SE468644B - Framstaellning av kemitermomekanisk massa samt impregneringsloesning innehaallande borhydrid och sulfit - Google Patents

Description

10 15 20 468 644 2 freeness-tal bör ligga över 600 ml CSF, företrädes- vis över 700 ml CSF, och spethalten bör inte överstiga 10 %, företrädesvis bör den ligga under 6 %.

Beskrivning av uppfinningen och dess mål Enligt föreliggande uppfinning är det nu möjligt att genomföra en raffinering vid förhöjd temperatur - i energibesparande syfte - utan att massans ljushet försämras.

Den framställda massan är även blekbar i ett efterföljande bleksteg med peroxid. Förfarandet enligt uppfinningen känne- tecknas av att flisen förimpregneras med en impregnerings- vätska innefattande borhydrid, minst en förening vald ur gruppen av natriumsulfit, natriumvätesulfat och natriumdi- sulfit, och eventuellt en eller flera komplexbildare, varvid impregneringsvätskan har ett svagt surt pH-värde, varefter den impregnerade flisen förvärms till 160-180°C och raffi- neringen utförs vid bibehållen temperatur.

Borhydriden tillsätts lämpligtvis i form av en alkalisk vattenlösning, såsom exempelvis den borhydridlös- ning, som säljs kommersiellt under varumärket BOROL® och som innehåller 12 vikt-% NaBH4. Borhydriden tillsätts i form av den nämnda vattenlösningen i en mängd av ca 5 - 15 kg BOROL® per ton flis, företrädesvis ca 10 kg per ton flis.

Den tillsatta aktiva mängden borhydrid bör således mot- svara ca 0,6-1,8 kg NaBH4 per ton flis, företrädesvis ca 1,2 kg per ton flis.

Den sulfitinnehållande föreningen utgörs av nat- riumsulfit, natriumvätesulfit, natriumdisulfit eller en blandning av två eller flera av dessa föreningar. Total- sulfitsatsningen räknad i form av tillsatt mängd natrium- sulfit, Na2SO3, uppgår till ungefär 20 - 40 kg per ton flis, företrädesvis ca 30 kg per ton flis, eller motsvar- ande stökiometriska mängder av S02, HS03' och/eller S2O52'. För att uppnå högsta ljushet på massan bör impreg- neringsvätskans pH-värde inställas på ett svagt surt pH-värde dvs. pH-värdet bör ligga mellan ungefär 5 och 6,5, företrä- desvis 5,5-6,5. Denna inställning av pH-värdet kan ske exempelvis med hjälp av en syra såsom svavelsyra, H¿S04, 10 15 20 25 30 35 468 644 3 eller med i massabruken ofta tillgänglig svaveldioxid, S02.

Om S02 används för surgöringen av impregneringsvätskan eller om HS03' eller S2052' används i stället för S032' måste dock totalsulfitsatsningen anpassas så att den ligger inom det ovan angivna intervallet. Hur denna sulfitsatsning och det rekommenderade pH-värdet uppnås, är dock oväsentligt för uppfinningen och kan ske på för varje tillämpning av upp- finningens förfarande lämpligt sätt.

Impregneringsvätskan bör lämpligtvis dessutom till- sättas en eller flera komplexbildare för att binda i massan eventuellt föreliggande metalljoner, vilka kan ge upphov till missfärgning. En lämplig komplexbildare är natriumsaltet av dietylentriaminpentaättiksyra (DTPA), eller etylendiamin- tetraättiksyra (EDTA), vilka tillsätts i en mängd av ca. 2 - 4 kg per ton flis.

Uppfinningen omfattar även en impregneringsvätska för impregnering av ett lignocellulosahaltigt material vid framställning av kemitermomekanisk massa. Impregnerings- vätskan innefattar borhydrid, minst en förening vald ur gruppen av natriumsulfit, natriumvätesulfit och natrium- disulfit, och eventuellt komplexbildare. Viktförhållandet mellan de i vätskan ingående aktiva komponenterna borhydrid och totalsulfit ligger mellan 20:80 och 30:70, företrädesvis ca 25:75. Vidare inställs impregneringsvätskan på ett svagt surt pH-värde, dvs vätskans pH-värde bör ligga mellan ungefär 5 och 6,5, företrädesvis 5,5-6,5.

Enligt uppfinningens förfarande framställs mas- san således genom att vedflis impregneras med en impregne- ringsvätska innefattande borhydrid och minst en förening vald ur gruppen av natriumsulfit, natriumvätesulfit och natriumdisulfit, och eventuellt komplexbildare. Därefter förvärms den impregnerade flisen under en tidsperiod av ungefär 1 - 3 minuter, företrädesvis ca 1 minut, vid en temperatur av 160 - 180°C, företrädesvis ca 165 - l70°C, samt defibreras/raffineras till massa med i huvudsak bibe- hållet tryck och temperatur från förvärmningen. Massan tvättas lämpligen under tryck och hög temperatur före- 10 15 468 644 4 trädesvis utan lufttillträde i direkt anslutning till raffineringen varvid den avvattnas till en koncentration av 25 - 40 %, varefter blekning sker med peroxid. Efter blekningen kan massa åter tvättas om så erfordras.

Raffineringen utfördes med en energiförbrukning av ca 500 kWh/ton till ett freenesstal över 700 ml CSF.

Med det ovan angivna förfarandet är det möjligt att genom högtemperaturraffinering framställa en massa med en oblekt ljushet före peroxidblekningen som är jämförbar med ljusheten hos konventionellt framställda CTMP-massor.

Vid en efterföljande peroxidblekning av den enligt upp- finningen framställda massan erhålls också ett likvärdigt bleksvar och ett ljushetsmaximum av samma storleksord- ning, som för massor framställda på konventionellt sätt vid lägre temperatur.

Utföringsexempel Exempel 1. (Högtemperaturraffinering med bor- hydrid).

Granflis impregnerades med impregneringsvätskor innehållande 30 kg natriumsulfit, 10 kg BOROL® (12 %-ig vattenlösning av natriumborhydrid) och 3 kg DTPA per ton flis. Impregneringsvätskan hade pH = 11 eller hade alterna- tivt neutraliserats eller surgjorts med H2S04 till pH = 8 resp. pH = 6. Flisen förvärmdes vid 165°C under 1 min.

Raffineringen utfördes därefter med bibehållen temperatur.

Efter raffineringen tvättades och avvattnades massan i direkt anslutning till raffineringen under tryck och hög temperatur, ca 150 - 180°C, utan lufttillträde.

Beträffande ytterligare processbetingelser hänvisas till den efterföljande tabellen 1.

De framställda, oblekta massornas ljushet uppmättes enligt SCAN-C 11 vid en våglängd av 457 nm.

De framställda massorna blektes därefter på konven- tionellt sätt med 40 kg peroxid per ton massa. De blekta massornas ljushet uppmättes på samma sätt som de oblekta massorna. Resultaten från ljushetsmätningarna framgår av tabell 1 nedan. 10 15 20 25 30 35 468 644 5 Exempel 2 (Högtemperaturraffinering utan borhydrid) Granflis impregnerades med en impregneringsvätska med pH = 9,5 och innehållande 30 kg Na2S03 och 3 kg DTPA per ton flis. Flisen förvärmdes till 165°C under 1 min. och be- handlades i övrigt enligt exempel 1. Den oblekta massans ljushet och den peroxidblekta massans ljushet uppmättes enligt SCAN-C11 och resultaten framgår av tabell 1, nedan.

Exempel 3 (Konventionell raffinering) Granflis impregnerades med samma impregnerings- vätska som används i ex. 2. Flisen förvärmdes till 130°C under 3 min. och raffinerades med bibehållen temperatur.

Efter raffinering tvättades och avvattnades massan på konventionellt sätt vid ca 130°C och utan lufttillträde.

Den oblekta massans ljushet och den peroxidblekta massans ljushet uppmättes och resultaten framgår av tabell 1, nedan.

Resultat från och processbetingelser för de tre ovan - i exemplen 1 - 3 - beskrivna förfarandena är sam- manställda i tabell 1. 10 15 20 25 30 xx (D 468 644 _ 6 IâhQLL_l EX.

Brnnassbefinsslaerr Förvärmning temp. °C 155 tid min. 1 Energiförbrukning kWh/t 550 'm n 'n - Nazsos kg/t 30 Borolß (12 vikt-s Nassa) kg/t 10 DTPA kg/t pH-värde .lleailrari Freeness CSF ml 740 Oblekt ljushet efter raffinering ISO % 59 Blekt ljushet efter peroxid- blekn. (Hzoz 40 kg/t) Iso s 78,5 Av resultaten från ljushetsmätningarna, EX. 165 600 740 57,5 55 54 77 75 73 EX.3 13ø i 900 730 57 78 som utförts på de framställda massorna framgàr att högtemperaturraffine- ringen för att reducera energiförbrukningen vid raffineringen är möjlig med bibehållen ljushet pà de framställda massorna om flisen förimpregneras med en impregneringsvätska enligt uppfinningen. Vidare visar de uppmätta ljushetsvärdena att impregneringsvätskans pH har inverkan på resultatet.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 7 468 644 PATENTKRAY

1. Förfarande för framställning av kemitermomekanisk massa av lignocellulosahaltigt material genom förvärmning och raffinering vid förhöjd temperatur efter förimpregnering av flisen med en vätska innehållande borhydrid och minst en förening vald ur gruppen natriumsulfit, natriumvätesulfit och natriumdisulfit, och eventuellt en eller flera komplexbil- dare, k ä n n e t e c k n a t av att impregneringsvätskan har ett svagt surt pH-värde mellan 5 och 6,5 och den impreg- nerade flisen förvärms till en temperatur mellan 160-180°C och raffineringen utförs med väsentligen bibehållen tempe- ratur.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e- t e c k n a t av att flisen per ton impregneras med 0,6-1,8 kg natriumborhydrid och 20-40 kg natriumsulfit eller motsvarande stökiometriska mängd av natriumvätesulfit och/eller natriumdisulfit eller en blandning av minst två av de nämnda föreningarna.

3. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 2, k ä n n e t e c k n a t av att impregneringsvätskan är surgjord till ett pH mellan ungefär 5,5 och 6,5, eventuellt medelst syratillsats.

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a t av att förvärmningen sker vid en temperatur mellan 160-180°C under en tidsperiod av ca 1 - 3 min.

5. Förfarande enligt nágot av patentkraven 1 - 4, k ä n n e t e c k n a t av att flisen impregneras med en vattenlösning innehållande ca 1,2 kg borhydrid, ca 30 kg natriumsulfit och ca 3 kg DTPA per ton flis, varefter flisen förvärms till ca 165 - 170°C under ca 1 min och raffineras med väsentligen bibehållen temperatur.

6. Förfarande enligt nágot av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a t av att den framställda massan utsättes för en konventionell blekning med peroxid. 10 15 20 468 644 g

7. Impregneringsvätska innehållande borhydrid och minst en förening vald ur gruppen av natriumsulfit, natriumvätesulfit och natriumdisulfit, och eventuellt en eller flera komplexbildare för impregnering av ett ligno- cellulosahaltigt material vid framställning av kemitermo- mekanisk massa, k ä n n e t e c k n a d av att impregne- ringsvätskan har ett svagt surt pH-värde mellan 5 och 6,5.

8. Impregneringsvätska enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att vätskan har ett pH-värde mellan 5,5 och 6,5.

9. Impregneringsvätska enligt nágot av patentkraven 7 - 8, k ä n n e t e c k n a d av att de i vätskan in- gående aktiva komponenterna borhydrid och totalsulfit föreligger i ett mängdförhàllande av mellan 20:80 och 30:70.