[發(fā)明專利]漂白紙漿的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380027609.1
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN104471146A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T.沃奧林恩;A-S.杰亞斯科萊恩;A.林德伯格
• 申請（專利權(quán)）人: 凱米羅總公司;安德里茲公司;芬歐匯川集團(tuán)公司;斯托拉恩索公司;美真纖維公司
• 主分類號: D21C9/10
• 分類號: D21C9/10;D21C9/12;D21C9/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周李軍;楊思捷

本發(fā)明涉及紙漿漂白方法。更具體地說，本發(fā)明涉及在漂白中使用胺作為催化劑。

背景

在化學(xué)制漿中，借助化學(xué)溶液將木屑蒸解(digest)以溶解其中的部分木質(zhì)素，實現(xiàn)木質(zhì)素的去除，這些蒸解過程通常包含亞硫酸鹽、硫酸鹽(牛皮紙(Kraft))、蘇打和修改的亞硫酸鹽過程。蒸解以連續(xù)方式或間歇蒸解過程進(jìn)行。

一旦木屑已經(jīng)被蒸解，得到的紙漿材料通常為深色的纖維素纖維，即褐色原料。該材料被稱作未漂白紙漿。深色意味著在蒸解期間不是所有木質(zhì)素已經(jīng)被去除，且剩余的木質(zhì)素已經(jīng)被化學(xué)改性。來自蒸解過程的紙漿懸浮液包含溶解的有機材料和使用的無機蒸煮化學(xué)品。在蒸解之后褐色原料洗滌中的目標(biāo)為回收盡可能多的溶解有機物質(zhì)用于能量生產(chǎn)，和盡可能多的有價值的無機化學(xué)品用于以最小稀釋量再生。

通過木質(zhì)素的去除，使木纖維彼此分離以使得能形成纖維網(wǎng)。需要漂白以進(jìn)一步增加紙漿的亮度。在洗滌后，第一漂白階段通常為氧脫木質(zhì)素，其中氧化的白液或/和氫氧化鈉用于脫木質(zhì)素。在現(xiàn)代的纖維生產(chǎn)線中，在氧脫木質(zhì)素之后實施除節(jié)、篩選和洗滌。來自氧脫木質(zhì)素之后的洗滌的濾液在褐色原料洗滌中用作洗液，即逆流洗滌。

來自蒸解過程的紙漿和氧脫木質(zhì)素不可避免地包含不需要的固體材料。一些木屑可能未經(jīng)適當(dāng)?shù)卣糁螅鸵恍├w維材料可能不完全是單獨纖維的形式。除了木材之外的污染物還可與木屑一起進(jìn)入蒸煮。除節(jié)（即節(jié)的去除）和篩選的目的為從主要紙漿流去除雜質(zhì)和未纖維化的顆粒以減少漂白化學(xué)品消耗。在較舊的纖維生產(chǎn)線中或如果真空過濾器和洗滌壓床用于洗滌，則在蒸解過程之后進(jìn)行除節(jié)。

隨后，漂白經(jīng)常為多階段過程，使用氯、二氧化氯、氧、臭氧、過氧化氫、氫氧化鈉、過氧酸、酶或它們的混合物。在許多國家，二氧化氯現(xiàn)今仍然為優(yōu)選的用于漂白化學(xué)品的選擇。二氧化氯方法具有一些優(yōu)點，如與例如次氯酸鹽相比良好的漂白能力，且對于得到的紙漿，其提供良好的強度和亮度值。不論它的廣泛應(yīng)用，二氧化氯方法不無缺點。即使二氧化氯的價格與一些其它化學(xué)品相比有競爭性，但在水系統(tǒng)上的設(shè)備成本和負(fù)荷導(dǎo)致要減少它的消耗甚至尋找備選的漂白溶液的壓力。

漂白化學(xué)品的大量消耗的原因包含副反應(yīng)，該副反應(yīng)中消耗了化學(xué)品，對紙漿產(chǎn)品質(zhì)量沒有任何影響。例如，結(jié)合至羧酸基團(tuán)的重金屬傾向于增加由化學(xué)品分解導(dǎo)致的漂白化學(xué)品消耗，以及增加在制漿期間形成的或釋放的化學(xué)組分，如己烯糖醛酸基團(tuán)，其進(jìn)一步與漂白化學(xué)品反應(yīng)。

一些已知的方法討論了通過例如使用各種型式的螯合劑或絡(luò)合劑來去除金屬。叔胺類的絡(luò)合劑如DTPA(二亞乙基三胺五乙酸)，已經(jīng)在制漿方法中用于從特定制漿階段如氧化階段去除金屬，以對氧化劑如過氧化氫提供合適的長反應(yīng)時間，金屬傾向于催化氧化劑分解。

在制漿中，大部分木質(zhì)素在蒸解中去除，且僅小部分(少數(shù)百分比)剩余在紙漿漿料中。為了進(jìn)一步減少該剩余的木質(zhì)素含量，需要與剩余木質(zhì)素的量成比例的相當(dāng)大量的漂白化學(xué)品。這暗示了當(dāng)前應(yīng)用的漂白方法或化學(xué)品仍然是低效的。

在通過木材中的半纖維素成分改性將牛皮紙制漿期間，形成己烯糖醛酸。在漂白期間，二氧化氯的親電中間體，如次氯酸，易于與己烯糖醛酸反應(yīng)導(dǎo)致漂白化學(xué)品的增加的消耗。通常，在漂白之前從紙漿中去除己烯糖醛酸是使用選擇性酸水解進(jìn)行的，其導(dǎo)致己烯糖醛酸轉(zhuǎn)化為2-糠酸、甲酸和5-羧基-2-糠醛。遺憾的是，酸水解方法是費時的步驟。

EP?0786029B1公開了在纖維素紙漿中通過熱處理去除己烯糖醛酸的方法。在該方法中，通過硫酸鹽或堿性方法制造的具有小于24的卡帕值(kappa?number)的纖維素紙漿，在85-150℃溫度下，在pH2-5下處理5分鐘-10h的時間。該處理導(dǎo)致至少50%的己烯糖醛酸基團(tuán)被去除且卡帕值減少2-9單位。

WO?87/03313公開了用于漂白紙漿的方法，包含使用基于次氯酸且還包含鹵鹽、二氧化氯和/或氮化合物如六亞甲基四胺的預(yù)混合物。將該預(yù)混合物添加到紙漿中用于最小化纖維降解和提高亮度。這類漂白組合物的漂白時間為2-4小時且最佳pH范圍為2-6。

US?4298428公開了通過使用次氯酸鹽漂白，來改進(jìn)化學(xué)紙漿強度和亮度的方法，其中紙漿還包含0.01-0.5重量%的選自以下的胺化合物：乙胺、甲氧基丙胺、單乙醇胺、正丁胺、3-氨丙醇、異丙胺、乙二胺、苯胺、2-氨基-2-甲基丙醇、2-氨基丙二醇、三亞乙基四胺、1,3-二氨基丙烷、二氨基羥基丙烷、亞乙基二胺、六亞甲基二胺和嗎啉。