и варки в опытах. Как известно из уровня техники, H-фактор стабилизирует скорости щелочной делигнификации в связи с температурой обработки. Обычно, чем выше Н-фактор, тем полноценнее обработка. Н-фактор в процессе второго подогрева включен в общее значение для SAQ варки. Таблица 1 также предоставляет значения рН щелока в варочном котле после карбонатной предварительной обработки и после содовой-AQ обработки.Table 1 includes the "H-factor" for the pretreatment and cooking stages in the experiments. As is known in the art, the H factor stabilizes alkaline delignification rates in relation to the processing temperature. Usually, the higher the H factor, the more complete the processing. The H-factor in the second preheating process is included in the overall value for SAQ cooking. Table 1 also provides the pH values of the liquor in the digester after carbonate pretreatment and after soda-AQ treatment.

Преимущества настоящего изобретения отражены в показателях "выход отсортированной целлюлозы", "отходы" и "перманганатное число", которые представлены в Таблице 1. Как известно из уровня техники, выход отсортированной целлюлозы связан с процентным содержанием исходной древесной щепы, присутствующей в варочной древесной щепе после обработки и после отсортировки целлюлозной массы с удалением древесной щепы, тонкоизмельченного продукта, шпилек и др., которые не подверглись в достаточной степени процессу варки, и других неволокнистых порубочных остатков. Как известно из уровня техники, предпочтительным является более высокий выход отсортированной целлюлозы. Отходы являются показателем того, в какой степени исходная древесная щепа не полностью подверглась процессу варки, например, что выделяют при сортировке. Пониженные отходы означают, что меньше древесины отбраковывается или повторно обрабатывается. И также как известно из уровня техники, перманганатное число дает представление об относительном показателе количества нежелательного лигнина, присутствующего в конечной целлюлозной массе. Обычно более высокие значения перманганатного числа означают, что больше лигнина присутствует в целлюлозной массе и больше отбеливающего химиката требуется для достижения желаемой ярковыраженной отбеленности. Таким образом, более низкие значения перманганатного числа являются предпочтительными.The advantages of the present invention are reflected in the indicators of “yield of sorted cellulose”, “waste” and “permanganate number”, which are presented in Table 1. As is known from the prior art, the yield of sorted cellulose is related to the percentage of the original wood chips present in the wood chips after processing and after sorting the pulp with the removal of wood chips, finely ground product, hairpins, etc., which have not been sufficiently subjected to the cooking process, and other non-fibrous felled residues. As is known in the art, a higher yield of sorted pulp is preferred. Waste is an indicator of the extent to which the original wood chips were not completely subjected to the cooking process, for example, what is emitted during sorting. Reduced waste means less wood is discarded or recycled. And also, as is known from the prior art, the permanganate number gives an idea of the relative indicator of the amount of undesired lignin present in the final pulp. Typically, higher permanganate numbers mean that more lignin is present in the pulp and more bleaching chemical is required to achieve the desired, pronounced bleaching. Thus, lower permanganate numbers are preferred.

Данные в Таблице 1 подтверждают преимущества настоящего изобретения. Данные, предоставленные в Таблице 1 демонстрируют , что способ, показанный на Фигуре 1, предоставляет поразительное улучшение стандартной содовой-AQ варки целлюлозы. Например, как показано в Таблице 1, величины отхода представляют собой ясное указание на преимущества аспектов настоящего изобретения. В соответствии с Таблицей 1, серия опытов номер 4 - соответствующая карбонатной предварительной обработке и содовой-AQ варке - обеспечивает величину 0,3 для отходов и выход отсортированной целлюлозы 55,3%. Для сравнения, серия опытов номер 2 - представляющая в соответствии с настоящим уровнем техники SAQ варку - обеспечивает величину 27,0% для отходов и существенно более низкий выход отсортированной целлюлозы 28,4%. Это дает основания полагать, что аспекты настоящего изобретения более эффективно обеспечивают варку большего количества древесной щепы с получением целлюлозной массы, и в то же время поддерживают получение существенной доли целлюлозы, что подтверждается высоким выходом. Существующие низкие величины отходов обеспечивают более эффективный процесс варки. Также данные Таблицы 1 указывают, что серия опытов номер 2 (соответствующая настоящему уровню техники для SAQ варки) обеспечивает более низкое значение рН в конце SAQ, чем серии опытов 1, 3 и 4 (представляющие аспекты изобретения) даже если применение NaOH было 10% из расчета Na2O на древесину во всех четырех случаях. Заявители теоретически предсказывают, что сниженные значения рН для SAQ процессов настоящего уровня техники обусловлены отсутствием конкуренции NaOH, сильного основания, и Na2CO3 в непроизводительных реакциях деградации углеводов. Na2CO3 остается в растворе при SAQ варке и не является достаточно сильным основанием, чтобы вызвать щелочные перегруппировки, необходимые для деполимеризации лигнина и солюбилизации. Когда Na2CO3 добавляется сам по себе при предварительной обработке, реакционноспособные углеводы реагируют с ним, потому что это вещество представляет собой единственную присутствующую щелочь. Аспекты настоящего изобретения предусматривают еще добавку NaOH на стадии 16 для продвижения в направлении деполимеризации или деградации лигнина и, таким образом, могут обеспечить более эффективный процесс варки.The data in Table 1 confirm the advantages of the present invention. The data provided in Table 1 demonstrate that the method shown in Figure 1 provides a striking improvement in standard soda-AQ pulping. For example, as shown in Table 1, the waste values are a clear indication of the advantages of aspects of the present invention. According to Table 1, experiment series number 4 - corresponding to carbonate pre-treatment and soda-AQ cooking - provides a value of 0.3 for waste and a yield of sorted pulp of 55.3%. For comparison, experiment series number 2 — representing SAQ cooking in accordance with the present state of the art — provides a value of 27.0% for waste and a significantly lower yield of sorted cellulose of 28.4%. This suggests that aspects of the present invention more efficiently provide the cooking of more wood chips to obtain pulp, and at the same time support the receipt of a significant proportion of cellulose, as evidenced by the high yield. Existing low waste values provide a more efficient cooking process. Also, the data of Table 1 indicate that series of experiments No. 2 (corresponding to the present state of the art for SAQ cooking) provides a lower pH value at the end of SAQ than series of experiments 1, 3 and 4 (representing aspects of the invention) even if the use of NaOH was 10% of calculation of Na 2 O for wood in all four cases. Applicants theoretically predict that reduced pH values for SAQ processes of the prior art are due to the lack of competition of NaOH, strong base, and Na 2 CO 3 in unproductive carbohydrate degradation reactions. Na 2 CO 3 remains in solution during SAQ cooking and is not a strong enough base to cause alkaline rearrangements necessary for lignin depolymerization and solubilization. When Na 2 CO 3 is added by itself during pretreatment, reactive carbohydrates react with it because this substance is the only alkali present. Aspects of the present invention also include the addition of NaOH in step 16 to advance in the direction of depolymerization or degradation of lignin and, thus, can provide a more efficient cooking process.

Была также исследована варка без карбонатной предварительной обработки в лабораторных опытах, чтобы предоставить возможность основы для сравнения с аспектами настоящего изобретения. Результаты этих опытов суммированы в Таблице 2. В этих опытах были получены серии крафт- и SAQ целлюлозной массы из древесной щепы сахарного клена без карбонатной предварительной варки. Один из опытов крафт-варки проводили при повышенном содержании сульфида и сниженной эффективности щелочи (EA) (10% Na2O на древесную щепу из NaOH и 5% Na2O на древесную щепу из Na2S), см. второй ряд данных в Таблице 2. Этот опыт крафт-варки (второй ряд данных в таблице 2) обеспечил более высокий выход отсортированной целлюлозы (приблизительно 1,0% повышение выхода отсортированной целлюлозы на древесную щепу) по сравнению с крафт-опытом при повышенном значении EA, которое составляло 12% Na2O на древесную щепу из NaOH и 4% Na2O на древесную щепу из Na2S (см. первый ряд данных в Таблице 2). Обе варки имели приблизительно одинаковое для неотбеленного продукта перманганатное число (которое составляло 17,4 и 17,8). Однако целлюлозная масса, полученная с применением более низкого значения EA (которое составляло 10% NaOH и 5% Na2S, во втором ряду Таблицы 2) проявляла мешьшую чувствительность к кислороду (O2) при делигнификации, чем целлюлозная масса, полученная с применением более высоких значений EA (12% NaOH и 4% Na2S), что будет обсуждаться ниже. Заявители понимают, что разница между полученными после воздействия O2 значениями перманганатного числа для этих целлюлозных масс является существенной. Так же как показано в Таблице 2, были также проведены серии SAQ опытов. Как показано, опыты, с меняющимся значением EA и с обязательным присутствием AQ в количестве 0,1 процент на древесную щепу, приводили к получению целлюлозных масс, имеющих перманганатное число ниже чем 15,2, с относительно низким количеством отходов. Cooking without carbonate pretreatment in laboratory experiments was also investigated to provide a basis for comparison with aspects of the present invention. The results of these experiments are summarized in Table 2. In these experiments, a series of kraft pulp and SAQ pulp from sugar maple wood chips without carbonate pre-cooking were obtained. One of the kraft cooking experiments was carried out with an increased sulfide content and reduced alkali efficiency (EA) (10% Na 2 O on wood chips from NaOH and 5% Na 2 O on wood chips from Na 2 S), see the second row of data in Table 2. This kraft cooking experience (second row of data in table 2) provided a higher yield of sorted pulp (approximately 1.0% increase in the yield of sorted pulp on wood chips) compared to the kraft experience with an increased EA value of 12 % Na 2 O on wood chips from NaOH and 4% Na 2 O on wood chips from Na 2 S (see first row q data in Table 2). Both brews had approximately the same permanganate number for the unbleached product (which was 17.4 and 17.8). However, the pulp obtained using a lower EA value (which was 10% NaOH and 5% Na 2 S in the second row of Table 2) showed a lower sensitivity to oxygen (O 2 ) during delignification than the pulp obtained using more high EA values (12% NaOH and 4% Na 2 S), which will be discussed below. Applicants understand that the difference between the permanganate number values obtained after exposure to O 2 for these pulp is significant. As shown in Table 2, a series of SAQ experiments were also conducted. As shown, experiments with a changing EA value and with the mandatory presence of AQ in the amount of 0.1 percent per wood chips resulted in pulp having a permanganate number lower than 15.2 with a relatively low amount of waste.

Таблица 2
Типичные характеристики обработки контрольной целлюлозной массы существующими в настоящее время способами крафт- и содовой-AQ варки (что проводилось без карбонатной предварительной обработки)
table 2
Typical processing characteristics of control pulp using currently existing methods of kraft and soda-AQ cooking (which was carried out without carbonate pretreatment)
Процесс варкиCooking process NaOH1 NaOH 1 Na2S1 Na 2 S 1 Температура варки, оС2 Cooking temperature, o C 2 Н-факторH factor Выход отсорти-
рованной целлюлозы
Output sort
pulp
Отходы
забракованные3
Waste
rejected 3
Перман-ганатное число4 Permanent number 4
КрафтCraft 12,0%12.0% 4,0%4.0% 165165 12971297 51,951.9 0,10.1 17,417.4 КрафтCraft 10,0%10.0% 5,0%5.0% 165165 16021602 52,8
(52,9)5
52.8
(52.9) 5
0,20.2 17,8
(18,2)5
17.8
(18.2) 5
SAQSaq 11,0%11.0% 06 0 6 165165 16021602 51,751.7 8,08.0 42,042.0 SAQSaq 12,512.5 06 0 6 165165 16021602 52,352.3 1,11,1 21,521.5 SAQSaq 14,014.0 06 0 6 165165 16021602 52,852.8 0,60.6 19,319.3 SAQSaq 14,014.0 06 0 6 170170 19691969 51,151.1 0,20.2 15,215,2 1 Из расчета Na2O на древесную щепу.
2 90 минут при температуре.
3 Процент на древесную щепу.
4 Перманганатное число отсортированной целлюлозы.
5 Повторили эксперимент в более поздний срок.
6 0,1% AQ на древесную щепу.
1 Based on Na 2 O for wood chips.
2 90 minutes at temperature.
3 Percentage of wood chips.
4 Permanganate number of sorted pulp.
5 Repeat the experiment at a later date.
6 0.1% AQ on wood chips.

Карбонатная предварительная варка в соответствии с одним из аспектов изобретения была исследована в лабораторных опытах. Результаты этих опытов суммированы в Таблице 3. Таблица 3 представляет условия обработки для процесса предварительной обработки древесной щепы карбонатом, с последующими SAQ обработкой (серии 1-5) и крафт-обработкой (серии 6 и 7). Преимущества карбонатной предварительной варки в соответствии с аспектами изобретения очевидны при сравнении результатов, представленных в Таблице 2 (существующий в настоящее время уровень техники) с результатами, представленными в Таблице 3. В качестве примера, если серию 1 в Таблице 3 сравнить со стандартным процессом SAQ в Таблице 2 (пятая строчка в Таблице 2) можно видеть, что 30-минутная карбонатная стадия при 165°C ("C1 условие" см. сноски 2 и 3 в Таблице 3) снижает потребность в щелочи для SAQ стадии с 14,0% (в Таблице 2) до 10% (в Таблице 3) в пересчете на Na2O. Сравнение полученных перманганатных чисел показывает, что неотбеленная целлюлозная масса, полученная с карбонатной предварительной обработкой, имела слегка сниженное перманганатное число (18,4 в сравнении с 19,3), и в то же время выход отсортированной целлюлозы, полученной с карбонатной предварительной обработкой, был несколько выше (53,1% в сравнении с 52,8%). Если карбонатный-SAQ процесс в соответствии с аспектами изобретения (например, серия 5 в Таблице 3) сравнивать с карбонатным крафт-процессом (например, серия 7 Таблицы 3), можно увидеть, что более высокий выход (1,0% на древесную щепу) получен для карбонатного-SAQ процесса в сравнении в сравнении с карбонатной крафт-обработкой. Более высокий выход в результате получается в более эффективном процессе и, соответственно, желательным является высокий выход отсортированной целлюлозы.Carbonate pre-cooking in accordance with one aspect of the invention was investigated in laboratory experiments. The results of these experiments are summarized in Table 3. Table 3 presents the processing conditions for the pre-treatment of wood chips with carbonate, followed by SAQ processing (series 1-5) and kraft processing (series 6 and 7). The advantages of carbonate pre-cooking in accordance with aspects of the invention are obvious when comparing the results presented in Table 2 (the current state of the art) with the results presented in Table 3. As an example, if batch 1 in Table 3 is compared with the standard SAQ process in In Table 2 (fifth row in Table 2), it can be seen that a 30-minute carbonate stage at 165 ° C (“C 1 condition” see footnotes 2 and 3 in Table 3) reduces the alkali requirement for the SAQ stage from 14.0% (in Table 2) to 10% (in Table 3) in terms of n Na 2 O. Comparison of the permanganate numbers indicates that the unbleached pulps obtained with a carbonate pretreatment, was slightly reduced kappa number (18.4 versus 19.3), and at the same time output the sorted pulp produced with carbonate pretreatment was slightly higher (53.1% compared to 52.8%). If the carbonate-SAQ process in accordance with aspects of the invention (e.g., series 5 in Table 3) is compared with the carbonate-craft process (e.g., series 7 of Table 3), you can see that a higher yield (1.0% on wood chips) obtained for carbonate-SAQ process in comparison with carbonate kraft processing. A higher yield is obtained in a more efficient process and, accordingly, a high yield of sorted pulp is desirable.

Аспекты настоящего изобретения также могут в результате приводить к снижению H-фактора для стадии варки более существенно, чем можно ожидать. При сравнении результатов, описанных в Таблице 2, с результатами в Таблице 3 очевидно, что H-фактор, полученный при обработке, осуществленной без карбонатной предварительной обработки, больше, чем общий Н-фактор для процесса карбонатная предварительная обработка плюс варка при похожем значении перманганатного числа. В качестве примера, Н-фактор для целлюлозной массы, для которой не было предварительной обработки (строчки 3-5 в Таблице 2), был свыше 1600 для SAQ. Н-фактор для целлюлозной массы в случае SAQ стадии с предшествующими двумя карбонатными (C1) предварительными обработками (серии 1 -2 в Таблице 3) составлял 1239, и для C1 стадии Н-фактор был 358, при общем его значении 1597 для комбинирорванных карбонатной и SAQ обработок. Полученная в результате карбонатной предварительной обработки целлюлозная масса с перманганатным числом 18,4 (строчка 1 Таблицы 3) имела улучшенный выход отсортированной целлюлозы, улучшенную отбеленность, с полученным в результате пониженным количеством отходов, чем целлюлозы без предварительной обработки. Дополнительное сравнение, иллюстрирующее преимущества аспектов настоящего изобретения, можно найти на Фигуре 3, что обсуждается ниже.Aspects of the present invention may also result in a decrease in the H-factor for the cooking step more significantly than might be expected. When comparing the results described in Table 2 with the results in Table 3, it is obvious that the H-factor obtained from the treatment carried out without carbonate pretreatment is greater than the total H-factor for the process carbonate pretreatment plus cooking with a similar permanganate number . As an example, the H factor for pulp for which there was no pretreatment (lines 3-5 in Table 2) was over 1600 for SAQ. The H-factor for the pulp in the case of the SAQ stage with the previous two carbonate (C 1 ) pretreatments (series 1 -2 in Table 3) was 1239, and for the C 1 stage, the H-factor was 358, with a total value of 1597 for combined carbonate and SAQ treatments. The resulting carbonate pretreatment pulp with a permanganate number of 18.4 (row 1 of Table 3) had an improved yield of sorted pulp, improved bleaching, resulting in a lower amount of waste than pulp without pretreatment. A further comparison illustrating the advantages of aspects of the present invention can be found in Figure 3, which is discussed below.

Таблица 3
Влияние карбонатной предварительной обработки на содовую-AQ- и крафт-варку древесной щепы сахарного клена
Table 3
The effect of carbonate pretreatment on soda-AQ- and kraft cooking of sugar maple wood chips
Номер серии опытовExperiment Series Number Конечное значение рН в С-стадииThe final pH value in the C-stage Н-фактор для варкиH-factor for cooking Процесс1 Process 1 Выход отсорти-рованной
целлюлозы
Sorted output
pulp
Отходы
забракованные
Waste
rejected
Перман-ганатное число2 Permanent number 2
1one 8,4 (С1)3 8.4 (C 1 ) 3 12391239 SAQSaq 53,153.1 0,10.1 18,418,4 22 7,941)7.9 4 (C 1 ) 12391239 SAQSaq 52,752.7 0,10.1 17,217,2 33 8,4(С1)8.4 (C 1 ) 12391239 SAQ5 SAQ 5 54,754.7 0,80.8 26,426,4 4four 9,8(С1)9.8 (C 1 ) 14451445 SAQ5 SAQ 5 53,953.9 0,20.2 22,722.7 55 ~7,0(С2)~ 7.0 (C 2 ) 12391239 SAQSaq 52,252,2 0,10.1 16,716.7 66 8,4(С1)8.4 (C 1 ) 10271027 КрафтCraft 52,152.1 0,30.3 18,018.0 77 ~7,0(С2)~ 7.0 (C 2 ) 12391239 КрафтCraft 50,850.8 0,10.1 15,615.6 110% Na2O для SAQ; 8,5% и 3,0% из NaOH и Na2S в крафт-варке.
2Перманганатное число отсортированной целлюлозы.
3C1=30 минут при 165°C; C2=60 минут, 4,0% Na2O на древесную щепу для всех серий, кроме серии 4, где 5,0% использовали.
4AQ добавляли к C-стадии вместо SAQ.
5 Только 9% Na2O в SAQ.
1 10% Na 2 O for SAQ; 8.5% and 3.0% of NaOH and Na 2 S in Kraft cooking.
2 Permanganate number of sorted pulp.
3 C 1 = 30 minutes at 165 ° C; C 2 = 60 minutes, 4.0% Na 2 O on wood chips for all series except Series 4, where 5.0% was used.
4 AQ was added to the C-stage instead of SAQ.
5 Only 9% Na 2 O in SAQ.

После опытов варки, обсужденных выше и суммированных в Таблице 2 и Таблице 3, целлюлозный материал отбеливали. Последовательность процессов отбеливания, использованных в лабораторном испытании, была OD0EpD1 (где O представляет собой стадию обработки щелочью и O2; D0 представляет собой стадию делигнификации диоксидом хлора с конечным значением pH 2-3; Ep представляет собой стадию щелочной экстракции с гидроксидом натрия и пероксидом водорода для дополнительной делигнификации; D1 представляет собой стадию осветления диоксидом хлора с конечным значением pH 3,4-4,5). Применение диоксида хлора на стадии Do осуществляли, основываясь на формуле: мас.% диоксида хлора на целлюлозную массу = 0,076 x перманганатное число обработанной O2 целлюлозной массы. В соответствии с выполненным лабораторным испытанием, заявители установили, что величина 21,5 для перманганатного числа целлюлозной массы, полученной в опыте содовой-AQ варки целлюлозы (тот опыт, данные которого представлены в четвертой строчке Таблицы 2) может быть получена с помощью 12,5% Na2O; однако эту целлюлозную массу было труднее отбелить, чем целлюлозную массу, полученную при использовании 14,0% Na2O (тот опыт, данные которого представлены в пятой и шестой строчках Таблицы 2). Снижение перманганатного числа из-за O2 обычно является показателем ослабления отбеленности. В соответствии с аспектами изобретения, отбеленность целлюлозной массы, полученной содовой-AQ варкой, улучшается карбонатной предварительной обработкой. Для специалиста в данной области техники понятно, хотя эта специфическая последовательность процессов отбеливания использовалась в этом исследовании, в соответствии с аспектами изобретения какой-либо подходящий известный процесс отбеливания может использоваться, включая процессы отбеливания, исключающие использование хлорсодержащих соединений, таких, которые представляют собой полностью свободные от хлора (TCF) отбеливающие процессы, исключающие элементарный хлор, такие, как свободные от элементарного хлора (ECF) отбеливающие процессы.After the cooking experiments discussed above and summarized in Table 2 and Table 3, the cellulosic material was bleached. The sequence of bleaching processes used in the laboratory test was OD 0 EpD 1 (where O represents the alkali treatment step and O 2 ; D 0 represents the chlorine dioxide delignification step with a final pH of 2-3; Ep represents the alkaline extraction step with hydroxide sodium and hydrogen peroxide for additional delignification; D 1 represents the stage of clarification with chlorine dioxide with a final pH of 3.4-4.5). The use of chlorine dioxide in the Do step was carried out based on the formula: wt.% Chlorine dioxide per pulp = 0.076 x permanganate number of treated O 2 pulp. In accordance with a laboratory test, the applicants found that a value of 21.5 for the permanganate number of pulp obtained in the soda-AQ pulping experiment (that experiment, the data of which are presented in the fourth row of Table 2) can be obtained using 12.5 % Na 2 O; however, this pulp was harder to bleach than the pulp obtained using 14.0% Na 2 O (the experiment whose data are presented in the fifth and sixth lines of Table 2). A decrease in permanganate number due to O 2 is usually an indicator of a decrease in bleaching. In accordance with aspects of the invention, bleaching of pulp obtained by soda-AQ cooking is improved by carbonate pretreatment. One of ordinary skill in the art will understand, although this specific sequence of bleaching processes was used in this study, in accordance with aspects of the invention, any suitable known bleaching process can be used, including bleaching processes that exclude the use of chlorine compounds, which are completely free chlorine free (TCF) whitening processes excluding elemental chlorine, such as elemental chlorine-free (ECF) whitening processes s.

Фигура 3 представляет график сравнения выхода отсортированной целлюлозы как функции от перманганатного числа после кислородной делигнификации для аспектов настоящего изобретения и существующего в настоящее время уровня техники. Как показано, аспекты изобретения предоставляют целлюлозную массу, которая легче отбеливается в сравнении со стандартными способами существующего в настоящее время уровня техники. Как известно из уровня техники, процент выхода отсортированной целлюлозы представляет собой отношение массы выработанной в процессе целлюлозы к массе загруженной в процесс древесины, после того как выработанная целлюлоза отсортирована с удалением сучков, щепок и другого нежелательного материала. Предпочтительным является более высокий выход отсортированной целлюлозы. Перманганатное число после обработки O2 соотносится с содержанием лигнина в подвергшейся варке и кислородной делигнификации целлюлозе. Как известно из уровня техники, предпочтительным является более низкое значение перманганатного числа. Что касается Фигур 3 и 4, используются следующие обозначения: A = кислота; C = карбонатная предварительная обработка; Kr = крафт-обработка; SAQ = содово-антрахиноновая обработка. Буквенное обозначение "(M + N)" обозначает, что обработка осуществлялась при M % NaOH на древесину в пересчете на Na2O и N % Na2S на древесину в пересчете на Na2O. Способы настоящего изобретения, кроме того, включают обработку типа кислородной делигнификации, в результате приводящую к получению целлюлозной массы с пониженным перманганатным числом, после обработки типа кислородной делигнификации, при заданном выходе отсортированной целлюлозы, в сравнении с целлюлозной массой, полученной способом без практического применения стадии предварительной обработки 14.Figure 3 is a graph comparing the yield of sorted cellulose as a function of permanganate number after oxygen delignification for aspects of the present invention and the current state of the art. As shown, aspects of the invention provide pulp that is easier to bleach compared to standard methods of the current state of the art. As is known from the prior art, the percent yield of sorted cellulose is the ratio of the mass of pulp produced in the process to the mass of wood loaded into the process, after the pulp is sorted to remove knots, chips and other undesirable material. Preferred is a higher yield of sorted pulp. The permanganate number after treatment with O 2 is correlated with the lignin content in the pulp subjected to cooking and oxygen delignification. As is known in the art, a lower permanganate number value is preferred. As for Figures 3 and 4, the following notation is used: A = acid; C = carbonate pretreatment; Kr = crafting; SAQ = soda-anthraquinone treatment. The letter "(M + N)" means that the treatment was carried out at M% NaOH for wood, calculated as Na 2 O and N% Na 2 S for wood, in terms of Na 2 O. The methods of the present invention further include processing type of oxygen delignification, resulting in obtaining a pulp with a reduced permanganate number, after processing the type of oxygen delignification, at a given output of sorted cellulose, in comparison with the pulp obtained by the method without the practical application of the preliminary stage 14 processing.

Как показано на Фигуре 3, существует поразительное улучшение целлюлозной массы в случае карбонатной предварительной обработки при содовой-AQ варке("X" C-SAQ) в сравнении с содовой-AQ варкой целлюлозы без предварительной обработки ("▲" SAQ). В соответствии с результатами, представленными на Фигуре 3, перманганатное число, которое получено в случае карбонатной предварительной обработки с последующей содовой-AQ ("X" C-SAQ) варкой, достигает более низкого значения после O2 отбеливания чем перманганатное число для содовой-AQ целлюлозы без предварительной обработки ("▲" SAQ). В качестве примера, после обработки O2 перманганатное число в случае C-SAQ ("X") составляет чуть выше 8 при процентном выходе отсортированной целлюлозы свыше 52%, и после обработки O2 перманганатное число в случае SAQ ("▲") приблизительно составляет 10,5 при сравнимом выходе отсортированной целлюлозы приблизительно 52,5%. Это и представляет собой, при сравнимых выходах отсортированной целлюлозы, аспект настоящего изобретения, предоставляющий более низкое перманганатное число в сравнении с существующим в настоящее время уровнем техники. В силу вышесказанного, карбонатная обработка снижает перманганатное число (как для неотбеленной целлюлозы, так и после О-стадии).As shown in Figure 3, there is a striking improvement in pulp in the case of carbonate pre-treatment with soda-AQ cooking ("X" C-SAQ) compared to soda-AQ cooking without pretreatment ("▲" SAQ). In accordance with the results presented in Figure 3, the permanganate number obtained in the case of carbonate pretreatment followed by soda-AQ (“X” C-SAQ) cooking reaches a lower value after O 2 bleaching than the permanganate number for soda-AQ pulp without pretreatment ("▲" SAQ). As an example, after treatment with O 2, the permanganate number in the case of C-SAQ ("X") is slightly higher than 8 with a percentage yield of sorted pulp over 52%, and after treatment with O 2 the permanganate number in the case of SAQ ("▲") is approximately 10.5 with a comparable yield of sorted pulp of approximately 52.5%. This is, with comparable yields of sorted cellulose, an aspect of the present invention providing a lower permanganate number compared to the current state of the art. In view of the above, carbonate treatment reduces the permanganate number (both for unbleached pulp and after the O-stage).

В этих лабораторных опытах, потеря выхода целлюлозы во всех стадиях кислородной обработки была приблизительно 1,4-1,8%. Небольшие различия в потере выхода в процессе О-стадий незначительны, если пересчитать их в "процент на древесную щепу". Карбонатная обработка или кислотная обработка с последующей карбонатной предварительной обработкй (что представляет собой "AC-предварительная обработка") не улучшает выход волокна, получаемого при крафт-варке целлюлозы. Однако, как показано на Фигуре 3, карбонатная и кислотная + карбонатная предварительные обработки ("X" C-SAQ и "*" AC_SAQ) явно улучшают выход стадии SAQ варки ("▲"). Это означает, в соответствии с аспектами изобретения, что обеспечивается более высокий выход отсортированной целлюлозы в сравнении со стандартными способами SAQ варки целлюлозы.In these laboratory experiments, the loss in cellulose yield at all stages of the oxygen treatment was approximately 1.4-1.8%. Small differences in yield loss during the O-stages are insignificant when converted to “percent on wood chips”. Carbonate treatment or acid treatment followed by carbonate pretreatment (which is the “AC pretreatment”) does not improve the yield of fiber obtained by kraft pulping. However, as shown in Figure 3, carbonate and acid + carbonate pretreatments (“X” C-SAQ and “*” AC_SAQ) clearly improve the yield of the SAQ cooking step (“▲”). This means, in accordance with aspects of the invention, that a higher yield of sorted pulp is achieved compared to standard SAQ pulping methods.

Фигура 4 представляет график сравнения перманганатного числа полностью отбеленной целлюлозы как функцию от проведенной кислородной делигнификации для аспектов настоящего изобретения и для существующего в настоящее время уровня техники. Ордината на Фигуре 4 представляет собой величину коэффициента рассеивания света (LAC) для полностью отбеленой целлюлозы после ODoEpD1 отбеливания, и абсцисса представляет собой полученное после обработки O2 перманганатное число. Проведенный анализ Фигуры 4 показывает, что целлюлоза после стандартной содовой-AQ варки ("▲") сильнее окрашена (что означает, что она имеет более высокие значения LAC) чем целлюлоза после крафт-варки ("закрашенный ромб"). Однако целлюлоза в результате содовой-AQ варки и после кислотной (A) и карбонатной предварительной обработки (C) ("незакрашенный треугольник" and "незакрашенный ромб") в соответствии с аспектами изобретения имеет равнозначную или слегка сниженную окраску, чем целлюлоза после крафт-варки без предварительных обработок.Figure 4 is a graph comparing the permanganate number of fully bleached pulp as a function of oxygen delignification performed for aspects of the present invention and the current state of the art. The ordinate in Figure 4 is the light scattering coefficient (LAC) value for fully bleached pulp after bleaching OD o EpD 1 , and the abscissa is the permanganate number obtained after treatment with O 2 . The analysis of Figure 4 shows that the pulp after standard soda-AQ cooking ("▲") is more colored (which means that it has higher LAC values) than the pulp after kraft cooking ("filled diamond"). However, cellulose from soda-AQ cooking and after acidic (A) and carbonate pretreatment (C) (“open triangle” and “open diamond”) in accordance with aspects of the invention has an equivalent or slightly reduced color than cellulose after kraft cooking without pretreatments.

Дополнительные лабораторные испытания осуществляли для сравнения свойств отбеленной целлюлозы крафт-варки, отбеленной целлюлозы кислотно-карбонатной-крафт варки и отбеленной целлюлозы кислотно-карбонатной-содовой-антрахиноновой варки. Некоторые свойства отбеленной целлюлозы, полученной крафт варкой, в соответствии с существующим в настоящее время уровнем техники, целлюлозы, полученной кислотно-карбонатной (AC)-крафт-варкой в соответствии с аспектом изобретения, и целлюлозы, полученной кислотно-карбонатной (AC)-SAQ варкой в соответствии с аспектом изобретения из древесной щепы сахарного клена документально зафиксированы в Таблице 4. Как показано в Таблице 4, целлюлоза, полученная содовой-AQ варкой, с предварительной обработкой как кислотой, так и карбонатом, в результате получена с улучшенным выходом. Выходы отсортированной целлюлозы были самыми высокими для AC-SAQ варки, величиной 53,2, в сравнении с выходом меньше 52 как для крафт-варки существующего в настоящее время уровня техники, так и для AC-крафт-варки целлюлозы. Предварительная обработка AC повышала конечную степень отбеленности целлюлозы, полученной крафт-варкой, с 91,0 до 92,6.Additional laboratory tests were performed to compare the properties of bleached kraft pulp, bleached acid-carbonate-kraft pulp and bleached acid-carbonate-soda-anthraquinone pulp. Some properties of bleached kraft pulp according to the current state of the art, acid-carbonate (AC) -kraft pulp according to an aspect of the invention, and acid-carbonate (AC) -SAQ pulp by cooking in accordance with an aspect of the invention, sugar maple wood chips are documented in Table 4. As shown in Table 4, soda-AQ pulp obtained by pretreatment with both acid and carbonate, resulting in a floor learned with improved yield. The yields of sorted pulp were the highest for AC-SAQ cooking, 53.2, compared with a yield of less than 52 both for kraft cooking of the current state of the art and for AC-kraft pulping. AC pretreatment increased the final bleaching degree of pulp obtained by kraft cooking from 91.0 to 92.6.

Таблица 4
Свойства отбеленной целлюлозы, полученной крафт процессом в соответствии с существующим в настоящее время уровнем техники, и полученной AC-крафт и AC-SAQ процессами варки целлюлозы в соответствии с настоящим изобретением.
Table 4
Properties of bleached pulp obtained by the Kraft process in accordance with the current level of technology, and obtained by AC-Kraft and AC-SAQ pulping processes in accordance with the present invention.
крафтcraft АС-крафтAC craft AC-SAQAC-SAQ Перманганатное число неотбелеенной целлюлозыPermanganate number of unbleached pulp 17,417.4 17,817.8 19,319.3 Выход отсортированной целлюлозы1 Sorted pulp yield 1 51,851.8 51,451,4 53,253,2 Отходы забракованные1 Rejected waste 1 0,10.1 0,10.1 0,10.1 Перманганатное число после обработки О2 Permanganate number after processing O 2 9,29.2 8,78.7 9,89.8 Степень отбеленности после О2 обработки2 The degree of bleaching after O 2 processing 2 ~55,0~ 55.0 57,457.4 54,154.1 ODEp степень отбеленностьODEp degree of whitening 82,882.8 83,583.5 82,382.3 Конечная степень отбеленностиThe final degree of whitening 91,091.0 92,692.6 91,291.2 Конечный LAC3, м2/кгFinal LAC 3 , m 2 / kg 0,1820.182 0,1210.121 0,1730.173 Выход отбеленной целлюлозы1 Bleached Pulp Yield 1 49,849.8 49,549.5 51,251,2 1% на древесную щепу.
2 % Elrepho.
3 Коэффициент рассеивания света (LAC) = 40,8 м2/кг для всех трех образцов целлюлозы.
1 % on wood chips.
2 % Elrepho.
3 Light scattering coefficient (LAC) = 40.8 m 2 / kg for all three pulp samples.

Когда варка целлюлозы проводится в соответствии с аспектами изобретения, как это показано на Фигуре 1, по крайней мере, некоторое количество стока A-стадии (кислотной стадии) может быть замещено, например, от 50% до 75% общего количества стока A стадии, с помощью карбонатсодержащего раствора. В одном аспекте, по крайней мере, некоторая часть или возможно весь сток карбонатной стадии может быть перенесен вместе с древесной щепой в крафт или SAQ стадию. В лабораторных опытах, о которых уже сделано сообщение, сток карбонатной стадии возвращали после пропускания через конденсационный аппарат. NaOH вводили в сток в виде гранул и AQ в виде порошка растворяли в конденсированном стоке. Сток, содержащий карбонат и AQ, затем возвращали в лабораторный варочный котел на SAQ стадию. Раствор сульфида натрия и гранулы NaOH добавляли к стоку карбонатной стадии в реакторном сосуде крафт-варки. Для целевого назначения этого применения, степень отбеленности представлена как процент непрозрачности Elrepho.When pulping is carried out in accordance with aspects of the invention, as shown in Figure 1, at least a certain amount of A-stage effluent (acid stage) can be replaced, for example, from 50% to 75% of the total amount of A stage effluent, s using a carbonate-containing solution. In one aspect, at least some or possibly all of the carbonate stage effluent can be transferred together with wood chips to the Kraft or SAQ stage. In laboratory experiments, which have already been reported, the carbonate stage effluent was returned after passing through a condensation apparatus. NaOH was introduced into the stock in the form of granules and AQ in the form of a powder was dissolved in a condensed stock. The effluent containing carbonate and AQ was then returned to the laboratory digester to the SAQ stage. A solution of sodium sulfide and NaOH pellets were added to the carbonate stage effluent in a Kraft cooking vessel. For the intended use of this application, the degree of whitening is presented as a percentage of opacity of Elrepho.

Заявители предположили, что что использование некоторой части или всего количества стока карбонатной стадии может быть важным для аспектов изобретения, например, для карбонатного-SAQ процесса. Заявители убеждены, что это возможно, потому что предполагается возможность того, что карбонатный сток может содержать много низкомолекулярных углеводов с восстанавливающими концевыми группами. Предполагается, что растворение углеводов во время карбонатной стадии может составлять приблизительно 5% от исходной массы древесной щепы (высушенной основы). Заявители убеждены, что следует ожидать смешанный гидролиз углеводов и образование новых восстанавливающих концевых групп возможно при каждом гидролизе. Высокая концентрация восстанавливающих концевых групп снизит содержание AQ, при том что более высокая доля его будет образовывать AHQ (антрахинон), который представляет собой активный катализатор делигнификации. Каталитический цикл AQ/AHQ схематически показан на Фигуре 5. Кроме того, когда восстанавливающая концевая группа в твердой фазе окисляется до карбоновой кислоты, она становится устойчивой к реакции щелочного отслаивания коры, которая уменьшает молекулярную массу углеводов и снижает выход целлюлозы. Вышеприведенная гипотеза может объяснить, почему карбонатная стадия улучшает выход целлюлозы в случае SAQ варки, но не в случае крафт-варки. Окисление восстанавливающих концевых групп до карбоновых кислот не считается значимой реакцией (или хотя бы происходящей) в крафт-процессе или в процессе содовой варки без добавления AQ.Applicants have suggested that the use of some or all of the carbonate stage effluent may be important for aspects of the invention, for example, for a carbonate-SAQ process. Applicants are convinced that this is possible because the possibility is assumed that the carbonate runoff may contain many low molecular weight carbohydrates with reducing terminal groups. It is assumed that the dissolution of carbohydrates during the carbonate stage can be approximately 5% of the initial mass of wood chips (dried base). Applicants are convinced that mixed hydrolysis of carbohydrates and the formation of new reducing end groups are possible with each hydrolysis. A high concentration of reducing terminal groups will reduce the AQ content, while a higher proportion of it will form AHQ (anthraquinone), which is an active delignification catalyst. The AQ / AHQ catalytic cycle is shown schematically in Figure 5. In addition, when the reducing end group in the solid phase is oxidized to a carboxylic acid, it becomes resistant to the alkaline peeling reaction of the cortex, which reduces the molecular weight of carbohydrates and reduces the yield of cellulose. The above hypothesis may explain why the carbonate step improves cellulose yield in the case of SAQ cooking, but not in the case of kraft cooking. The oxidation of the reducing end groups to carboxylic acids is not considered a significant reaction (or at least occurring) in the Kraft process or in the process of soda cooking without adding AQ.

Для дальнейшего подтверждения преимуществ аспектов изобретения дополнительные лабораторные исследования были выполнены с древесной щепой из смеси древесных пород. В качестве примера, смесь древесной щепы, включающая в себя, приблизительно, 60% древесины семейства тополя дельтовидного (Populus deltoids), приблизительно, 20% березы белой (Betula papynfera), и, приблизительно, 20% сахарного клена была использована. Результаты крафт-варки существующего в настоящее время уровня техники, содовой-AQ варки существующего в настоящее время уровня техники и варки в соответствии с аспектами изобретения, такой как с кислотной и с кислотной/карбонатной предварительными обработками, представлены в Таблице 5. Условия кислотной предварительной обработки были:To further confirm the advantages of aspects of the invention, additional laboratory studies were performed with wood chips from a mixture of wood species. As an example, a wood chip mixture comprising approximately 60% of the wood of the deltoid family ( Populus deltoids ), approximately 20% of white birch ( Betula papynfera ), and approximately 20% of sugar maple was used. The results of kraft cooking of the current state of the art, soda-AQ cooking of the current state of the art and cooking in accordance with aspects of the invention, such as with acid and acid / carbonate pretreatments, are presented in Table 5. Conditions for acid pretreatment were:

A1: 20 мин при 150°C с 1,5% уксусной кислоты на древесную щепу (конечное значение pH~3,5); иA 1 : 20 min at 150 ° C with 1.5% acetic acid on wood chips (final pH ~ 3.5); and

A2: 60 мин при 120°C с 3,0% уксусной кислоты (конечное значение pH 3,2).A 2 : 60 min at 120 ° C with 3.0% acetic acid (final pH 3.2).

Как указано в Таблице 5, A1 предварительная обработка обеспечила получение целлюлозы после содовой-AQ варки с наиболее высокой степенью отбеленности (что представляет собой "Конечное значение") (90,8), нежели крафт-варки (89,9), но выход целлюлозы был несколько ниже. Протекающая в мягких условиях A2 предварительная обработка с кислотной-карбонатной-SAQ варкой обеспечивала наибольший выход целлюлозы (54,2%), нежели и стандартная крафт-варки, и SAQ-варка. Обработка A2C-SAQ также дает более высокую степень отбеленности (89,2), чем SAQ-варка (88,4), но меньшую, чем крафт-варка (89,9). В одном аспекте изобретения заявители уверены, что жесткие условия кислотной (A) стадии могут быть более предпочтительными, чем A2 кислотная обработка, но менее предпочтительными, чем A1 кислотная обработка для этой композиции древесной цепы. Так же, как показано в Таблице 5, коэффициент прочности на растяжение, полученный после 2000 ионизацией импульсным полем (PFI) циклов осветления, как это указано в виде "коэффициента прочности на растяжение", для кислотной-крафт варки (78,3) и кислотной-SAQ-варки (86,1) был ниже, чем при крафт-варке (94,4). Однако кислотно-карбонатная-SAQ-варка имела наибольший коэффициент (который составляет 100,2), дополнительно подчеркивая преимущества аспектов изобретения. Из результатов, которые присутствуют в Таблице 5, явствует, что целлюлоза с большим выходом и возможно большим содержанием гемицеллюлоз требует меньшего осветления. Не было существенных различий для кривых прочности при растяжении-разрыве.As indicated in Table 5, A 1 pretreatment provided cellulose after soda-AQ cooking with the highest degree of bleaching (which represents the "Final Value") (90.8) than kraft cooking (89.9), but yield pulp was slightly lower. The pretreatment with acid-carbonate-SAQ cooking, which takes place under mild A 2 conditions, provided the highest yield of pulp (54.2%) than standard kraft cooking and SAQ cooking. A 2 C-SAQ treatment also gives a higher degree of bleaching (89.2) than SAQ cooking (88.4), but less than kraft cooking (89.9). In one aspect of the invention, applicants are certain that stringent acid (A) stage conditions may be more preferred than A 2 acid treatment, but less preferred than A 1 acid treatment for this wood chain composition. Also, as shown in Table 5, the tensile strength coefficient obtained after 2000 pulsed-field ionization (PFI) clarification cycles, as indicated by the "tensile strength coefficient", for acid-craft cooking (78.3) and acid SAQ cooking (86.1) was lower than with kraft cooking (94.4). However, acid-carbonate-SAQ cooking had the highest ratio (which is 100.2), further emphasizing the advantages of aspects of the invention. From the results that are presented in Table 5, it appears that cellulose with a large yield and possibly a high content of hemicelluloses requires less clarification. There were no significant differences for the tensile-tensile strength curves.

Таблица 5
Воздействие кислотной и кислотной/карбонатной предварительных обработок на крафт и содовую-AQ варку смешанной древесины твердых пород
Table 5
Impact of Acid and Acid / Carbonate Pretreatments on Kraft and Soda-AQ Cooking of Mixed Hardwood
крафтcraft А1-крафтA 1 craft SAQSaq A1-SAQA 1 -SAQ A2C1-SAQ1 A 2 C 1 -SAQ 1 Выход отсортированной целлюлозыSorted pulp yield 53,253,2 51,151.1 53,053.0 52,752.7 54,254,2 Отходы забракованныеRejected waste 0,20.2 0,10.1 0,30.3 0,10.1 0,20.2 Перманганатное число неотбеленной целлюлозыPermanganate number of unbleached pulp 16,716.7 17,117.1 16,616.6 15,915.9 18,918.9 Перманганатное число О2-отбеленной целлюлозыPermanganate number About 2- bleached pulp 9,69.6 9,69.6 9,89.8 9,49,4 9,59.5 Конечное значение степени отбеленности
(% elrepho)
The final value of the degree of whitening
(% elrepho)
89,989.9 91,891.8 88,488.4 90,890.8 89,289.2
CSF2 CSF 2 412412 489489 429429 375375 Коэффициент прочности на растяжение2 Tensile Strength Factor 2 94,494.4 78,378.3 86,186.1 100,2100,2 1EA=IO% Na2O; 14,0% для других варок.
2Канадский стандарт скорости обезвоживания бумажной массы и коэффициента прочности на растяжение при 2000 PFI циклов (облегченная нагрузка) для O2 - легнифицированной целлюлозной массы.
1 EA = IO% Na 2 O; 14.0% for other brews.
2 Canadian Standard for Pulp Dewatering Rate and Tensile Strength Factor at 2,000 PFI Cycles (Light Load) for O 2 - Lightweight Pulp.

Кроме того, мягкие условия протекания карбонатной стадии были изучены для полного понимания преимуществ карбонатной-SAQ варки и для дальнейшего установления различий между настоящим изобретением и более ранним исследованием в патенте '241, где не были включены антрахиноны. Результаты этого исследования суммированы в Таблице 6. Композиция древесной щепы была приготовлена как состоящая из 50% сахарного клена, 40% тополя дельтовидного и 10% березы белой. Стадии карбонатной обработки в соответствии с аспектами изобретения проводили при 130°C и 140°C либо с 3,0, либо с 5,0% Na2CO3 загрузкой (из расчета на Na2O) на древесину и в течение периода времени либо 30, либо 60 минут. В этих опытах требовалось приблизительно 30-35 минут для достижения максимальной температуры. Около 70% стока карбонатной стадии было слито и утилизировано после карбонатной обработки. Карбонатный сток замещали дистиллированной водой, когда варочные химикаты добавляли на стадии SAQ или крафт-варки.In addition, the mild conditions of the carbonate stage have been studied to fully understand the benefits of carbonate-SAQ cooking and to further distinguish between the present invention and the earlier study in the '241 patent, where anthraquinones were not included. The results of this study are summarized in Table 6. A wood chips composition was prepared as consisting of 50% sugar maple, 40% deltoid poplar and 10% white birch. The carbonate treatment steps in accordance with aspects of the invention were carried out at 130 ° C and 140 ° C with either 3.0 or 5.0% Na 2 CO 3 loading (based on Na 2 O) onto the wood and over a period of time either 30 or 60 minutes. In these experiments, it took approximately 30-35 minutes to reach maximum temperature. About 70% of the carbonate stage effluent was drained and disposed of after carbonate treatment. Carbonate stock was replaced with distilled water when the cooking chemicals were added at the SAQ or kraft stage.

Таблица 6
Воздействие карбонатной предварительной варки при 130 градусах C и при 140 градусах C
Table 6
Exposure to carbonate pre-cooking at 130 degrees C and at 140 degrees C
Номер серииBatch number Температура С стадии,
°С
Temperature C stage
° C
Время, минTime min Конечный рНFinal pH Н-фактор в S или К2 H factor in S or K 2 Выход отсорти-рованной целлюлозы3 Sorted pulp yield 3 Отходы отбра-кованные3 Scrap waste 3 Перман-ганатное число4 Permanent number 4
1one 130 (3,0%)5 130 (3.0%) 5 30thirty 8,08.0 816 (S)816 (S) 55,155.1 2,82,8 28,828.8 22 130 (3,0%)130 (3.0%) 6060 7,87.8 816 (S)816 (S) 55,855.8 1,41.4 27,627.6 33 130 (5,0%)130 (5.0%) 30thirty 9,19.1 816 (S)816 (S) 55,155.1 1,11,1 23,423,4 4four 140 (3,0%)140 (3.0%) 30thirty 8,28.2 816 (S)816 (S) 55,055.0 1,51,5 24,4(12,3)24.4 (12.3) 55 140 (3,0%)140 (3.0%) 6060 7,97.9 816 (S)816 (S) 55,855.8 0,60.6 23,1(10,7)23.1 (10.7) 66 140 (3,0%)140 (3.0%) 6060 7,57.5 816 (К)816 (C) 54,454,4 0,40.4 20,920.9 77 140 (5,0%)140 (5.0%) 30thirty 8,68.6 816 (S)816 (S) 54,554.5 0,30.3 19,3(10,2)19.3 (10.2) 88 -- -- 992 (К)6 992 (W) 6 53,553.5 0,50.5 17,3(9,0)17.3 (9.0) 99 -- -- 992 (S)992 (S) 54,254,2 1,01,0 22,622.6 1Конечное значение pH карбонатной стадии варки (С стадии).
2S = SAQ; K= крафт.
3 процент на древесную щепу.
4 Перманганатное число отсортированной целлюлозы; величина, полученная после обработки O2, приведена в круглых скобках.
5 Na2CO3 использованное, из расчета % Na2O на древесную щепу.
1 Final pH value of the carbonate cooking stage (C stage).
2 S = SAQ; K = craft.
3 percent on wood chips.
4 Permanganate number of sorted pulp; the value obtained after treatment with O 2 is shown in parentheses.
5 Na 2 CO 3 used, based on% Na 2 O per wood chips.

В соответствии с результатом, представленным в Таблице 6, наилучшие результаты получены в случае карбонатной-SAQ обработки, при продолжительности карбонатной стадии 60 минут, при 140 градусах C, с 3% Na2CO3 на древесную щепу (из расчета на Na2O) (например, см. серию опытов 5). Целлюлоза серии опытов 5 была получена с выходом отсортированной целлюлозы из расчета на древесную щепу, приблизительно, на 2,0% более высоким, чем в серии опытов 8 (ссылка на крафт-варку), и только с потерей преимущества 1,7 единиц перманганатного числа после кислородной делигнификации в сравнении с серией опытов 8. При сравнении крафт-варки с предварительной обработкой (серия опытов 6) карбонатной-SAQ варкой (серия опытов 5) имелось преимущество в выходе, приблизительно, 1,0% на древесную щепу. Такое преимущество в выходе оборачивается суммарным повышением прибыли, приблизительно, в $4M/год для типового химического варочного завода.In accordance with the result presented in Table 6, the best results were obtained in the case of carbonate-SAQ treatment, with a duration of carbonate stage of 60 minutes, at 140 degrees C, with 3% Na 2 CO 3 on wood chips (based on Na 2 O) (for example, see series of experiments 5). The cellulose of experiment series 5 was obtained with the yield of sorted cellulose based on wood chips approximately 2.0% higher than in series of experiments 8 (reference to kraft cooking), and only with a loss of advantage of 1.7 units of permanganate number after oxygen delignification in comparison with a series of experiments 8. When comparing kraft cooking with pre-treatment (series of experiments 6) with carbonate-SAQ cooking (series of experiments 5), there was an advantage in yielding approximately 1.0% to wood chips. This yield advantage results in a total profit increase of approximately $ 4M / year for a typical chemical brewery.

В дополнение к вышесказанному, объединенный Н-фактор карбонатной (C) и содовой-AQ стадий в серии опытов 5 составляет 897 (81+816) с получением целлюлозы, имеющей приблизительно одинаковое перманганатное число (23,1 в сравнении с 22,6), более высокий выход (55,8 в сравнении с 54,2) и меньшее количество забраковынных отходов (0,6 в сравнении с 1,0), при сравнении с целлюлозой, полученной путем SAQ в соответствии с существующим в настоящее время уровнем техники без предварительной обработки, но с Н-фактором 992 (серия опытов 9). Время, потраченное на карбонатную стадию, может иметь существенное влияние, полученную в результате целлюлозу. В лабораторных опытах дополнительные 30 минут карбонатной стадии при pH ~ 8 (см. серию опытов 4 в сравнении с серией опытов 5) в результате приводили к преимуществу в 1,6 единиц перманганатного числа после содовой-AQ варки и кислородной делигнификации. Более того, дополнительные 30 минут карбонатной стадии предоставляют более высокий выход отсортированной целлюлозы. Сверх того, считается, что большее количество восстанавливающих концевых групп получилось в результате дополнительных 30 минут проведения карбонатной стадии, более длительное итоговое время варки превращает большее количество забракованных отходов в отсортированную волокнистую массу.In addition to the above, the combined H-factor of carbonate (C) and soda-AQ stages in a series of experiments 5 is 897 (81 + 816) to obtain cellulose having approximately the same permanganate number (23.1 compared to 22.6), higher yield (55.8 compared to 54.2) and less rejected waste (0.6 compared to 1.0) when compared to cellulose obtained by SAQ in accordance with the current level of technology without prior processing, but with an H-factor of 992 (series of experiments 9). The time spent on the carbonate stage can have a significant effect on the resulting pulp. In laboratory experiments, an additional 30 minutes of the carbonate stage at pH ~ 8 (see series of experiments 4 compared to series of experiments 5) resulted in an advantage of 1.6 units of permanganate number after soda-AQ cooking and oxygen delignification. Moreover, an additional 30 minutes of the carbonate stage provides a higher yield of sorted pulp. Moreover, it is believed that a larger number of reducing end groups was obtained as a result of an additional 30 minutes of the carbonate stage, a longer final cooking time turns more rejected waste into sorted pulp.

Аспекты изобретания могут быть осуществлены в аппаратах периодического действия (таких как, но не ограничиваясь только стандартными, SuperBatch® или Rapid Displacement Heating) или непрерывного действия (таких как, но не ограничиваясь только стандартными для содовой варки, стандартными для крафт-варки, Lo-Solids® Cooking, EMCC® Cooking, ITC® Cooking, и Compact Cooking), в которых автоклав (как требуется для карбонатной обработки) применяется для какой-либо или для всех стадий кислотной, карбонатной обработки и варки. Аспекты изобретения также пригодны для подготовки к транспортировке или хранению измельченного волокнистого материала, например, как описано в патенте США 6,55,462, раскрытие которого включено в качестве ссылки в этот документ. Для систем периодического действия стандартные устройства, такие как перекачивающие щелок в реакционный сосуд, могут использоваться для замены щелока в варочном котле, или щелок может быть удален из варочного котла самотеком или выкачивающими вакуумными аппаратами, до того как новый варочный щелок добавлен в варочный котел. Все щелоки могут быть подвергнуты предварительному нагреву с использованием способов, известных из уровня техники, таких как способы извлечения щелока SuperBatch или RDH. Кроме того, нагревание щелока может быть выполнено в реакционном сосуде посредством циркуляционной замкнутой системы или добавлением острого пара.Aspects of the invention may be practiced in batch devices (such as, but not limited to standard, SuperBatch® or Rapid Displacement Heating) or continuous (such as, but not limited to standard for soda cooking, standard for kraft cooking, Lo- Solids® Cooking, EMCC® Cooking, ITC® Cooking, and Compact Cooking), in which an autoclave (as required for carbonate processing) is used for any or all stages of acid, carbonate processing and cooking. Aspects of the invention are also suitable for preparing for transportation or storage of pulverized fibrous material, for example, as described in US Pat. No. 6,55,462, the disclosure of which is incorporated herein by reference. For batch systems, standard devices, such as pumping liquor to the reaction vessel, can be used to replace liquor in the digester, or liquor can be removed from the digester by gravity or vacuum pumping devices before a new liquor is added to the digester. All liquors can be preheated using methods known in the art, such as SuperBatch or RDH liquor recovery methods. In addition, heating of the liquor can be performed in the reaction vessel by means of a circulating closed system or by adding hot steam.

Описанные в этом документе аспекты настоящего изобретения предоставляют процесс предварительной обработки целлюлозного материала и процесс варки, который обеспечивает полезные усовершенствования обработок древесной щепы и сопутствующих измельченных целлюлозных материалов в соответствии с существующим в настоящее время уровнем техники. Как становится понятно из данных испытаний, представленных в этом документе, предварительная обработка древесной щепы карбонатсодержащим раствором в присутствии или в отсутствии антрахинона может привести к получению целлюлозной массы с большим выходом, с меньшим количеством забракованных отходов, с увеличенными прочностными свойствами, и требует меньшее количество химикатов как для получения, так и для отбеливания.Aspects of the present invention described herein provide a pulp pretreatment process and a cooking process that provides useful improvements to the processing of wood chips and related pulped pulp materials in accordance with the current state of the art. As it becomes clear from the test data presented in this document, pre-treatment of wood chips with a carbonate-containing solution in the presence or absence of anthraquinone can lead to cellulosic pulp in high yield, with less rejected waste, with increased strength properties, and requires fewer chemicals both for receiving and for bleaching.

Несмотря на то, что несколько аспектов настоящего изобретения были описаны и доказаны в этом документе, альтернативные аспекты могут быть предоставлены специалистом в данной области техники для достижения тех же целей. В соответствии с этим, существует намерение прилагаемой формулой изобретения охватить все такие альтернативные апекты как подпадающие в рамки фактической сущности и объема изобретения.Although several aspects of the present invention have been described and proven in this document, alternative aspects can be provided by a person skilled in the art to achieve the same objectives. In accordance with this, it is the intention of the appended claims to cover all such alternative points as falling within the scope of the actual essence and scope of the invention.

Claims (50)

1. Способ обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала, включающий в себя:
а) обработку целлюлозного волокнистого материала свободным от серы карбонатсодержащим раствором с получением предварительно обработанного целлюлозного материала и, в конце а) раствором, имеющим pH от 7 до 9,1; и
b) обработку предварительно обработанного целлюлозного материала варочным химикатом в течение достаточного времени и при достаточной температуре с получением целлюлозной массы;
в котором, по крайней мере, в одном из а) и b) целлюлозный волокнистый материал обрабатывается антрахиноном.
1. A method of processing powdered cellulosic fibrous material, including:
a) treating the cellulosic fibrous material with a sulfur-free carbonate-containing solution to obtain a pre-treated cellulosic material and, finally, a) a solution having a pH of from 7 to 9.1; and
b) treating the pre-treated cellulosic material with a cooking chemical for a sufficient time and at a sufficient temperature to obtain a pulp;
in which at least one of a) and b) the cellulosic fibrous material is treated with anthraquinone.
2. Способ по п.1, в котором целлюлозный волокнистый материал обрабатывается антрахиноном в а).2. The method according to claim 1, in which the cellulosic fibrous material is treated with anthraquinone in a). 3. Способ по п.1 или 2, в котором предварительно обработанный целлюлозный волокнистый материал обрабатывается антрахиноном в b).3. The method according to claim 1 or 2, in which the pre-treated cellulosic fibrous material is treated with anthraquinone in b). 4. Способ по п.1 или 2, в котором карбонатсодержащий раствор включает в себя раствор, содержащий карбонат натрия.4. The method according to claim 1 or 2, in which the carbonate-containing solution includes a solution containing sodium carbonate. 5. Способ по п.4, в котором раствор, содержащий карбонат натрия, включает в себя от 1% до 5% карбоната натрия из расчета Na2O на древесину, и обработка происходит в течение 15-120 мин при температуре от 120 до 200°С.5. The method according to claim 4, in which the solution containing sodium carbonate includes from 1% to 5% sodium carbonate based on Na 2 O per wood, and processing takes place for 15-120 minutes at a temperature of from 120 to 200 ° C. 6. Способ по п.5, в котором раствор, содержащий карбонат натрия, включает в себя от 2% до 4% карбоната натрия из расчета Na2O на древесину, и обработка происходит в течение 15-120 мин при температуре от 120 до 170°С.6. The method according to claim 5, in which the solution containing sodium carbonate includes from 2% to 4% sodium carbonate based on Na 2 O per wood, and processing takes place for 15-120 minutes at a temperature of from 120 to 170 ° C. 7. Способ по п.1, в котором свободный от серы карбонатсодержащий раствор включает в себя свободный от серы раствор карбоната натрия.7. The method according to claim 1, wherein the sulfur-free carbonate-containing solution includes a sulfur-free sodium carbonate solution. 8. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором варочный химикат включает в себя гидроксид натрия.8. The method according to any one of paragraphs.1, 2 or 7, in which the cooking chemical includes sodium hydroxide. 9. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором варочный химикат состоит из гидроксида натрия.9. The method according to any one of claims 1, 2 or 7, in which the cooking chemical consists of sodium hydroxide. 10. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором способ дополнительно включает в себя, перед а), с), обработку измельченного волокнистого материала кислотным раствором.10. The method according to any one of paragraphs.1, 2 or 7, in which the method further includes, before a), c), processing the crushed fibrous material with an acid solution. 11. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором способ дополнительно включает в себя, после с) и перед a), d), извлечение, по крайней мере, некоторого количества кислотного раствора из целлюлозного волокнистого материала.11. The method according to any one of paragraphs.1, 2 or 7, in which the method further includes, after c) and before a), d), extracting at least a certain amount of the acid solution from the cellulosic fibrous material . 12. Способ по п.4, в котором раствор карбоната натрия включает в себя от 1% до 5% карбоната натрия из расчета Na2O на древесную щепу.12. The method according to claim 4, in which the sodium carbonate solution comprises from 1% to 5% sodium carbonate based on Na 2 O per wood chips. 13. Способ по п.12, в котором карбонат натрия включает в себя от 2% до 4% карбоната натрия из расчета Na2O на древесную щепу.13. The method according to item 12, in which sodium carbonate includes from 2% to 4% sodium carbonate based on Na 2 O on wood chips. 14. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, который а) осуществляется на практике при температуре, превышающей 100°С.14. The method according to any one of paragraphs.1, 2 or 7, which a) is carried out in practice at a temperature exceeding 100 ° C. 15. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, который а) осуществляется на практике при температуре между 120°С и 170°С.15. The method according to any one of paragraphs.1, 2 or 7, which a) is carried out in practice at a temperature between 120 ° C and 170 ° C. 16. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, который а) осуществляется на практике при температуре между 120°С и 150°С.16. The method according to any one of claims 1, 2 or 7, which a) is carried out in practice at a temperature between 120 ° C and 150 ° C. 17. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, который а) осуществляется на практике за время от 15 мин до 120 мин.17. The method according to any one of paragraphs.1, 2 or 7, which a) is carried out in practice for a time from 15 minutes to 120 minutes 18. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором способ осуществляется на практике непрерывно.18. The method according to any one of paragraphs.1, 2 or 7, in which the method is carried out in practice continuously. 19. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором способ дополнительно включает в себя кислородную делигнификационную обработку.19. The method according to any one of claims 1, 2 or 7, in which the method further includes an oxygen delignification treatment. 20. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором обработка с антрахиноном включает в себя водный раствор антрахинона, имеющий концентрацию от 0,01 мас.% до 0,20 мас.% на древесную щепу.20. The method according to any one of claims 1, 2 or 7, in which the treatment with anthraquinone includes an aqueous solution of anthraquinone having a concentration of from 0.01 wt.% To 0.20 wt.% On wood chips. 21. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором обработка с антрахиноном включает в себя водный раствор антрахинона, имеющий концентрацию от 0,05 мас.% до 0,10 мас.% на древесную щепу.21. The method according to any one of claims 1, 2 or 7, in which the treatment with anthraquinone includes an aqueous solution of anthraquinone having a concentration of from 0.05 wt.% To 0.10 wt.% On wood chips. 22. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором антрахинон вводится после а) и включает в себя концентрацию водного раствора антрахинона от 0,01 мас.% до 0,20 мас.% на древесную щепу.22. The method according to any one of paragraphs.1, 2 or 7, in which anthraquinone is administered after a) and includes a concentration of an aqueous solution of anthraquinone from 0.01 wt.% To 0.20 wt.% On wood chips. 23. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором обработка предварительно обработанного целлюлозного материала варочным химикатом дополнительно включает в себя получение щелока, содержащего отработанный варочный химикат; и в котором способ дополнительно включает в себя:
обработку щелока, содержащего отработанный варочный химикат, с получением карбонатсодержащего раствора из отработанного варочного химиката; и
использование карбонатсодержащего раствора, полученного из отработанного варочного химиката в качестве карбонатсодержащего раствора в а).
23. The method according to any one of paragraphs.1, 2 or 7, in which the processing of the pre-treated cellulosic material with a cooking chemical further includes obtaining liquor containing spent cooking chemical; and in which the method further includes:
treating the liquor containing the spent cooking chemical to obtain a carbonate-containing solution from the spent cooking chemical; and
the use of a carbonate-containing solution obtained from a spent cooking chemical as a carbonate-containing solution in a).
24. Способ по п.23, в котором обработка щелока, содержащего отработанный варочный химикат, включает в себя:
концентрирование щелока, достаточное для обеспечения озоления,
сжигание концентрированного щелока с получением расплава, содержащего карбонат; и
введение щелока в расплав для обеспечения получения карбонатсодержащего раствора из отработанного варочного химиката.
24. The method according to item 23, in which the processing of liquor containing spent cooking chemical, includes:
sufficient liquor concentration to provide ashing,
burning concentrated liquor to form a melt containing carbonate; and
introducing liquor into the melt to provide a carbonate-containing solution from the spent cooking chemical.
25. Способ по п.23, в котором карбонатсодержащий раствор включает в себя от 2% до 5% карбоната натрия из расчета Na2O на древесную щепу.25. The method according to item 23, in which the carbonate-containing solution includes from 2% to 5% sodium carbonate based on Na 2 O on wood chips. 26. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором способ дополнительно включает в себя кислородную делигнификационную обработку и по крайней мере, одну стадию отбеливания, в котором способ приводит к получению целлюлозной массы, имеющей степень белизны больше, чем 88% elrepho.26. The method according to any one of claims 1, 2 or 7, in which the method further includes an oxygen delignification treatment and at least one bleaching step, in which the method results in a pulp having a whiteness greater than than 88% elrepho. 27. Способ обработки измельченного целлюлозного волокнистого материала, включающий в себя;
а) обработку целлюлозного волокнистого материала кислотным раствором;
b) обработку целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором с получением предварительно обработанного целлюлозного материала; и
c) обработку предварительно обработанного целлюлозного материала серосодержащим или не содержащем серы варочными химикатами, но содержащими анион гидроксида (ОН-), в течение достаточного времени при достаточной температуре с получением целлюлозной массы;
в котором, по крайней мере, в одном из b) и с) целлюлозный волокнистый материал обрабатывается антрахиноном.
27. A method of processing ground pulp fibrous material, comprising;
a) processing the cellulosic fibrous material with an acid solution;
b) treating the cellulosic fibrous material with a carbonate-containing solution to obtain pre-treated cellulosic material; and
c) treating the pre-treated cellulosic material with sulfur-containing or sulfur-free cooking chemicals, but containing hydroxide anion (OH - ), for a sufficient time at a sufficient temperature to obtain a pulp;
wherein in at least one of b) and c) the cellulosic fibrous material is treated with anthraquinone.
28. Способ по п.27, в котором целлюлозный волокнистый материал обрабатывается антрахиноном в b).28. The method according to item 27, in which the cellulosic fibrous material is treated with anthraquinone in b). 29. Способ по п.27 или 28, в котором предварительно обработанный целлюлозный волокнистый материал обрабатывается антрахиноном в с).29. The method according to item 27 or 28, in which the pre-treated cellulosic fibrous material is treated with anthraquinone in C). 30. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором карбонатсодержащий раствор включает в себя раствор, содержащий карбонат натрия.30. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the carbonate-containing solution includes a solution containing sodium carbonate. 31. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором карбонатсодержащий раствор включает в себя крафт-зеленый щелок.31. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the carbonate-containing solution includes Kraft green liquor. 32. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором карбонатсодержащий раствор включает в себя раствор, содержащий карбонат натрия, имеющий концентрацию от 1% до 12% карбоната натрия из расчета Na2O на древесину, предпочтительно от 2% до 9% карбоната натрия из расчета Na2O на древесину, и обработка происходит в течение 15-120 мин при температуре более чем 100°С, предпочтительно от 120°С до 170°С, более предпочтительно от 120°С до 150°С.32. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the carbonate-containing solution includes a solution containing sodium carbonate having a concentration of from 1% to 12% sodium carbonate based on Na 2 O per wood, preferably from 2% up to 9% sodium carbonate based on Na 2 O per wood, and processing takes place for 15-120 minutes at a temperature of more than 100 ° C, preferably from 120 ° C to 170 ° C, more preferably from 120 ° C to 150 ° C . 33. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором раствор, содержащий карбонат натрия, включает в себя водный раствор, имеющий концентрацию от 3% до 9% карбоната из расчета Na2O на древесину.33. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the solution containing sodium carbonate includes an aqueous solution having a concentration of from 3% to 9% carbonate based on Na 2 O per wood. 34. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором способ дополнительно включает в себя, после а) и до b), d) извлечение, по крайней мере, некоторого количества кислотного раствора из целлюлозного волокнистого материала.34. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the method further includes, after a) and before b), d) removing at least a certain amount of the acid solution from the cellulosic fibrous material. 35. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором b) практически осуществляется при температуре большей, чем 100°С.35. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which b) is practically carried out at a temperature greater than 100 ° C. 36. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором b) практически осуществляется при температуре между 120°С и 170°С.36. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which b) is practically carried out at a temperature between 120 ° C and 170 ° C. 37. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором b) практически осуществляется при температуре между 120°С и 150°С.37. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which b) is practically carried out at a temperature between 120 ° C and 150 ° C. 38. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором b) практически осуществляется в течение от 15 мин до 120 мин.38. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which b) is practically carried out for from 15 minutes to 120 minutes 39. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором способ практически осуществляется непрерывно.39. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the method is practically carried out continuously. 40. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором способ дополнительно включает в себя кислородную делигнификационную обработку.40. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the method further includes an oxygen delignification treatment. 41. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором обработка антрахиноном включает концентрацию от 0,01 мас.% до 0,20 мас.% на древесную щепу.41. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the treatment with anthraquinone comprises a concentration of from 0.01 wt.% To 0.20 wt.% On wood chips. 42. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором обработка антрахиноном включает концентрацию от 0,05 мас.% до 0,10 мас.% на древесную щепу.42. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the treatment with anthraquinone comprises a concentration of from 0.05 wt.% To 0.10 wt.% On wood chips. 43. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором антрахинон вводится после b), и в котором обработка антрахиноном включает концентрацию от 0,01 мас.% до 0,20 мас.% на древесную щепу.43. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which anthraquinone is administered after b), and in which the treatment with anthraquinone comprises a concentration of from 0.01 wt.% To 0.20 wt.% On wood chips. 44. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором обработка предварительно обработанного целлюлозного материала серосодержащим варочным химикатом дополнительно включает в себя получение щелока, содержащего отработанный варочный химикат; и в котором способ дополнительно включает в себя:
обработку щелока, содержащего отработанный варочный химикат с получением карбонатсодержащего раствора из отработанного варочного химиката; и
использование карбонатсодержащего раствора, полученного из отработанного варочного химиката, в качестве карбонатсодержащего раствора в b).
44. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the processing of the pre-treated cellulosic material with a sulfur-containing cooking chemical further includes the production of liquor containing the spent cooking chemical; and in which the method further includes:
processing liquor containing the spent cooking chemical to obtain a carbonate-containing solution from the spent cooking chemical; and
the use of a carbonate-containing solution obtained from a spent cooking chemical as a carbonate-containing solution in b).
45. Способ по п.44, в котором обработка щелока, содержащего отработанный варочный химикат, включает в себя:
концентрирование щелока, достаточное для обеспечения озоления,
сжигание концентрированного щелока с получением расплава, содержащего карбонат; и
введение щелока в расплав для обеспечения получения карбонатсодержащего раствора из отработанного варочного химиката.
45. The method according to item 44, in which the processing of liquor containing spent cooking chemical, includes:
sufficient liquor concentration to provide ashing,
burning concentrated liquor to form a melt containing carbonate; and
introducing liquor into the melt to provide a carbonate-containing solution from the spent cooking chemical.
46. Способ по какому-либо одному из пп.1, 2 или 7, в котором b) обработка целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором с получением предварительно обработанного целлюлозного материала содержит обработку целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором для получения предварительно обработанного целлюлозного материала и, в конце а) раствором имеющим рН от 7,0 до 8,9.46. The method according to any one of claims 1, 2 or 7, wherein b) treating the cellulosic fibrous material with a carbonate-containing solution to obtain a pretreated cellulosic material comprises treating the cellulosic fibrous material with a carbonate-containing solution to obtain a pretreated cellulosic material and, finally a) a solution having a pH of from 7.0 to 8.9. 47. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором b) обработка целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором с получением предварительно обработанного целлюлозного материала содержит обработку целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором для получения предварительно обработанного целлюлозного материала и, в конце а) раствором, имеющим рН от 7,0 до 9,1.47. The method according to any one of claims 27 or 28, wherein b) treating the cellulosic fibrous material with a carbonate-containing solution to obtain a pretreated cellulosic material comprises treating the cellulosic fibrous material with a carbonate-containing solution to obtain a pretreated cellulosic material and, at the end, a) a solution having a pH of from 7.0 to 9.1. 48. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором b) обработка целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором с получением предварительно обработанного целлюлозного материала содержит обработку целлюлозного волокнистого материала карбонатсодержащим раствором для получения предварительно обработанного целлюлозного материала и, в конце а) раствором, имеющим рН от 7,0 до 8,9.48. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which b) processing the cellulosic fibrous material with a carbonate-containing solution to obtain a pretreated cellulosic material comprises treating the cellulosic fibrous material with a carbonate-containing solution to obtain a pretreated cellulosic material and, at the end, a) a solution having a pH of from 7.0 to 8.9. 49. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором карбонатсодержащий раствор включает в себя от 1% до 5% карбоната натрия из расчета Na2O на древесину.49. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the carbonate-containing solution includes from 1% to 5% sodium carbonate based on Na 2 O per wood. 50. Способ по какому-либо одному из пп.27 или 28, в котором карбонатсодержащий раствор включает в себя от 2% до 4% карбоната натрия из расчета Na2O на древесину. 50. The method according to any one of paragraphs.27 or 28, in which the carbonate-containing solution includes from 2% to 4% sodium carbonate based on Na 2 O per wood.
RU2008150352/12A 2006-05-19 2007-05-17 Methods of carbonate pretreatment and pulping cellulosic material RU2445414C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US74771706P 2006-05-19 2006-05-19
US60/747,717 2006-05-19
US82499506P 2006-09-08 2006-09-08
US60/824,995 2006-09-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008150352A RU2008150352A (en) 2010-06-27
RU2445414C2 true RU2445414C2 (en) 2012-03-20

Family

ID=38724018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008150352/12A RU2445414C2 (en) 2006-05-19 2007-05-17 Methods of carbonate pretreatment and pulping cellulosic material

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20070284068A1 (en)
EP (1) EP2061927A2 (en)
JP (1) JP5207191B2 (en)
AR (1) AR061065A1 (en)
AU (1) AU2007253774C1 (en)
BR (1) BRPI0711473A2 (en)
CA (1) CA2651483C (en)
RU (1) RU2445414C2 (en)
WO (1) WO2007137127A2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7842161B2 (en) * 2006-12-18 2010-11-30 The University Of Maine System Board Of Trustees Pre-extraction and solvent pulping of lignocellulosic material
US7824521B2 (en) * 2006-12-18 2010-11-02 University Of Maine System Board Of Trustees Process of treating a lignocellulosic material with hemicellulose pre-extraction and hemicellulose adsorption
US8262856B2 (en) * 2007-06-18 2012-09-11 Andritz Inc. Processes and systems for the bleaching of lignocellulosic pulps following cooking with soda and anthraquinone
US8057639B2 (en) * 2008-02-28 2011-11-15 Andritz Inc. System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process
WO2009117402A2 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 The Research Foundation Of State University Of New York Methods of pretreating comminuted cellulosic material with carbonate-containing solutions
US20110314726A1 (en) * 2008-11-21 2011-12-29 Hasan Jameel Production of ethanol from lignocellulosic biomass using green liquor pretreatment
CN102388177A (en) * 2009-04-02 2012-03-21 奥本大学 Pulping process for quality protection including methods for hemicellulose extraction and treatment of hemicellulose -extracted lignocellulosic materials
US20100263813A1 (en) * 2009-04-21 2010-10-21 Andritz Inc. Green liquor pretreatment of lignocellulosic material
FI20115754A0 (en) * 2011-03-22 2011-07-15 Andritz Oy Process and arrangement for the treatment of chemical pulp
AR088750A1 (en) * 2011-08-30 2014-07-02 Cargill Inc PULP ELABORATION PROCESSES
RU2649301C2 (en) * 2012-12-12 2018-03-30 Басф Се Use of sodium dithionite in a cellulose pulping process

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1227747A1 (en) * 1984-07-16 1986-04-30 Ленинградская Ордена Ленина Лесотехническая Академия Им.С.М.Кирова Method of producing sulphate pulp for chemical treatment
US5306392A (en) * 1990-09-14 1994-04-26 Akio Mita Process for preparing pulp using potassium-based alkaline solution
RU2128259C1 (en) * 1996-05-30 1999-03-27 Сундс Дефибратов Пори ОЙ Periodic process of production of kraft pulp (versions)
WO2000047812A1 (en) * 1999-02-15 2000-08-17 Kiram Ab Process for oxygen pulping of lignocellulosic material and recovery of pulping chemicals

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1887241A (en) * 1931-02-10 1932-11-08 Penobscot Chemical Fibre Compa Process for producing fiber or pulp
US4135967A (en) * 1969-09-26 1979-01-23 Societe Generale De Brevets Industriels Et Ohimiques Process for producing cellulose pulp by solid phase digestion
SE360128C (en) * 1970-08-25 1983-10-31 Mo Och Domsjoe Ab SET TO BLAKE CELLULOSAMASSA WITH AN ACID-INHALING GAS IN THE PRESENT OF ALKALI
US4087318A (en) * 1974-03-14 1978-05-02 Mo Och Domsjo Aktiebolag Oxygen-alkali delignification of lignocellulosic material in the presence of a manganese compound
AU505746B2 (en) * 1976-06-02 1979-11-29 Amcor Limited Pulping processes
SE7612248L (en) * 1976-11-03 1978-05-04 Mo Och Domsjoe Ab BOILING OF LIGNOCELLULOSE-MATERIALS
ZA782384B (en) * 1977-05-02 1979-02-28 Australian Paper Manufacturers Alkaline pulping process
SE417114B (en) * 1977-07-25 1981-02-23 Mo Och Domsjoe Ab PROCEDURE FOR PREVENTION OF INSTRUCTIVE EDUCATION IN CELLULOS FACTORIES
SE420430B (en) * 1978-02-17 1981-10-05 Mo Och Domsjoe Ab PROCEDURE FOR WHEATING AND EXTRACTION OF LIGNOCELLULOSALLY MATERIALS WITH PEROXID CONTAINING BLACKS
CA1173380A (en) * 1980-02-19 1984-08-28 Michael I. Sherman Acid hydrolysis of biomass for ethanol production
US4652341A (en) * 1980-08-07 1987-03-24 Prior Eric S Accelerated pulping process
SE442881B (en) * 1980-11-27 1986-02-03 Mo Och Domsjoe Ab PROCEDURE FOR DELIGNIFICATION / WHITING OF CELLULOSAMASSA WITH CHLORIDE Dioxide
US4436586A (en) * 1982-01-22 1984-03-13 Kamyr, Inc. Method of producing kraft pulp using an acid prehydrolysis and pre-extraction
US4668340A (en) * 1984-03-20 1987-05-26 Kamyr, Inc. Method of countercurrent acid hydrolysis of comminuted cellulosic fibrous material
SE452176B (en) * 1984-03-28 1987-11-16 Mo Och Domsjoe Ab PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF NITROGEN OXIDES OUT OF CELLULOSAM MASS PRODUCTION
SE453840B (en) * 1984-12-21 1988-03-07 Mo Och Domsjoe Ab METHOD OF PRODUCING CELLULOSAMASSA
KR920007940B1 (en) * 1987-04-22 1992-09-19 고오교 기쥬쓰 인쬬오 Method and apparatus for pulping process
JPS63264991A (en) * 1987-04-22 1988-11-01 工業技術院長 Method for producing unbleached chemical pulp having high whiteness from unbleached bark at high yield
SE459925B (en) * 1987-12-23 1989-08-21 Boliden Ab SEPARATION OF HARTS WORLD MASS DISPENSER
JP2940563B2 (en) * 1990-12-25 1999-08-25 日本ピー・エム・シー株式会社 Refining aid and refining method
US5338366A (en) * 1993-01-04 1994-08-16 Kamyr, Inc. Acid pre-hydrolysis reactor system
US5536366A (en) * 1993-05-04 1996-07-16 Ahlstrom Machinery Inc. Digester system for implementing low dissolved solids profiling
US5824188A (en) * 1993-05-04 1998-10-20 Ahlstrom Machinery Inc. Method of controlling the pressure of a continuous digester using an extraction-dilution
US6132556A (en) * 1993-05-04 2000-10-17 Andritz-Ahlstrom Inc. Method of controlling pulp digester pressure via liquor extraction
US5489363A (en) * 1993-05-04 1996-02-06 Kamyr, Inc. Pulping with low dissolved solids for improved pulp strength
FI103898B1 (en) * 1994-01-24 1999-10-15 Sunds Defibrator Pori Oy A process for producing prehydrolyzed pulp and / or pulp
US5522958A (en) * 1994-07-18 1996-06-04 Pulp And Paper Research Institute Of Canada Two-stage kraft cooking
WO1997006304A1 (en) * 1995-08-10 1997-02-20 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Process for bleaching cellulose pulp
US6605350B1 (en) * 1996-08-23 2003-08-12 Weyerhaeuser Company Sawdust alkaline pulp having low average degree of polymerization values and method of producing the same
SE510706C2 (en) * 1997-10-16 1999-06-14 Kvaerner Pulping Tech Process system and process for impregnating and basing chips before pulping
JPH11286883A (en) * 1998-03-31 1999-10-19 Mitsubishi Paper Mills Ltd Production of kraft pulp
CA2318027C (en) * 1999-09-13 2008-07-08 Andritz-Ahlstrom Inc. Treating pulp with yield or strength-enhancing additive
SE0300276L (en) * 2003-01-31 2003-12-09 Kvaerner Pulping Tech Method for bleaching cellulose pulp and bleaching line for this
US20070167618A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-19 Celanese Acetate, Llc Manufacture of cellulose esters: recycle of caustic and/or acid from pre-treatment of pulp

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1227747A1 (en) * 1984-07-16 1986-04-30 Ленинградская Ордена Ленина Лесотехническая Академия Им.С.М.Кирова Method of producing sulphate pulp for chemical treatment
US5306392A (en) * 1990-09-14 1994-04-26 Akio Mita Process for preparing pulp using potassium-based alkaline solution
RU2128259C1 (en) * 1996-05-30 1999-03-27 Сундс Дефибратов Пори ОЙ Periodic process of production of kraft pulp (versions)
WO2000047812A1 (en) * 1999-02-15 2000-08-17 Kiram Ab Process for oxygen pulping of lignocellulosic material and recovery of pulping chemicals

Also Published As

Publication number Publication date
CA2651483C (en) 2013-06-18
AU2007253774C1 (en) 2012-03-22
WO2007137127A3 (en) 2009-05-07
AU2007253774A1 (en) 2007-11-29
WO2007137127A2 (en) 2007-11-29
AU2007253774B2 (en) 2011-10-06
BRPI0711473A2 (en) 2011-11-16
RU2008150352A (en) 2010-06-27
EP2061927A2 (en) 2009-05-27
JP2009537705A (en) 2009-10-29
AR061065A1 (en) 2008-07-30
CA2651483A1 (en) 2007-11-29
US20070284068A1 (en) 2007-12-13
JP5207191B2 (en) 2013-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2445414C2 (en) Methods of carbonate pretreatment and pulping cellulosic material
US4599138A (en) Process for pretreating particulate lignocellulosic material to remove heavy metals
CA2967571C (en) Process for the production of a treated pulp, treated pulp, and textile fibres produced from the treated pulp
JPS60110994A (en) Chemical, thermal and mechanical pulp production for separately performing treatment due to alkali and sulfite
WO2011154847A2 (en) Methods for manufacturing paper fibers and bioethanol from lignocellulosic biomass
CA2297586A1 (en) Method and apparatus for pulp yield enhancement
US3691008A (en) Two-stage soda-oxygen pulping
US6946057B2 (en) Alkaline process for the manufacturing of pulp using alkali metaborate as buffering alkali
JP2588495B2 (en) Method for producing high yield and high bleaching pulp for papermaking
JP2010144273A (en) Method for producing chemical pulp of lignocellulose material
NO140535B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CELLULOSE PULP BY CONNECTION WITH THE OXYGEN
JP2667058B2 (en) Pulp manufacturing method
US20110073264A1 (en) Kraft-Pulping of Hot Water Extracted Woodchips
US8303767B2 (en) Methods of pretreating comminuted cellulosic material with carbonate-containing solutions
EP2006441B1 (en) Processes and systems for the bleaching of lignocellulosic pulps following cooking with soda and anthraquinone
US3520773A (en) Alkaline pulping processes with chemical pretreatment
WO2001059202A2 (en) Pulping process
Andrew et al. Bleaching of kraft pulps produced from green liquor prehydrolyzed South African Eucalyptus grandis wood chips

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20110517

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20110727

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120518