[發明專利]由木質纖維素植物生產紙漿的方法及所得到的紙漿

無效

• 申請號: 97193114.3
• 申請日: 1997-01-15
• 公開（公告）號: CN1077630C
• 公開（公告）日: 2002-01-09
• 發明（設計）人: D·卡薩特
• 申請（專利權）人: E·MC2發展公司
• 主分類號: D21B1/36
• 分類號: D21B1/36;D21B1/02;D21C5/00;D21C1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 邰紅,鐘守期

本發明涉及一種由以一年生植物或多年生植物為基料的木質纖維素原料生產紙漿的方法。“一年生植物”在下文中是指生長期約一年的任何植物(棉花、大麻、亞麻、谷類作物、甘蔗、高粱等)，“多年生植物”是指生長期長得多的植物(竹、蘆葦、劍麻、闊葉樹或針葉樹等)；本發明涉及的木質纖維素原料可以包含整株植物，或只是這些植物的某些部分(莖、葉等)，或這些植物的副產物(秸桿、甘蔗渣等)。

人們知道，目前基本上有四類由一年生植物或多年生植物得到的紙漿：

-很低質量的紙漿，其產率高于90％：磨木漿，熱磨木漿和化學熱磨木漿，

-低質量的紙漿，其產率為80-90％：化學磨木漿或機制化學木漿，

-中等質量的紙漿，其產率為70-80％：半化學木漿，

-良好質量的紙漿，其產率為45-55％：化學木漿。

(產率在紙漿領域中通常是指以植物物料起始重量計所得到紙漿的重量比例)。

從很低質量的紙漿直到良好質量的紙漿，由于原料損失不斷增加，機械能或熱能的費用不斷增加，以及所使用化學產品的消耗不斷增加，其生產成本也不斷增加。

在由一年生植物生產的紙漿的情況下，只是以低產率(低于55％)得到的化學紙漿才具有高的機械強度，其強度相應與斷裂長度高于或等于5500-6000米；在由多年生植物生產的紙漿的情況下，某些半-化學木漿可以達到這些強度值。人們知道，斷裂長度是假定將任意寬度而均勻的帶的其中一端懸掛起來時，該帶在其固有重量的作用下的拉斷長度。這個斷裂長度可根據下式進行計算：式 106 . R T 15 g . G ]]>式中：

-R_T是以每米牛頓為單位表示的拉伸斷裂強度(標準NFQ03002)，

-G是紙漿定量(每平方米質量)，

-g是重力加速度(9.8米/秒/秒)。

另外，還有一些為了由這些植物生產牲畜飼料組分而處理植物的方法。這些方法中的一種，即蒸汽裂化(vapocraquage)，是讓木質纖維素原料受到高溫高壓處理(壓力約20-30巴，溫度約210-240℃)，然后進行突然減壓以便通過這種爆炸性膨脹而破壞這種植物，于是改善其易消化性。從其性質本身來看，這樣一種方法由于突然膨脹而導致木質纖維素物質大大降解，即纖維嚴重斷裂，還導致植物物料中的半纖維素和纖維素組分強烈水解。

曾提出過用這種蒸汽裂化方法主要由樹木產很低質量或低質量的紙漿；進行試驗的設備能夠生產這類木漿，其產率高于80％。在某些設備中，可將這種蒸汽裂化與亞硫酸鈉Na₂SO₃處理結合起來，有時還與氫氧化鈉處理結合起來，其氫氧化鈉含量很低，低于或等于2％(以干木質纖維素物料計氫氧化鈉的重量百分數)。應著重指出的是，對木質纖維素物料施加非常高的機械應力，使纖維嚴重斷裂的蒸汽裂化方法，一開始就顯示出與獲得其斷裂長度高于或等于5500米的良好質量木漿不相容，因為獲得這樣一種質量需要保持這些纖維。于是，使用蒸汽裂化制造紙漿的任何建議只局限于生產純粹磨木漿或化學磨木漿類的非常低質量或低質量的木漿。

除了上述觀察結果外，還應該指出有關使用該裂化方法獲得良好質量木漿的可能性進行過兩項研究工作：“B.V.KOKTA等人，CelluloseChem.Technol.，26，107-123(1992)”和US-A-4798651專利；“H.MAMERS等人，TAPPI?JOURNAL，Vol.64，n°7，93-96(1981，7)”。

第一項研究工作(KOKTA)似乎表明采用蒸汽裂化獲得良好質量的木漿是可能的，但是要使用高比例的亞硫酸鈉(16％)，從而使得這種方法存在化學法的缺陷：大量使用的化學產品使它們的循環耗費巨大(此外，人們知道亞硫酸鈉使得循環問題特別難以解決)。要注意到，US-4798651專利(KOKTA)還提及使用膨脹劑，但是如該專利中所描述的實施例所表明的那樣，這些膨脹劑只是在最后漂白操作時使用，而不是在蒸汽裂化時使用。