[发明专利]连二亚硫酸钠在纤维素制浆方法中的用途

说明书

本发明涉及一种如权利要求书中所定义的通过亚硫酸盐法蒸煮或硫酸盐法蒸煮由木素纤维素材料生产纤维素的方法。

由木素纤维素材料如木材得到纤维素的方法是已知的且例如描述于Ullmannsder technischen Chemie，第4版，第17卷，“Paper，fibrous raw materials”，第531-576页，Verlag Chemie Weinheim，New York(1979)中。通常通过化学变构方法由木素纤维素材料如木材得到纤维素。该类化学变构方法的实例是用于这些目的的亚硫酸盐法蒸煮和类似地熟知的硫酸盐法蒸煮方法。亚硫酸盐法蒸煮和硫酸盐法蒸煮例如描述于上述Ullmann参考文献中。

简单地讲，在两种上述方法按如下处理木素纤维素材料以得到纤维素。

在亚硫酸盐法制浆法(下文也称“亚硫酸盐法蒸煮”)中，在酸性或中性介质中在亚硫酸盐(亚硫酸H₂SO₃的盐)存在下用蒸煮液处理木素纤维素材料，通常是木材，由此通常将木素磺化和水增溶并由此可以从纤维中除去而留下纤维素。

存在各种类型的亚硫酸盐法制浆法，它们尤其在其蒸煮液的pH上不同。实例是：

a)除了水外以二亚硫酸氢镁(下文也称“Mg(HSO₃)₂”)和二氧化硫SO₂作为蒸煮液组分的酸性亚硫酸氢盐法制浆法，

b)以Mg(HSO₃)₂作为蒸煮液组分的亚硫酸氢盐法制浆法，

c)以亚硫酸钠(下文也称“Na₂SO₃”)和碳酸钠(下文也称“Na₂CO₃”)作为蒸煮液组分的中性亚硫酸盐法制浆法，以及

d)除了水外以Na₂SO₃和氢氧化钠(下文也称“NaOH”)作为蒸煮液组分的碱性亚硫酸盐法制浆法。

酸性亚硫酸氢盐法制浆法通常利用氧化镁(MgO)形式的镁作为碱，其随后转化成二亚硫酸氢盐。代替镁(Mg)，该酸性亚硫酸氢盐法制浆法还可以利用钙(Ca)、钠(Na)或铵(NH₄⁺)作为蒸煮液的碱，此时它们类似于镁以相应氧化物/氢氧化物形式使用。除钙以外，这些金属通常也可以以类似方式用于亚硫酸氢盐法制浆法中。

在亚硫酸盐法制浆法中，当前最常用的是亚硫酸氢镁法制浆法。

通常将软木如云杉木，还有冷杉木和铁杉木考虑作为用于亚硫酸盐法制浆法的木素纤维素材料。一些硬木品种如山毛榉、杨木和桦木也合适。优选将云杉木用于亚硫酸盐法制浆法。

上述各种类型的亚硫酸盐法制浆法通常各自在0.1-10巴的压力下且通常在一定pH范围内操作。典型的pH对酸性亚硫酸氢盐法制浆法a)为2-3，对亚硫酸氢盐法制浆法b)为3-5，对中性亚硫酸盐法制浆法c)为6-9且对碱性亚硫酸盐法制浆法d)为约11。

亚硫酸盐法制浆法中的蒸煮温度根据pH范围而不同。因此，温度范围通常对酸性亚硫酸氢盐法制浆法a)为120-150℃，对亚硫酸氢盐法制浆法b)为150-160℃且对亚硫酸钠法制浆法c)和碱性亚硫酸盐法制浆法d)二者为160-180℃。

亚硫酸盐法制浆法中的蒸煮液通常包含所谓的游离二氧化硫(SO₂)，其以SO₂和亚硫酸(下文也称“H₂SO₃”)存在，以及结合的SO₂，其与阳离子(碱)结合。游离SO₂和结合的SO₂通常记录为总SO₂。亚硫酸盐法制浆法中的蒸煮液通常具有下列组成：

M₂SO₃+H₂SO₃+SO₂+H₂O，

其中H₂SO₃和SO₂归属为游离SO₂且M₂SO₃归属为结合的SO₂。M在这里为相应的所谓碱，例如镁。