[其他]木質纖維材料的蒸煮方法

無效

• 申請號: 86105219
• 申請日: 1986-07-26
• 公開（公告）號: CN86105219A
• 公開（公告）日: 1987-02-25
• 發明（設計）人: 老肯尼思·W·貝爾;雷蒙德·A·揚;蒂莫西·R·揚
• 申請（專利權）人: 拜奧戴恩化學公司
• 主分類號: D21C3/20
• 分類號: D21C3/20;D21C3/22
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李雒英

在過去已經有許多制漿方法被用來從木材和其他的木質纖維中分離纖維素纖維。常規的制漿方法使用無機化學藥劑，諸如在水中的以硫化物或硫酸鹽形式的鈉、鈣、鎂、氨或硫。由于木素是不溶于水的，因此在過去最成功的方法都是將木素改性成為水溶性的堿木素或木素磺酸鹽。硫酸鹽及亞硫酸鹽法已得到廣泛和大規模的應用，而且這些方法對用於回收無機化學藥品的再循環體系是合適的。然而，這些方法在成功地利用有機殘余物方面，迄今仍存在顯著的缺陷。通常，無機藥品和有機殘余物是被濃縮為廢液。通過廢液燃燒回收或驅除無機化學藥品。凈化由于回收制漿藥劑而要求進行的濃縮和燃燒作業中所產生的空氣和廢水，這對於制漿工業來說既具有重要意義，也是一個巨大的財政負擔。

為了消除制漿過程中與使用無機化學藥品有關的問題，已經試驗了許多使用木素溶劑，諸如乙酸、甲酸、丙酮、二氧雜環己烷、聚乙二醇、乙醇、丙三醇、苯酚等的方法。這些溶劑被用來溶解木質纖維材料中的木素。然而，由于配制及回收這些溶劑的成本相當昂貴，而且生產出來的制漿質量較差，因此這些方法對于工業上的應用來說，已被證明是沒有吸引力的。

在過去所用的使用木素溶劑的諸法中，使用有機酸和醇的方法被證明是最有意義的，由于這些方法不僅能生產出高質量的紙漿，而且這些溶劑也能從木質纖維材料的纖維素和/或半纖維素部分中產生。

美國專利3553076號公開了一種使用乙酸的制漿方法。根據該專利的方法顯示出過量水的存在對生產高質量的紙漿是不利的，這是由于纖維素的水解和脫木素作用速率的降低而造成的。為此而使用重量百分濃度大于50%的乙酸。然而，從成本的角度來考慮，使用高濃度的乙酸對回收體系來說是不能接受的。此外，木片中通常含有重量約為50%的水份，因此為了獲得高的濃度而需要過量的乙酸。

美國專利4100016號公開了一種使用乙醇作為木素溶劑的制漿方法，在該法中用作蒸煮液的是重量濃度為50%的乙醇水溶液。由于需用高濃度的酒精，因此回收體系非常昂貴。同時，由于高濃度乙醇的流失，因此對政府的各種有關保證乙醇不從工廠流失的限制必須進行斗爭。

多種主要的研究著眼于由生物量生產合成燃料。這種類型最成功的嘗試包括使用硫酸作為催化劑來水解纖維素組分以得到可發酵糖。這類方法所存在的主要問題是得率低，在纖維素水解的同時、半纖維素和木素組分也遭到破壞，分離各種產品的回收成本昂貴，並需要過多的能量。

本發明涉及一種蒸煮木質纖維材料的改進方法，更具體地說，本發明涉及一種不僅減少在蒸煮期會引起纖維素水解的水量，而且還能加快脫木素作用和提供更經濟的化學藥品回收體系的制漿方法。

根據本發明將一種木質纖維材料如木片與蒸煮液一起放入蒸煮器中。蒸煮液由酯、有機的木素溶劑和水組成。

酯是由分子中含1～4個碳原子的脂肪醇和分子中含1～4個碳原子的脂肪酸制得，而木素溶劑最好是分子中含1～4個碳原子的有機酸、或者是分子中含1～4個碳原子的醇、或者是它們的混和物。

木素溶劑易在酯和水中混合。該液體混和物的三種組分其特征在于在一定的濃度限下能形成分離的有機相和水相。

將纖維素材料放置在蒸煮器中，在溫度為0℃～230℃以及時間足以使木素溶解在酯和溶劑中的條件下進行蒸煮。然后將液體混和物從蒸煮器中排出，壓力驟降至大氣壓使之引起冷卻。由于液體的冷卻會減少木素在有機組分中的溶解度，因此一部分溶解木素將析出並懸浮在水相中。隨后將液體送至分離罐，在分離罐中含有溶解木素的有機相和含有懸浮的木素顆粒的水相被分離。

含有溶解木素的有機相被送回到蒸煮器以繼續蒸煮循環，而水相被進一步處理以除去殘余的有機材料並從水中分離木素。

由于使用了高比例的有機組分，因此與常規的使用無機化學藥品的方法相比，加速了脫木素作用。有機材料，即酯和酸的大部分與水相分離形成有機相並被再循環到蒸煮器。這就大大地簡化了有機材料的回收體系。

由于在蒸煮器中水的需要量比常規的方法要少，因此纖維素的水解減少，並能獲得較高質量的紙漿。

本發明的方法還能在給定壓力的蒸煮區內采用較低的蒸煮溫度，而且生產出具有商業上合格性能紙漿所需要的時間也被縮短。

本發明方法的另一個優點是排除了使用硫化物，而硫化合物會引起一系列的環境污染問題。

借助于將漂白化學藥品投入到紙漿的洗滌循環中，因此漂白工藝被大大地簡化。

其他的目的和優點將在下述說明中表明。

附圖圖示目前預計到的實施本發明的最佳模式。

在附圖中：