DE490053C

DE490053C - Verfahren zur Aufarbeitung von Ablaugen der Zellstoffkochung mit Natriumsulfit

Info

Publication number: DE490053C
Application number: DES79025D
Authority: DE
Original assignee: Barbou & Co Soc
Current assignee: Barbou & Co Soc
Priority date: 1926-04-21
Filing date: 1927-03-29
Publication date: 1930-01-23
Also published as: NL36519C; FR628775A; FR39929E; FR36977E; GB269909A

Description

jBur

AUSGEGEBEN AM
23. JANUAR 1930

REICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVS 490053
KLASSE 55 b GRUPPE 3

Societe Barbou & Co. in Paris

Bekanntlich werden Cellulose enthaltende Substanzen durch eine wässerige Lösung von Natriumbisulfit bei 140° C hydrolysiert, wodurch man reine Cellulose erhält, weil die S cellulosefremden Bestandteile der Pflanze in den Kochlaugen in Lösung gehen.

Dieses Verfahren zur Verarbeitung von Zellstoffprodukten ist bisher industriell nicht angewendet worden, weil es zu kostspielig ist, da das Natriumsulfat aus den Sulfitablaugen bisher nur durch unwirtschaftliche und komplizierte Verfahren wiedergewonnen werden konnte.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung vcn Natriumsulfit aus Sulfitablaugen auf chemischem Wege ohne vorheriges Trocknen und Veraschen der Ablaugen.

Bekanntlich reagiert 1 Mol. Wasser bei 140 ° C mit 2 Mol. Lignin unter Bildung eines Alkohols und einer sauren organischen Verbindung. Man weiß ferner, daß diese durch Hydrolyse entstandene saure organische Verbindung mit Natriumsulfit unter Bildung eines sulfonierten Produktes reagiert, bei dem die freie Valenz der SO₃-Gruppe durch r Atom Natrium gesättigt ist, während das andere Na des Natriumsulfits an den Säurerest der Verbindung geht und diese neutralisiert. Die bei dem Verkochen von pflanzlichen Stoffen mit Natriumsulfit entstehenden Sulfitablaugen enthalten also in Lösung einen Alkohol und eine sulfonierte Verbindung, die beide Natriumatome des Natriumsulfits enthält.

Behandelt man nun z. B. die Sulfitablaugen mit einer beliebigen erdalkalischen Base, z. B. mit konzentrierter Kalkmilch, so wird das sulfonierte Molekül gespalten. Die an dieses Molekül gebundene SO₃-Gruppe verbindet sich mit dem Kalk zu unlöslichem Calciumsulfit, während die Natriumatome sich mit der Hydroxylgruppe der Kalkmilch zu Natriumhydroxyd umsetzen. r Molekül des auf diese Weise frei werdenden Natriumhydroxyds verbindet sich mit dem organischen Molekül, während das andere frei bleibt.

Läßt man dann Calciumbisulfit oder irgendein anderes Bisulfit mit der organischen Natriumverbindung reagieren, so bildet sich eine unlösliche organische Kalkverbindung und ein Gemisch von Natriumsulfit und Natriumbisulfit. Das gebildete Bisulfit wird durch Zusatz von NaOH neutralisiert, und man hat die gesamte Menge SO₃ und Na₂O der "Ablauge als Na₂SO₃ in Lösung.

Zur praktischen Ausführung des neuen Verfahrens verfährt man z. B. in folgender Weise:

Die beim Kochen pflanzlicher Stoffe mit Natriumsulfit abfallenden Laugen werden in

einem offenen oder geschlossenen Behälter bei einer Temperatur von 75⁰C mit Kalk versetzt und einige Minuten lang mechanisch oder pneumatisch durchgerührt. Nach halbstündigem Absitzen zieht man die über dem ausgefällten Produkt stehende Flüssigkeit in einen anderen offenen oder geschlossenen Behälter ab.

Zu der Flüssigkeit fügt man dann die rechnerisch ermittelte Menge Calciumbisulfit und rührt das erhaltene Gemisch wiederum einige Minuten lang auf mechanischem oder pneumatischem . Wege. Xach etwa einstündigem Abstehen kann die über' dem Bodensatz stehende Flüssigkeit abgezogen werden; sie wird dann mit Natriumhydroxyd neutralisiert, wodurch man eine Lösung von Natriumsulfat erhält, die wiederum zur neuen Ausiaugung dienen kann.

Zur Erzielung guter Ausbeute ist es erforderlich, die einzelnen Reagenzien in genau abgemessenen Mengen zuzusetzen. Setzt man z. B. beim ersten Arbeitsvorgang zu viel Kalk zu, so bildet sich zwar Calciumsulfit, aber gleichzeitig auch eine" organische Kalkverbindung, die nicht ausfällt und bei der weiteren Verarbeitung stört.

Setzt man in der zweiten Stufe zu viel Calciumbisulfit zu, so wird die Lösung zu sauer, und man benötigt dann eine zu große Menge Natriunihydroxyd zur nachfolgenden Neutralisierung. Die erforderlichen Mengen an Reagenzien lassen sich aber leicht bestimmen, und zwar in folgender Weise: Verascht man die Ablauge unter' Luftabschluß, so verbindet sich der Schwefel mit dem gesamten Natrium zu Natriumsulfit, das titriert und in bekannter Weise als XaOH bestimmt wird. Ist A der Gehalt der Ablauge an NaOH, so errechnet sich das.1 in der Ablauge vorhandene SO₃ nach folgender Formel:

werden muß, um Xatriumsulnt zu erhalten, errechnet man nach der Formel:

A -64
"~8Ö~'

denn 80 g Natrium entsprechen 64 g SO₂. Kennt man demnach die Menge SO₂ in der Lauge und berücksichtigt man ferner, daß 56 Teile CaO sich mit 64 Teilen SO₂ verbinden, so läßt sich die Menge an zuzusetzendem Kalk nach folgender Formel errechnen:

X · 56

~ 84 '

Die Menge au SO,,, die der mit Kalk behandelten Lösung als Calciumbisulfit zugesetzt denn 80 g NaOH erfordern zur Bildung von Na₂S_-O, 64 g SO₂. Man kann auch Calciumcarbonat oder jedes andere Erdalkalicarbonat verwenden, um die an das organische Molekül gebundene SO„-Gruppe abzuspalten. Die . Reaktion ist jedoch in diesem Falle nicht so vollständig, da sich sehr schnell ein Gleichgewicht zwischen CaCO_:!, CO₂ und CaSO₃ 7c bildet, über das die Reaktion nicht hinausgeht. Die industrielle Verwendung des neuen Verfahrens ist besonders bei der Herstellung von Cellulose für Papier, Seide und Kunstwolle gegeben. Es ist möglich, diese Produkte mit wesentlich^ geringeren Kosten herzustellen, weil nach dem neuen Verfahren eine Reihe chemischer Produkte wiedergewonnen und organischer Substanzen gewonnen werden können, z. B. durch trockene Destillation der organischen Abfallprodukte.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die bei der Zellstoffkochung mit Calciumbisulfit anfallende Ablauge zwecks Regeneration mit Kalk zu versetzen.- Dieser Kalk dient dazu, das ungebundene Schwefeldioxyd der Ablauge in Calciumsulfit umzuwandeln. Beim Gegenstand der Erfindung dient der Kalk dazu, anwesendes Xatriumsulfit in Calciumsulfit und Natriumhydroxyd umzusetzen und die vor- go handenen Alkalisalze der Sulfosäuren in Erdalkalisalze unter Bildung von Natrium- ■ hydroxyd umzuwandeln. Es handelt sich mithin beim Gegenstand der Erfindung um ganz andere chemische Vorgänge als bei dem bekannten Verfahren zur Aufarbeitung von Ablaugen der Zellstoffkochung mit Calciumbisulfit.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Aufarbeitung von Ablaugen der Zellstoffkochung mit Natriumsulfit, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaugen mit erdalkalischen Basen, z. B. Kalkmilch, behandelt werden, die vom ausgefällten Calciumsulfit abgetrennte Flüssigkeit mit Bisulfiten, insbesondere einem aus dem ausgefällten Calciumsulfit gewonnenen Calciumbisulfit, versetzt und die verbleibende Lösung von dem die organische Substanz enthaltenden Rückstand getrennt wird, .der gegebenenfalls nach an sich bekannten Methoden der trockenen Destillation aufgearbeitet wird.