EP0578303B1 - Procédé pour la délignification d'une pâte à papier chimique - Google Patents

Procédé pour la délignification d'une pâte à papier chimique Download PDF

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EP0578303B1
EP0578303B1 EP93201885A EP93201885A EP0578303B1 EP 0578303 B1 EP0578303 B1 EP 0578303B1 EP 93201885 A EP93201885 A EP 93201885A EP 93201885 A EP93201885 A EP 93201885A EP 0578303 B1 EP0578303 B1 EP 0578303B1
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EP
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acid
peroxy acid
organic peroxy
organic
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Patricia B. Walsh
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Solvay Interox Inc
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Solvay Interox Inc
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-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
    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/16—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
    • D21C9/163—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peroxides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-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
    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/16—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
    • D21C9/166—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peracids

Definitions

  • the invention relates to a method for delignifying a chemical paper pulp.
  • the first step of a conventional chemical pulp bleaching sequence aims to complete the delignification of the unbleached pulp as it occurs after the cooking operation.
  • This first delignifying step is traditionally carried out by treating the unbleached pulp with chlorine in an acid medium or by a chlorine-chlorine dioxide association, in mixture or in sequence, so as to cause a reaction with the residual lignin of the pulp and give rise to to chlorolignins which can be extracted from the pulp by dissolving these chlorolignins in an alkaline medium in a subsequent treatment step.
  • Example 5 of document FR-A-1 014 536 an unbleached Kraft paste was treated with a solution of sodium peracetate. According to the description, there was no appreciable chemical degradation of the pulp bleached at a temperature maintained at 30 ° C.
  • the invention aims to remedy the drawbacks of known methods by providing a method which achieves an effective delignification of the unbleached chemical pulp which makes it possible to obtain pulps having high intrinsic qualities over a wide temperature range. It also has the additional advantage of avoiding the use of chlorinated reagents.
  • the invention relates to a process for the delignification of a chemical paper pulp by means of an organic peroxyacid according to which the unbleached pulp from the cooking operation is treated with an aqueous solution of this organic peroxyacid, of which the hydrogen peroxide content does not exceed 20% of the weight of peroxyacid present in the solution.
  • chemical paper pulp the pulp which has already undergone a delignifying treatment in the presence of chemical reagents such as sodium sulfide in alkaline medium (kraft or sulfate cooking), sulfur dioxide or a metallic salt of sulfurous acid in an acid medium (cooking with sulfite or bisulfite).
  • chemical paper pulp the pulps called in the literature "semi-chemical pulps” such as those where the cooking was carried out using a salt of sulfurous acid in neutral medium (cooking with neutral sulfite also called NSSC cooking), as well as pasta obtained by processes using solvents, such as ORGANOSOLV pasta,
  • the invention is particularly intended for pasta which has undergone kraft cooking.
  • All types of wood used for the production of chemical pulp are suitable for carrying out the process of the invention and, in particular those used for kraft pulp, namely softwoods such as, for example, the various species of pine and fir and hardwoods like, for example, beech, oak, eucalyptus and hornbeam.
  • the organic peroxyacid is selected from performic acid and aliphatic carboxylic peroxyacids comprising a single percarboxylic group and a saturated linear or branched alkyl chain of less than 11 carbon atoms.
  • Aliphatic carboxylic peroxyacids with a linear saturated alkyl chain having less than 6 carbon atoms are preferred.
  • Examples of such peroxyacids are peracetic acid, perpropanoic acid, n-perbutanoic acid and n-perpentanoic acid.
  • Peracetic acid is particularly preferred because of its effectiveness and the relative simplicity of its methods of preparation.
  • the organic peroxyacid is selected from diperoxyacarboxylic acids comprising a linear or branched alkyl chain of less than 16 carbon atoms and two substituted percarboxylic groups on carbon atoms located in the alpha-omega 1 position one over the other.
  • Examples of such peroxyacids are 1,6-diperoxyhexanedioic acid, 1,8-diperoxyoctanedioic acid and 1,10-diperoxydecanedioic acid, and 1,12-diperoxydodecanedioic acid.
  • the organic peroxyacid is selected from aromatic peroxyacids comprising at least one percarboxylic group per benzene nucleus.
  • aromatic peroxyacids which have only one group will be chosen percarboxylic by benzene nucleus.
  • An example of such an acid is peroxybenzoic acid.
  • Another variant of the process according to the invention consists in choosing an organic peroxyacid substituted by one or more halogen atoms or by any other organic functional substituent.
  • organic functional substituent is meant a functional group such as the carbonyl group (ketone, aldehyde or carboxylic acid), the alcohol group, the groups containing nitrogen such as the nitrile, nitro, amine and amide groups, sulfur-containing groups such as the sulfo and mercapto groups.
  • the peroxyacid can indifferently be used in the form of an aqueous solution of peroxyacid or alternatively in the form of an ammonium, alkali metal or alkaline earth metal salt of this peroxyacid.
  • the aqueous organic peroxyacid solution has a weight content of hydrogen peroxide which does not exceed 20% of the weight of the peroxyacid.
  • the weight of hydrogen peroxide in the aqueous peroxyacid solution will not exceed 8% of that of the organic peroxyacid and, particularly preferably, will not exceed 6% of this weight.
  • the aqueous organic peroxyacid solution containing only a small amount of hydrogen peroxide in accordance with the invention can be prepared according to any suitable technique aimed at obtaining an aqueous organic peroxyacid solution whose hydrogen peroxide content does not exceed 20% by weight of the peroxyacid.
  • the aqueous solution of peroxyacid is prepared by purification of an aqueous solution of this peracid containing hydrogen peroxide in an amount of more than 20% by weight of the peroxyacid, such as solutions obtained by chemical equilibrium reaction between an aqueous solution of hydrogen peroxide and an aqueous solution of organic acid corresponding to the peroxyacid in the presence of a small amount of a catalyst, for example a strong acid inorganic.
  • a particularly preferred variant consists in carrying out the purification of the peroxyacid solution by distillation.
  • the purified peroxyacid solution obtained is not stored at low temperature, it is recommended to use it without delay according to the process in accordance with the invention, otherwise substantial quantities of hydrogen peroxide will reappear therein. return to the chemical balance of the compounds present in the solution.
  • the treatment according to the invention can be carried out in any type of apparatus suitable for the treatment of paper pulp by means of neutral or acid reagents.
  • the retention tank for unbleached pulp present in all bleaching installations and acting as a buffer tank between the wood cooking unit and the pulp bleaching unit is particularly suitable for carrying out the process according to the invention.
  • the dough can thus be treated there during its storage without requiring the investment of an expensive specific device.
  • the dough can be stored in a pile for an appropriate amount of time: a method known as heap bleaching. This method has the advantage of not requiring a large retention tank for longer reaction times.
  • the treatment with organic peroxyacid is generally carried out at a temperature of at least 25 ° C and preferably at least 50 ° C. Likewise, this temperature does not generally exceed 98 ° C and preferably not 95 ° C. Most often, the treatment is carried out with organic peroxyacid at atmospheric pressure.
  • the duration of this treatment depends on the temperature and the essence of the wood used to prepare the dough, as well as the efficiency of the preceding cooking. Generally times of at least 15 minutes are suitable. Times of at least about 45 minutes are suitable. In most cases, the duration of this treatment does not exceed 360 minutes, but for example in heap bleaching, durations of up to 5 days are also suitable.
  • the consistency of the peroxyacid treatment step organic will generally be chosen equal to or greater than 1% of dry matter and, more often than not, at least 10%. Likewise, the consistency of the treatment step with organic peroxyacid will generally not exceed 40%.
  • the amount of organic peroxyacid used is chosen as a function of the level of residual lignin in the pulp as well as the average duration of the treatment. Generally, amounts of at least 0.5% and preferably at least 1% by weight of peroxyacid relative to the dry paste are suitable. Most often, an amount of peroxyacid will not be used which does not exceed 10% and, preferably, not 5% by weight relative to the dry paste.
  • a decontaminating pretreatment step using an acidic aqueous solution.
  • the purpose of this step is to extract from the pulp the impurities present in the form of metal ions which are detrimental to the proper conduct of the bleaching and / or delignification operations.
  • All the inorganic or organic acids used in aqueous solution, alone or as a mixture are suitable. Strong inorganic acids such as, for example, sulfuric acid or hydrochloric acid are well suited. Sulfuric acid is particularly preferred.
  • the acid decontaminating pretreatment is also carried out in the presence of an agent complexing metal ions.
  • mixtures of the strong inorganic acids mentioned above with organic acids from the class of aminopolycarboxylic or aminopolyphosphonic acids or their alkali metal salts are particularly suitable.
  • suitable aminopolycarboxylic acids are diethylenetriaminepentaacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, cyclohexanediaminetetraacetic acid and nitrilotriacetic acid.
  • Diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) is preferred.
  • aminopolyphosphonic acids are diethylenetriaminepenta acid (methylenephosphonic) (DTMPA), ethylenediaminetetra acid (methylenephosphonic), cyclohexanediaminetetra (methylenephosphonic) acid (CDTMPA) and nitrilotri acid (methylenephosphonic). DTMPA is preferred.
  • the amounts of complexing agent to be used depend on the efficiency of the complexing agent selected and on the metal content of the pulp to be treated. In practice, at least 0.01% by weight of complexing agent is generally used relative to the dry paste and, more often than not, at least 0.05%. Likewise, generally not more than 1% by weight of complexing agent relative to the dry paste and, more often than not, 0.25%.
  • the operating conditions for the acid decontaminant pretreatment are not critical. They must be determined in each particular case according to the type of paper pulp and the equipment in which the treatment is carried out. In general, the choice of acid and the quantity used to impose on the medium a pH of less than 7, for example from at least about 1 to at most about 6.5, should be fixed. Especially advantageous pHs are those of at least about 2.0 to at most about 5.0. Temperature and pressure are not critical, with room temperature and atmospheric pressure generally suitable. The duration of the pretreatment can vary within wide limits depending on the type of equipment used, the choice of acid, the temperature and the pressure, for example from about 15 minutes to several hours.
  • the latter are chosen from the same complexing agents as those described above for the decontaminating pretreatment step.
  • An additional possibility is the combination of the decontaminating pretreatment with the incorporation of one or more complexing agents in the delignification step.
  • the effect of delignification with peracetic acid was studied on a hardwood kraft pulp (initial whiteness 28.7 ° ISO, kappa index 16.7 and viscosity 27.4 cps) by means of a sequence in two stages: peracetic acid - extraction with caustic soda.
  • the extraction step with caustic soda was carried out under constant conditions of temperature (77 ° C), duration (45 minutes) and consistency (10% by weight of dry matter).
  • the peracetic acid step was carried out under various temperature conditions ranging from 71 ° C to 93 ° C, the other conditions remaining constant: duration of 180 minutes, amount of peracetic acid of 3% by weight per dry matter ratio and 10% dry matter consistency.
  • the peracetic acid used was an aqueous solution containing 12.4% by weight of peracetic acid, 15.7% of hydrogen peroxide, 29.6% of acetic acid and 0.8% of sulfuric acid.
  • Examples 1R to 3R were repeated, replacing the aqueous solution of peracetic acid with a solution of distilled peracetic acid containing 27.2% by weight of peracetic acid, 1.97% by weight of hydrogen peroxide, 9 , 6% by weight of acetic acid and less than 0.1% by weight of sulfuric acid.

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Description

  • L'invention concerne un procédé de délignification d'une pâte à papier chimique.
  • Il est connu d'appliquer aux pâtes à papier chimiques écrues obtenues par cuisson de matières cellulosiques en présence de réactifs chimiques une séquence d'étapes de traitement délignifiant et blanchissant impliquant la mise en oeuvre de produits chimiques oxydants. La première étape d'une séquence classique de blanchiment de pâte chimique a pour objectif de parfaire la délignification de la pâte écrue telle qu'elle se présente après l'opération de cuisson. Cette première étape délignifiante est traditionnellement réalisée en traitant la pâte écrue par du chlore en milieu acide ou par une association chlore - dioxyde de chlore, en mélange ou en séquence, de façon à provoquer une réaction avec la lignine résiduelle de la pâte et donner naissance à des chlorolignines qui pourront être extraites de la pâte par solubilisation de ces chlorolignines en milieu alcalin dans une étape de traitement ultérieure.
  • Pour des raisons diverses, il s'avère utile, dans certaines situations, de pouvoir remplacer cette première étape délignifiante par un traitement qui ne fasse plus appel à un réactif chloré.
  • On a déjà proposé de traiter une pâte kraft par une première étape à l'oxygène suivie d'une étape à l'acide peracétique à 70 °C en présence d'acide diéthylènetriaminepentaacétique (DTPA) JP-A-57 021 591 au nom de Mitsubishi Gas chemical). Dans ce procédé connu, la présence du stabilisant DTPA évite une dégradation importante des chaînes de cellulose. Cependant, l'effet protecteur du stabilisant n'atteint cependant pas encore le niveau suffisant requis pour la production de pâtes de haute qualité.
  • On a aussi proposé de traiter les pâtes chimiques par une première étape à l'acide peracétique à des températures supérieures à 50 °C et des pH compris entre 3 et 9 (Bailey C.W. et Dence C.W., "Peroxyacetic Acid Bleaching of Chemical Pulps", Tappi, Janvier 1966, Vol. 49, No. 1, pages 9 à 15). Dans ce procédé connu, il apparaît toutefois que le traitement à l'acide peracétique donne lieu à des pâtes de viscosité et de propriétés mécaniques moins bonnes que les pâtes délignifiées par une étape traditionnelle au chlore en milieu acide par suite d'une sélectivité de délignification moins élevée qui se traduit par une attaque plus marquée des chaînes de la cellulose.
  • Dans l'exemple 5 du document FR-A-1 014 536 une pâte Kraft écrue à été traitée avec une solution de peracétate de sodium. Selon la description, il n'y avait aucune dégradation chimique appréciable de la pâte blanchie à une température maintenue à 30°C.
  • Il est connu du document SU-A-1 668 358 de décolorer de la cellulose au moyen d'une solution de l'acide peracétique preparée par distillation.
  • L'invention vise à remédier aux inconvénients des procédés connus en fournissant un procédé qui réalise une délignification efficace de la pâte chimique écrue qui permette l'obtention de pâtes présentant de hautes qualités intrinsèques dans une large gamme de température. Elle présente en outre l'avantage supplémentaire d'éviter l'emploi de réactifs chlorés.
  • A cet effet, l'invention concerne un procédé pour la délignification d'une pâte à papier chimique au moyen d'un peroxyacide organique selon lequel on traite la pâte écrue provenant de l'opération de cuisson par une solution aqueuse de ce peroxyacide organique dont la teneur en peroxyde d'hydrogène ne dépasse pas 20 % du poids de peroxyacide présent dans la solution.
  • Selon l'invention, par pâte à papier chimique, on entend désigner les pâtes ayant déjà subi un traitement délignifiant en présence de réactifs chimiques tels que le sulfure de sodium en milieu alcalin (cuisson kraft ou au sulfate), l'anhydride sulfureux ou un sel métallique de l'acide sulfureux en milieu acide (cuisson au sulfite ou au bisulfite). Selon l'invention, on entend également désigner par pâte à papier chimique, les pâtes appelées dans la littérature "pâtes semi-chimiques" telles que celles où la cuisson a été réalisée à l'aide d'un sel de l'acide sulfureux en milieu neutre (cuisson au sulfite neutre encore appelée cuisson NSSC), de même que les pâtes obtenues par des procédés utilisant des solvants, telles que les pâtes ORGANOSOLV,
  • ALCELL (R), ORGANOCELL (R) et ASAM décrites dans Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, Vol A18, 1991, pages 568 et 569.
  • L'invention s'adresse particulièrement aux pâtes ayant subi une cuisson kraft . Tous les types de bois utilisés pour la production de pâtes chimiques conviennent pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention et, en particulier ceux utilisés pour les pâtes kraft, à savoir les bois résineux comme, par exemple, les diverses espèces de pins et de sapins et les bois feuillus comme, par exemple, le hêtre, le chêne, l'eucalyptus et le charme.
  • Selon l'invention, le peroxyacide organique est sélectionné parmi l'acide performique et les peroxyacides aliphatiques carboxyliques comportant un seul groupement percarboxylique et une chaîne alkyle saturée linéaire ou ramifiée de moins de 11 atomes de carbone. Les peroxyacides carboxyliques aliphatiques à chaîne alkyle saturée linéaire comportant moins de 6 atomes de carbone sont préférés. Des exemples de tels peroxyacides sont l'acide peracétique, l'acide perpropanoïque, l'acide n-perbutanoïque et l'acide n-perpentanoïque. L'acide peracétique est particulièrement préféré en raison de son efficacité et de la relative simplicité de ses modes de préparation.
  • Dans une variante au procédé selon l'invention, le peroxyacide organique est sélectionné parmi les diperoxyacides carboxyliques comportant une chaîne alkyle linéaire ou ramifiée de moins de 16 atomes de carbone et deux groupements percarboxyliques substitués sur des atomes de carbone situés en position alpha-omega l'un par rapport à l'autre. Des exemples de tels peroxyacides sont l'acide 1,6-diperoxyhexanedioïque, l'acide 1,8-diperoxyoctanedioïque et l'acide 1,10-diperoxydécanedioïque, et l'acide 1,12-diperoxydodécanedioïque.
  • Dans une autre variante au procédé selon l'invention, le peroxyacide organique est sélectionné parmi les peroxyacides aromatiques comportant au moins un groupement percarboxylique par noyau benzénique. De préférence, on choisira les peroxyacides aromatiques qui ne comportent qu'un seul groupement percarboxylique par noyau benzénique. Un exemple d'un tel acide est l'acide peroxybenzoïque.
  • Une autre variante au procédé selon l'invention consiste à choisir un peroxyacide organique substitué par un ou plusieurs atomes d'halogène ou par tout autre substituant fonctionnel organique. Par tout autre substituant fonctionnel organique, on entend désigner un groupement fonctionnel tel que le groupement carbonyle (cétone, aldéhyde ou acide carboxylique), le groupement alcool, les groupements contenant de l'azote tels que les groupements nitrile, nitro, amine et amide, les groupements contenant du soufre tels que les groupements sulfo et mercapto.
  • Le peroxyacide peut indifféremment être mis en oeuvre à l'état d'une solution aqueuse de peroxyacide ou encore sous forme d'un sel d'ammonium, de métal alcalin ou de métal alcalinoterreux de ce peroxyacide.
  • Selon l'invention, la solution aqueuse de peroxyacide organique a une teneur pondérale en peroxyde d'hydrogène qui ne dépasse pas 20 % du poids du peroxyacide. De préférence, le poids de peroxyde d'hydrogène dans la solution aqueuse de peroxyacide ne dépassera pas 8 % de celui du peroxyacide organique et, de manière particulièrement préférée, ne dépassera pas 6 % de ce poids.
  • La solution aqueuse de peroxyacide organique ne contenant qu'une faible quantité de peroxyde d'hydrogène conforme à l'invention peut être préparée selon toute technique appropriée visant à obtenir une solution aqueuse de peroxyacide organique dont la teneur en peroxyde d'hydrogène ne dépasse pas 20 % en poids du peroxyacide.
  • Selon une variante de l'invention, qui est préférée, on prépare la solution aqueuse de peroxyacide par purification d'une solution aqueuse de ce peracide contenant du peroxyde d'hydrogène à raison de plus de 20 % en poids du peroxyacide, telles que les solutions obtenues par réaction à l'équilibre chimique entre une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène et une solution aqueuse de l'acide organique correspondant au peroxyacide en présence d'une petite quantité d'un catalyseur, par exemple un acide fort inorganique. Une variante particulièrement préférée consiste à opérer la purification de la solution de peroxyacide par distillation. Si la solution épurée de peroxyacide obtenue n'est pas stockée à basse température, il est recommandé de la mettre en oeuvre sans tarder selon le procédé conforme à l'invention sous peine de voir y réapparaître des quantités substantielles de peroxyde d'hydrogène dues au retour vers l'équilibre chimique des composés présents dans la solution.
  • Le traitement selon l'invention peut se faire dans tout type d'appareillage approprié pour le traitement de pâte à papier au moyen de réactifs neutres ou acides. La cuve de rétention de la pâte écrue présente dans toutes les installations de blanchiment et jouant le rôle de réservoir tampon entre l'unité de cuisson du bois et l'unité de blanchiment de la pâte convient particulièrement bien pour la réalisation du procédé selon l'invention. La pâte peut ainsi y être traitée pendant son stockage sans nécessiter l'investissement d'un appareil spécifique onéreux. En variante, la pâte peut être stockée en pile pendant une durée appropriée : méthode connue sous le nom de blanchiment en tas ("steep bleaching"). Cette méthode a l'avantage de ne pas requérir une grande cuve de rétention pour les durées de réaction plus longues.
  • Le traitement avec le peroxyacide organique s'effectue généralement à une température d'au moins 25 °C et, de préférence, d'au moins 50 °C. De même, cette température ne dépasse généralement pas 98 °C et, de préférence, pas 95 °C. Le plus souvent, on effectue le traitement avec le peroxyacide organique à pression atmosphérique. La durée de ce traitement dépend de la température et de l'essence du bois ayant servi à préparer la pâte, ainsi que de l'efficacité de la cuisson qui a précédé. Généralement, des durées d'au moins 15 minutes conviennent. Des durées d'au moins environ 45 minutes conviennent bien. Dans la plupart des cas, la durée de ce traitement ne dépasse pas 360 minutes, mais par exemple dans le blanchiment en tas, des durées pouvant aller jusqu'à 5 jours conviennent aussi.
  • La consistance de l'étape de traitement par le peroxyacide organique sera généralement choisie égale ou supérieure à 1 % de matières sèches et, le plus souvent, d'au moins 10 %. De même, la consistance de l'étape de traitement par le peroxyacide organique ne dépassera pas généralement 40 %.
  • Dans le procédé selon l'invention, la quantité de peroxyacide organique utilisée est choisie en fonction du taux de lignine résiduelle dans la pâte ainsi que de la durée moyenne du traitement. Généralement, des quantités d'au moins 0,5 % et, de préférence, d'au moins 1 % en poids de peroxyacide par rapport à la pâte sèche conviennent bien. Le plus souvent, on utilisera une quantité de peroxyacide ne dépassant pas 10 % et, de préférence, pas 5 % en poids par rapport à la pâte sèche.
  • Il peut être intéressant, en variante, de faire précéder le traitement par le peroxyacide organique par une étape de prétraitement décontaminant au moyen d'une solution aqueuse acide. Cette étape a pour but d'extraire de la pâte les impuretés présentes sous forme d'ions métalliques qui sont nuisibles au bon déroulement des opérations de blanchiment et/ou de délignification. Tous les acides inorganiques ou organiques utilisés en solution aqueuse, seuls ou en mélange conviennent. Les acides forts inorganiques tels que, par exemple, l'acide sulfurique ou l'acide chlorhydrique conviennent bien. L'acide sulfurique est particulièrement préféré.
  • Il est avantageux que le prétraitement décontaminant acide soit en outre réalisé en présence d'un agent complexant des ions métalliques. A cette fin, des mélanges des acides forts inorganiques cités plus haut avec des acides organiques de la classe des acides aminopolycarboxyliques ou aminopolyphosphoniques ou leurs sels de métaux alcalins conviennent particulièrement bien. Des exemples d'acides aminopolycarboxyliques adéquats sont l'acide diéthylènetriaminepentaacétique, l'acide éthylènediaminetétraacétique, l'acide cyclohexanediaminetétraacétique et l'acide nitrilotriacétique. L'acide diéthylènetriaminepentaacétique (DTPA) est préféré. Des exemples d'acides aminopolyphosphoniques sont l'acide diéthylènetriaminepenta(méthylènephosphonique) (DTMPA), l'acide éthylènediaminetétra(méthylènephosphonique), l'acide cyclohexanediaminetétra(méthylènephosphonique) (CDTMPA) et l'acide nitrilotri(méthylènephosphonique). Le DTMPA est préféré. Les quantités d'agent complexant à mettre en oeuvre dépendent de l'efficacité de l'agent complexant sélectionné et de la teneur en métaux de la pâte à traiter. En pratique, on met généralement en oeuvre au moins 0,01 % en poids d'agent complexant par rapport à la pâte sèche et, le plus souvent, au moins 0,05 %. De même, on ne dépasse généralement pas 1 % en poids d'agent complexant par rapport à la pâte sèche et, le plus souvent, pas 0,25 %.
  • Les conditions opératoires du prétraitement décontaminant acide ne sont pas critiques. Elles doivent être déterminées dans chaque cas particulier en fonction du type de pâte à papier et de l'appareillage dans lequel s'effectue le traitement. D'une manière générale, il convient de fixer le choix de l'acide et la quantité mise en oeuvre pour imposer au milieu un pH inférieur à 7, par exemple d'au moins environ 1 à au plus environ 6,5. Des pH spécialement avantageux sont ceux d'au moins environ 2,0 à au plus environ 5,0. La température et la pression ne sont pas critiques, la température ambiante et la pression atmosphérique convenant généralement bien. La durée du prétraitement peut varier dans de larges proportions selon le type d'équipement utilisé, le choix de l'acide, la température et la pression, par exemple de 15 minutes environ à plusieurs heures.
  • On peut aussi remplacer le prétraitement décontaminant par l'incorporation dans l'étape de délignification au peroxyacide elle-même d'un ou plusieurs agents complexants des ions métalliques. Ces derniers sont choisis parmis les mêmes agents complexants que ceux décrits plus haut pour l'étape de prétraitement décontaminant. Une possibilité supplémentaire est la combinaison du prétraitement décontaminant avec l'incorporation d'un ou plusieurs agents complexants dans l'étape de délignification.
  • Dans une autre variante au procédé selon l'invention, on peut, si l'on désire obtenir de hauts niveaux de blancheur, faire suivre le traitement avec un peroxyacide par une séquence d'étapes supplémentaires de blanchiment impliquant ou non des réactifs chlorés. Des exemples de telles étapes sont les suivantes : étapes à l'oxygène gazeux ou à l'ozone, étapes au peroxyde d'hydrogène alcalin en présence ou non d'oxygène gazeux, étapes au dioxyde de chlore ou à l'hypochlorite de sodium, extractions alcalines à la soude caustique.
  • Les exemples qui suivent sont donnés dans le but d'illustrer l'invention, sans pour autant en limiter sa portée.
  • Dans les exemples, les mesures ont été effectuées conformément aux normes suivantes :
    • blancheur : Tappi Methods T218, 0M83 et T525, OM86
    • indice kappa : Tappi Method T236, CM85
    • viscosité : Tappi Method T230, OM89
    Exemples 1R à 3R : (non conformes à l'invention)
  • L'effet d'une délignification à l'acide peracétique a été étudié sur une pâte kraft de feuillus (blancheur initiale 28,7 °ISO, indice kappa 16,7 et viscosité 27,4 cps) au moyen d'une séquence en deux étapes : acide peracétique - extraction à la soude caustique. L'étape d'extraction à la soude caustique a été effectuée dans des conditions constantes de température (77 °C), de durée (45 minutes) et de consistance (10 % en poids de matières sèches). L'étape à l'acide peracétique a été effectuée sous diverses conditions de température s'échelonnant de 71 °C à 93 °C, les autres conditions restant constantes : durée de 180 minutes, quantité d'acide peracétique de 3 % en poids par rapport à la matière sèche et consistance de 10 % en matières sèches.
  • L'acide peracétique utilisé était une solution aqueuse contenant 12,4 % en poids d'acide peracétique, 15,7 % de peroxyde d'hydrogène, 29,6 % d'acide acétique et 0,8 % d'acide sulfurique.
  • Les résultats sont donnés dans le tableau qui suit :
    Exemple No Température étape Paa °C pH étape init. Paa fin. Indice kappa final Viscosité cps
    1R 71 4,1 4,0 9,4 13,0
    2R 82 4,1 4,0 8,7 6,5
    3R 93 4,1 4,0 8,5 2,8
    • Exemples 4 à 6 : (conformes à l'invention)
  • On a reproduit les exemples 1R à 3R en remplaçant la solution aqueuse d'acide peracétique par une solution d'acide peracétique distillé contenant 27,2 % en poids d'acide peracétique, 1,97 % en poids de peroxyde d'hydrogène, 9,6 % en poids d'acide acétique et moins de 0,1 % en poids d'acide sulfurique.
  • Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau qui suit :
    Exemple No Température étape Paa °C pH étape init. Paa fin. Indice kappa final Viscosité cps
    4 71 5,3 4,5 7,4 16,1
    5 82 5,3 4,5 7,5 13,8
    6 93 5,3 4,6 8,0 11,8

Claims (10)

  1. Procédé pour la délignification d'une pâte à papier chimique au moyen d'un peroxyacide organique selon lequel on traite la pâte écrue provenant de l'opération de cuisson par une solution aqueuse de ce peroxyacide organique, caractérisé en ce que la solution aqueuse de peroxyacide a une teneur pondérale en peroxyde d'hydrogène qui ne dépasse pas 20 % du poids du peroxyacide.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur pondérale en peroxyde d'hydrogène ne dépasse pas 8 % du poids du peroxyacide.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le peroxyacide organique est purifié avant son emploi par une opération de distillation.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le peroxyacide organique est sélectionné parmi l'acide performique et les peroxyacides aliphatiques carboxyliques comportant un seul groupement percarboxylique et une chaîne alkyle saturée linéaire ou ramifiée de moins de 11 atomes de carbone.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le peroxyacide organique est sélectionné parmi les diperoxyacides carboxyliques comportant une chaîne alkyle linéaire ou ramifiée de moins de 16 atomes de carbone et deux groupements percarboxyliques substitués sur des atomes de carbone situés en position alpha-omega l'un par rapport à l'autre.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le peroxyacide organique est sélectionné parmi les peroxyacides aromatiques comportant un groupement percarboxylique par noyau benzénique.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on fait précéder le traitement par le peroxyacide organique par une étape de prétraitement décontaminant au moyen d'une solution aqueuse acide.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la solution aqueuse acide contient au moins un agent complexant des ions métalliques.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on incorpore au traitement au peroxyacide un agent complexant des ions métalliques.
  10. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 à la délignification des pâtes kraft.
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