[发明专利]高得率针叶木溶解浆的制浆方法及其制备的溶解浆

说明书

本申请提供了一种高得率针叶木溶解浆的制浆方法。该制浆方法采用针叶木原料依次经蒸煮液预浸渍、硫酸盐法蒸煮、冷碱抽提和无元素氯漂白步骤制得，蒸煮液预浸渍的温度为20～100℃，硫酸盐法蒸煮的温度为170～185℃。与传统预水解硫酸盐可漂浆相比，本发明高温硫酸盐溶解浆仅需在漂前增加冷碱抽提段就可使聚戊糖含量降低到合适含量，且冷碱抽提段的废液可以重新用于蒸煮阶段，并未造成成本增加。本工艺对于具有硫酸盐法制浆生产线的浆厂生产溶解浆具有普适性，仅需改变蒸煮强度，就可在同一条生产线上生产不同级别的浆，实现产出的浆在纸浆和溶解浆之间转换，从而增加了企业的产品多样性；使企业能随时根据市场的变化生产出不同用途的浆，提高自身的抗风险能力。

技术领域

本发明涉及制浆造纸工业领域，尤其涉及一种高得率针叶木溶解浆的制浆方法。

背景技术

我国是纺织品生产大国，年均纺织纤维产量居世界第一。但受土地资源限制，粮棉争地、城乡争地矛盾日渐突出，棉、麻等天然纤维难以满足纺织工业发展需要，纤维消费量增长仍将主要依靠化纤的增长来支撑。而作为化纤原料的石油化工产品日益紧缺、价格持续走高，对纺织行业的可持续发展从源头造成障碍。为了从根本上解决石油资源短缺对于化纤及下游行业带来的不利影响，以棉短绒、麻、竹子以及木材等天然植物纤维原料生产的可再生纤维素纤维(即溶解浆)重新受到人们的重视。过去五年由于棉花价格上涨，作为棉花主要替代品的粘胶短纤需求量大幅上升，国外粘胶短纤的价格甚至比棉花高出10％。我国溶解浆的需求量逐年猛增。因此国内一些造纸企业借助行业共通点的优势向溶解浆行业渗透。

目前，以木材为原料制取溶解浆的工艺主要是带预水解的硫酸盐法蒸煮工艺。该方法是在木片进入传统硫酸盐法蒸煮工序前，对其进行预水解。预水解的主要目的是降低原料中的半纤维素含量(特别是聚戊糖含量)，并改变其结构，提高浆的α-纤维素含量，并控制其聚合度。为了达到可漂溶解浆的一般指标，预水解后水解半料经硫酸盐法蒸煮后，所得可漂浆的得率一般为30％～35％。因该方法制得的溶解浆的得率偏低，而使生产成本增加。此外，在木片预水解后，会产生大量的预水解液。虽然现在已经有很多关于对预水解液进行回收利用的报道，而且也有企业已经对预水解中的化工原料——糠醛进行提取，但并不是全部浆厂都有能力提取预水解液中的副产物，并转化为高附加值产品。一般情况下，很多预水解硫酸盐溶解浆厂均是将预水解液与碱法制浆黑液混合后输送至碱回收车间，进行蒸发、燃烧等操作，以回收碱和热能。此外，在预水解过程中，因为预水解温度较高(一般为170℃)，植物纤维原料中的酸溶木素以及降解的碳水化合物还会发生一系列化学反应，生成具有粘性的产物，造成水解设备内壁严重结垢。因此，有必要开发出一种新的溶解浆蒸煮及漂白工艺，避免因处理预水解阶段产生的废液和去除反应器垢层带来的成本增加的问题。

发明内容

本发明的目的在于利用碱法制浆脱木素及碳水化合物降解动力学的特点，克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种针叶木制备溶解浆的制浆及漂白方法，用于生产出合格的高得率针叶木溶解浆。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种高得率针叶木溶解浆的制浆方法。

该制浆方法采用针叶木原料依次经蒸煮液预浸渍、硫酸盐法蒸煮、冷碱抽提和无元素氯漂白步骤制得，其中蒸煮液预浸渍的温度为20～100℃，硫酸盐法蒸煮步骤中的温度为170～185℃。

进一步的，在蒸煮液预浸渍步骤之前还包括备料步骤，所述备料步骤包括将针叶木原木除节、剥皮，然后削成长15～30mm、厚3～5mm的木片。

进一步的，在蒸煮液预浸渍步骤中，蒸煮液的用碱量为30％～40％(以NaOH计)，硫化度20％～35％；液比为1:3～1:7，十二烷基苯磺酸钠用量0.02％～0.08％，预浸渍时间为0～150min；

进一步的，预浸渍过程结束后直接升温至170～185℃，并在170～185℃下保温，进行硫酸盐法蒸煮，控制升温时间为20～100min、保温时间为60～180min，蒸煮结束后，放料，洗净后制得可漂溶解浆。