[go: up one dir, main page]

FI20175852A1 - Menetelmä kemikaalitasapainon optimoimiseksi sellutehtaalla - Google Patents

Menetelmä kemikaalitasapainon optimoimiseksi sellutehtaalla Download PDF

Info

Publication number
FI20175852A1
FI20175852A1 FI20175852A FI20175852A FI20175852A1 FI 20175852 A1 FI20175852 A1 FI 20175852A1 FI 20175852 A FI20175852 A FI 20175852A FI 20175852 A FI20175852 A FI 20175852A FI 20175852 A1 FI20175852 A1 FI 20175852A1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
methanol
sulfuric acid
chlorine dioxide
plant
sulfur
Prior art date
Application number
FI20175852A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI129150B (fi
Inventor
Lauri Pehu-Lehtonen
Original Assignee
Andritz Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=64277721&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI20175852(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Andritz Oy filed Critical Andritz Oy
Priority to FI20175852A priority Critical patent/FI129150B/fi
Priority to RU2020111790A priority patent/RU2768230C2/ru
Priority to CA3075496A priority patent/CA3075496A1/en
Priority to CN201880062121.5A priority patent/CN111212945A/zh
Priority to PCT/FI2018/050691 priority patent/WO2019058032A1/en
Priority to BR112020005280-9A priority patent/BR112020005280B1/pt
Priority to JP2020537877A priority patent/JP7250800B2/ja
Priority to US16/649,819 priority patent/US20200283954A1/en
Priority to EP18801009.4A priority patent/EP3688219B1/en
Publication of FI20175852A1 publication Critical patent/FI20175852A1/fi
Priority to CL2020000704A priority patent/CL2020000704A1/es
Publication of FI129150B publication Critical patent/FI129150B/fi
Application granted granted Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/12—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds
    • D21C9/14—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites
    • D21C9/144—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites with ClO2/Cl2 and other bleaching agents in a multistage process
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0007—Recovery of by-products, i.e. compounds other than those necessary for pulping, for multiple uses or not otherwise provided for
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0014—Combination of various pulping processes with one or several recovery systems (cross-recovery)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/02—Oxides of chlorine
    • C01B11/022—Chlorine dioxide (ClO2)
    • C01B11/023—Preparation from chlorites or chlorates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74—Preparation
    • C01B17/76—Preparation by contact processes
    • C01B17/775—Liquid phase contacting processes or wet catalysis processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/94—Use of additives, e.g. for stabilisation
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0035—Introduction of compounds, e.g. sodium sulfate, into the cycle in order to compensate for the losses of pulping agents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/06—Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/06—Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
    • D21C11/08—Deodorisation ; Elimination of malodorous compounds, e.g. sulfur compounds such as hydrogen sulfide or mercaptans, from gas streams
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/12—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds
    • D21C9/14—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20—Methods of refining

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää kemikaalitasapainon optimoimiseksi sulfaattisellutehtaalla, jossa tuotetaan ainakin klooridioksidilla valkaistua massaa ja jossa on klooridioksidilaitos, joka käyttää ainakin kloraattia, metanolia ja rikkihappoa klooridioksidin valmistamiseksi. Menetelmä käsittää ainakin seuraavat vaiheet: a). kaasuja tehtaan väkevien lauhtumattomien kaasujen järjestelmästä poltetaan rikkidioksidia sisältävän kaasun muodostamiseksi, joka käsitellään väkevän rikkihapon tuottamiseksi, ja b). tehtaan prosesseista peräisin olevaa raakametanolia puhdistetaan metanolin tuottamiseksi, ja c). tehtaan prosesseissa syntyviä natrium- ja/tai rikkiyhdistepitoisia poistovirtoja käytetään make-upkemikaaleina, jolloin klooridioksidin valmistuksessa käytetään vaiheessa a) tuotettua rikkihappoa ja vaiheessa b) puhdistettua metanolia siten että rikkihapon konsentraatio on 94-99 %, edullisesti 95-98 %, ja että vaiheessa c) käytetään klooridioksidin valmistuksessa syntynyttä seskvisulfaattia tai natriumsulfaattia.

Description

MENETELMÄ KEMIKAALITASAPAINON OPTIMOIMISEKSI SELLUTEHTAALLA
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää kemikaalitasapainon optimoimiseksi 5 suIfaattisellutehtaalla, jossa tuotetaan ainakin klooridioksidilla (CIO2) valkaistua massaa ja jossa on klooridioksidilaitos.
Sellutehtaan nykyinen kemikaalien talteenottojärjestely kattaa keittokemikaalien, pääasiassa natriumhydroksidin (NaOH) ja natriumsulfidin (Na2S), talteenoton ja regeneroinnin. Siitä huolimatta sellutehtaat tuottavat merkittäviä määriä jätevirtoja, 10 jotka ovat haitallisia ympäristölle, mutta jotka toisaalta sisältävät huomattavia määriä arvokasta natriumia ja rikkiä, jotka menetetään näiden virtojen mukana.
Nämä jätevirrat syntyvät tyypillisesti, kun rikkipitoisten kemikaalien tuonti prosessiin sen ulkopuolelta ylittää sellun keitossa tarvittavan rikkimäärän. Tämä johtaa tilanteeseen, jossa sellutehtaalla on ylijäämärikkiä, mikä pitää poistaa 15 prosessista. Tyypillisesti ylijäämärikki poistetaan natriumsulfaattina (Na2SO4) läheiseen vesistöön, mikä on ollut hyväksyttävin tapa palauttaa rikkijätevirta luontoon. Esimerkiksi soodakattilan lentotuhkasta pääosa (80-90 %) on natriumsulfaattia. Perinteisesti kemikaalikierrosta poistettu lentotuhka on liuotettu veteen tai lauhteeseen ja liuos on johdettu jäteveden puhdistamolle. Kiristyvien 20 ympäristömääräysten takia natriumsulfaattipäästöjä pitää vähentää suuressa määrin, koska ne aiheuttavat haittaa sisämaan vesistöille.
Sellutehtailla käytetään klooridioksidia kemiallisen massan valkaisuun. Klooridioksidin kaupallisia valmistusprosesseja on useita, jotka ovat sinänsä tunnettuja. Kaikissa prosesseissa on raaka-aineena natriumkloraatti (NaCIO3).
Sen lisäksi prosessi vaatii happoa ja pelkistintä. Tyypillisiä nykyisiä prosesseja ovat esimerkiksi ns. R8-prosessi ja R10-prosessi. Näissä pelkistimenä on metanoli (CH3OH) ja happona rikkihappo (H2SO4). Siten klooridioksidilaitos on yksi rikkihapon ja metanolin pääkuluttajista sellutehtailla. Lisäksi nämä kemikaalit tuodaan tehtaan ulkopuolella niiden hyvin korkeiden laatuvaatimusten takia.
Klooridioksidilaitoksella syntyy rikki- ja natriumpitoisia sivutuotteita. R8prosessissa syntyy hapanta suolaa, natriumseskvisulfaattia (Na3H(SO4)2) ja R10prosessissa natriumsulfaattia, joita usein voidaan viedä kemikaalikiertoon tai joita
20175852 prh 25 -09- 2017 liuotetaan jätevesiin. Jälkimmäisessä tapauksessa sulfaatti ei rasita tehtaan S/Natasetta, mutta lisää toisaalta tehtaan jätevesipäästöjä. Näiden kemikaalien täydelliseen kierrätykseen ei ole kuitenkaan päästy, ja siten kemikaalien, pääasiassa rikin, ylimäärät, jotka muodostuvat niiden tuonnista prosessiin, täytyy poistaa kemikaalitasapainon ylläpitämiseksi prosessissa.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tarjota menetelmä, jossa voidaan oleellisesti vähentää tai kokonaan lopettaa kemikaalien tuontia sellutehtaan prosesseihin ja siten myös minimoida tarvetta kemikaalien poistamiseksi prosessista.
Uudessa menetelmässä muodostetaan kemikaalien lisäkemikaalikiertoja rikkiä ja/tai metanolia varten. Näissä lisäkemikaalikierroissa sisäisesti regeneroidaan ja tuotetaan puhdistettuja kemikaaleja, jotka ovat kauppalaatuisia ja siten täyttävät esimerkiksi klooridioksidilaitoksen raaka-aineilta, metanolilta ja rikkihapolta, vaadittavan korkean laadun. Kemikaalien tuontia prosessin ulkopuolelta voidaan vähentää ja siten alentaa ylijäämänkin määrää sellutehtaalla, ostokemikaaleista aiheutuvia kuluja ja fossiilisten kemikaalien käyttöä.
Uudessa menetelmässä kemikaalitasapainoa optimoidaan sulfaattisellutehtaalla, jossa tuotetaan ainakin klooridioksidilla valkaistua massaa ja jossa on klooridioksidilaitos, joka käyttää ainakin kloraattia, metanolia ja rikkihappoa klooridioksidin valmistamiseksi. Menetelmä käsittää ainakin seuraavat vaiheet:
a) . kaasuja tehtaan väkevien lauhtumattomien kaasujen (CNCG) järjestelmästä poltetaan rikkidioksidia (SO2) sisältävän kaasun muodostamiseksi, joka käsitellään väkevän rikkihapon tuottamiseksi, ja
b) . tehtaan prosesseista peräisin olevaa raakametanolia puhdistetaan metanolin tuottamiseksi, ja
c) . tehtaan prosesseissa syntyviä natrium- ja/tai rikkiyhdistepitoisia poistovirtoja käytetään make-up-kemikaaleina, jolloin klooridioksidin valmistuksessa käytetään vaiheessa a) tuotettua rikkihappoa ja vaiheessa b) puhdistettua metanolia siten että rikkihapon konsentraatio on 94-99 %, edullisesti 95-98 % , ja että vaiheessa c) käytetään klooridioksidin valmistuksessa syntynyttä seskvisulfaattia tai natriumsulfaattia.
20175852 prh 25 -09- 2017
Klooridioksidi valmistetaan natriumkloraatista, rikkihaposta ja metanolista sinänsä tunnettujen prosessien, kuten esimerkiksi tuotenimillä R8 tai R10 olevien prosessien, mukaisesti. Tällaisia prosesseja on kuvattu esim. US-patenteissa 4081520 ja 5066477. Uuden menetelmän mukaan klooridioksidin valmistuksessa tarvittava metanoli ja rikkihappo tuotetaan sellutehtaalla sisäisesti tuottamalla kauppalaatuista metanolia ja rikkihappoa uusissa kemikaalikierroissa.
Uuden menetelmän erään suoritusmuodon mukaan vaiheessa a) valmistettua rikkihappoa käytetään lisäksi ainakin yhdessä seuraavista prosesseista: mäntyöljyn valmistus, ligniinin talteenotto mustalipeästä, massan valkaisussa, pH:n säätöön tehtaan kemikaalien talteenottoprosessissa, mikrokiteisen selluloosan (MCC) valmistuksessa. Rikkihappoa tarvitaan myös eräissä metanolin puhdistusprosesseissa, mihin on siis saatavilla sisäisesti tuotettua happoa. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan vaiheessa b) käytetään vaiheessa a) tuotettua rikkihappoa, jos metanolin puhdistusprosessissa raakametanoli hapotetaan.
Sisäisesti tuotetun rikkihapon käyttö vähentää ulkopuolisen rikin syöttömäärää kemikaalikiertoon. Siten myös vähenee tarve poistaa soodakattilan tuhkaa kemikaalikierrosta.
Menetelmän erään suoritusmuodon mukaan vaiheessa c) käytetään lisäksi ainakin yhtä seuraavista poistovirroista: soodakattilan tuhka, seskvisulfaatti tai natriumsulfaatti klooridioksidin valmistuksesta, klooridioksidilaitoksen jätehappo, massan valkaisulaitoksen aikalisiä suodoksia, kuten EOP-valkaisuvaiheen suodosta, joka vaihe on alkalinen uuttovalkaisuvaihe, jossa käytetään natriumhydroksidia, happea ja peroksidia. Kun sisäisiä ainevirtoja käytetään make-up-kemikaaleina, vähenee niitä sisältävien jätevirtojen määrä tehtaalta.
Toisaalta tällöin ei menetetä arvokkaita kemikaaleja, joita on aikaisemmin täytynyt poistaa jätteenä kemikaalitasapainon ylläpitämiseksi.
Kun soodakattilan tuhkan poisto prosessista vähenee tai jopa loppuu, pyrkii tuhkan sisältämät kloori ja kalium rikastumaan kemikaalikiertoon, mikä voi aiheuttaa mm. soodakattilan lämpöpintojen korroosiota, likaantumista ja tukkeutumista, kun mustalipeän kloori- ja kaliumpitoisuudet saavuttavat tietyn tason. Siten tuhkan kloori- ja kaliummääriä on edullista alentaa sopivalla käsittelyllä, ennen tuhkan kierrättämistä prosessiin. Tällaisia käsittelyltä ovat esimerkiksi tuhkan uutto sekä kiteyttäminen. Tuhkan uutossa käytetään myös rikkihappoa.
20175852 prh 25 -09- 2017
Menetelmän erään suoritusmuodon mukaan vaiheessa a) tuotettu rikkihappo ja vaiheessa b) puhdistettu metanoli muodostavat ainakin 70 %, edullisesti ainakin 80 %, näiden kemikaalien tarpeesta klooridioksidin valmistuksessa.
Menetelmän erään suoritusmuodon mukaan vaiheessa b) tuotettua puhdistettua metanolia käytetään lisäksi typpivapaana polttoaineena typenoksidipäästöjen (NOX) vähentämiseksi. Täten voidaan vähentää fossiilisten polttoaineiden ja fossiilisten kemikaalien käyttöä sellutehtaalla. Sisäisesti tuotettua metanolia voidaan käyttää polttoaineena esim, soodakattilassa, meesauunissa, ja tukipolttoaineena rikkihappolaitoksella.
Prosessikemikaalien sisäisessä tuotannossa tehtaalla on olennaista että ne ovat kaupallista laatua, jolloin ne voivat korvata ostokemikaalit. Klooridioksidin tuotanto on eräs prosessi, jossa raaka-ainekemikaaleille on korkeat puhtausvaatimukset. Ostorikkihappo ja fossiilipohjainen metanoli voidaan kuitenkin korvata sellutehtaalla tuotetuilla tuotteilla, kun rikkihappoa valmistetaan tehtaan lauhtumattomista kaasuista ja metanolia tehtaan selluntuotantoprosessissa syntyneestä raakametanolista. Tällöin ainoa ostokemikaali klooridioksidin valmistuksessa on natriumkloraatti.
Rikkihappoa tuotetaan edullisesti seuraavanlaisella menetelmällä. Sellutehtaan väkeviä lauhtumattomia kaasuja hapetetaan rikkidioksidiksi polttolaitteessa.
Kaasu käsitellään edelleen hapen ja katalyytin (esimerkiksi V2O5) läsnä ollessa rikkidioksidin hapettamiseksi rikkitrioksidiksi (SO3). Rikkitrioksidikaasu lauhdutetaan kaasun sisältämään vesihöyryyn rikkihapon muodostamiseksi. Rikkihappo jäähdytetään varastointilämpötilaan ja ylimääräinen vesihöyry johdetaan savukaasujen käsittelyyn. Tällainen rikkihapon valmistusprosessi on esimerkiksi Haldor Topsoen ”Wet gas Sulfuric Acid (WSA)”-prosessi. Prosessin lopputuote on väkevä kauppalaatuinen rikkihappo, koska hapon nesteyttäminen perustuu sataprosenttisesti lauhtumiseen. Väkevää kauppalaatuista rikkihappoa voidaan siten tuottaa sellutehtaalla sisäisesti ja vähentää merkittävästi ostokemikaalien määrääjä kuluja. Rikkihapon konsentraatio on 94-99 %, edullisesti 95-98 %.
Koska rikkihapon valmistusprosessi toimii rikkihapon kastepisteen yläpuolella, poltosta aina lauhduttimeen asti, metallilaitteisto voidaan tehdä standardimateriaalista, kuten hiiliteräksestä, ilman korroosio-ongelmia systeemissä.
20175852 prh 25 -09- 2017
Rikkihapon tuotanto tehtaalla laskee poistettavaa lentotuhkaa määrällä mikä vastaa laskua ylijäämärikissä. Useimmiten, ylijäämänkin poisto prosessista voidaan eliminoida kokonaan, jolloin vältetään myös suuria natriumhäviöitä. Tämä vuorostaan alentaa tarvittavan make-up natriumhydroksidin määrääjä siihen liittyviä kuluja.
Metanolia saadaan sulfaattiprosessin aikana sellutehtailla sivutuotteena. Saatu raakametanoli sisältää epäpuhtauksia, kuten rikkiyhdisteitä, etanolia, ammoniakkia ja tärpättiä. Raakametanoli saadaan ensisijaisesti mustalipeän haihdutuksen lauhteista. Sitä saadaan myös muista sellutehtaan kohteista, kuten 10 keittovaiheen höyryistä ja lauhteista.
Raakametanoli voidaan puhdistaa rikkiyhdisteistä ja muista epäpuhtauksista kauppalaatuisen metanolin tuottamiseksi esimerkiksi WO-julkaisussa 2015/053704 esitetyllä menetelmällä. Raakametanolin metanolipitoisuus on tyypillisesti ainakin 65 paino-%. Tällöin raakametanoli pestään nonpolaarisella 15 orgaanisella liuottimena, mikä käsittely voidaan tehdä sellutehtaalla ja käyttää puhdistettu metanoli tehtaan prosesseissa. Liuotin voidaan regeneroida ja käyttää uudelleen. Nonpolaarinen orgaaninen liuotin on tyypillisesti liuotin, joka käsittää ainakin 50 paino-% C8 - C20 alkaaneja ja/tai sykloalkaaneja, tai joka käsittää ainakin 50 paino-% triglyseridejä jotka ovat liuoksena alle 40 Ό:η lämpötiloissa.
Liuotin voi olla esimerkiksi valkomineraaliöljy, mineraaliöljy, valkoöljy, parafiiniöljy tai niiden seos. Ennen liuotinkäsittelyä raakametanoli hapotetaan tyypillisesti rikkihapolla ja tällöin muodostunut saostuma, pääasiassa ammoniumsulfaattia ((NH)2SO4), poistetaan metanolista. Ammoniumsulfaattia voidaan hyödyntää biologisella jätevedenpuhdistamolla. Lisäksi voidaan poistaa tärpättiä ja tislata rikkiepäpuhtauksia pois ennen liuotinkäsittelyä. Esikäsitelty raakametanoli tyypillisesti laimennetaan vedellä ennen liuotinkäsittelyä.
Edellä kuvatun metanolin puhdistusprosessin sijasta voidaan käyttää muita prosesseja puhtaan metanolin tuottamiseksi.
Kauppalaatuisen metanolin täytyy täyttää IMPCAn asettamat laatuvaatimukset 30 (International Methanol Producers & Consumers Association, IMPCA Reference
Specification), jolloin metanoli on olennaisesti rikki- ja typpivapaata.
Uudessa menetelmässä olevat metanolin ja rikin kierrätykset muodostavat kemikaalien lisäkiertoja. Rikkihappolaitos on eräs lisäkemikaalikierto, jossa
20175852 prh 25 -09- 2017 väkevien lauhtumattomien kaasujen rikkiä otetaan talteen ja regeneroidaan rikkihapoksi. Tällöin syntyy uudenlainen rikkikierto olemassa olevan kemikaalikierron yhteyteen. Metanolia otetaan puolestaan talteen esimerkiksi tehtaan lauhteista ja käytetään puhdistettuna klooridioksidin valmistukseen, jolloin muodostuu uudenlainen metanolikierto. Tämä rikkikierto ja metanolikierto muodostavat uudenlaiset kemikaalikierrot klooridioksidin valmistuksen yhteyteen.
Uutta menetelmää selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheiseen kuvioon, joka esittää kaaviomaisesti erästä suoritusmuotoa sen toteuttamiseksi.
Rikkihappolaitoksella 14 rikkahappoa tuotetaan tehtaan väkevistä lauhtumattomista (CNCG) kaasuista 2, joita hapetetaan rikkidioksidiksi polttolaitteessa. Poltto vaatii tukipolttoainetta 1, mikä voi olla metanolia, sekä happea. Polttolaitteen tuottama energia otetaan talteen höyrynä 7, tyypillisesti välipainehöyrynä (10-45 bar). Polton jälkeen kaasu käsitellään edelleen hapen ja katalyytin (esimerkiksi V2O5) läsnä ollessa rikkidioksidin hapettamiseksi rikkitrioksidiksi. Rikkitrioksidikaasu lauhdutetaan kaasun sisältämään vesihöyryyn rikkihapon muodostamiseksi. Rikkihappo jäähdytetään varastointilämpötilaan ja ylimääräinen vesihöyry johdetaan savukaasujen käsittelyyn. Prosessin lopputuote on väkevä kauppalaatuinen rikkihappo, koska hapon nesteyttäminen perustuu sataprosenttisesti lauhtumiseen. Rikkihapon konsentraatio on 94-99 %, edullisesti 20 95-98 %.
Tuotettua rikkihappoa voidaan käyttää uuden menetelmän mukaisesti klooridioksidin tuotannossa laitoksella 15, jonne rikkihappo johdetaan linjan 18 kautta.
Sellutehtaalla syntynyttä raakametanolia puhdistetaan prosessissa, jossa voidaan tuottaa klooridioksidilaitoksen tarvitsemaa puhdasta metanolia. Prosessi käsittää seuraavat vaiheet laitoksella 16. Raakametanoli 4, joka sisältää rikki- ja ammoniakkiyhdisteitä, hapotetaan rikkihapolla 5, jolloin muodostuu ammoniakkisulfaattia sisältävä saostuma 13. Tämä voidaan hyödyntää biologisella jätevedenpuhdistamolla mikrobien ravinnelähteenä. Rikkihappo on edullisesti tuotettu tehtaalla edellä kuvatulla tavalla ja se tuodaan rikkihappolaitokselta 14 linjan 17 kautta. Hapotuksen aikana raakametanolista voidaan poistaa dekantoimalla tärpättiä 12. Hapotuksen ja saostuman poistamisen jälkeen metanoli tislataan ja tislattu metanoli laimennetaan vedellä 6. Laimennetusta metanolista voidaan poistaa tärpätti ennen kuin metanoli pestään nonpolaarisella orgaanisella liuottimena. Pestystä metanolista voidaan tislaamalla poistaa vielä metanolia, etanolia, asetonia. Näin voidaan tuottaa klooridioksidin valmistuksen vaatimaa puhdasta metanolia 11 tehtaan sisäisistä lähteistä.
Metanolin puhdistuksessa erotetut rikkipitoiset kaasut johdetaan linjan 19 kautta 5 rikkihapon valmistukseen.
Tehtaan sisällä tuotettuja rikkihappoa ja metanolia käytetään klooridioksidilaitoksella 15, jonne rikkihappo viedään linjan 18 kautta ja metanoli linjan 20 kautta. Klooridioksidia 9 tuotetaan esimerkiksi sinänsä tunnetuilla prosesseilla R8- tai R10, natriumkloraatista 3 Klooridioksidilaitoksella syntyy rikki10 ja natriumpitoisia sivutuotteita 10. R8-prosessissa syntyy myös hapanta suolaa, natriumseskvisulfaattia 10 ja R10-prosessissa natriumsulfaattia 10, joita voidaan viedä kemikaalikiertoon make-up kemikaaleina.
Rikkihappoa 8 voidaan käyttää lisäksi myös esimerkiksi tehtaan mahdollisella mäntyöljylaitoksella, ligniini talteenottoon mustalipeästä, sellun valkaisuun.
Puhdistettua metanolia 11 voidaan käyttää lisäksi myös rikkihappolaitoksen tukipolttoaineena 1, soodakattilassa ja/tai meesauunissa polttoaineena.

Claims (6)

  1. PATENTTIVAATIMUKSET:
    1. Menetelmä kemikaalitasapainon optimoimiseksi suIfaattisellutehtaalla, jossa tuotetaan ainakin klooridioksidilla valkaistua massaa ja jossa on klooridioksidilaitos, joka käyttää ainakin kloraattia, metanolia ja
    5 rikkihappoa klooridioksidin valmistamiseksi, mikä menetelmä käsittää ainakin seuraavat vaiheet:
    a). kaasuja tehtaan väkevien lauhtumattomien kaasujen järjestelmästä poltetaan rikkidioksidia sisältävän kaasun muodostamiseksi, joka käsitellään väkevän rikkihapon tuottamiseksi, ja
    10 b). tehtaan prosesseista peräisin olevaa raakametanolia puhdistetaan metanolin tuottamiseksi, ja
    c). tehtaan prosesseissa syntyviä natrium- ja/tai rikkiyhdistepitoisia poistovirtoja käytetään make-up-kemikaaleina, jolloin klooridioksidin valmistuksessa käytetään vaiheessa a) tuotettua rikkihappoa ja
    15 vaiheessa b) puhdistettua metanolia siten että rikkihapon konsentraatio on 94-99 %, edullisesti 95-98 % , ja että vaiheessa c) käytetään klooridioksidin valmistuksessa syntynyttä seskvisulfaattia tai natriumsulfaattia.
  2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa a) valmistettua rikkihappoa käytetään lisäksi ainakin yhdessä
    20 seuraavista prosesseista: mäntyöljyn valmistus, ligniinin talteenotto mustalipeästä, massan valkaisussa, pH:n säätöön tehtaan kemikaalien talteenottoprosessissa, mikrokiteisen selluloosan valmistuksessa.
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa c) käytetään lisäksi ainakin yhtä seuraavista poistovirroista:
    25 soodakattilan tuhka, seskvisulfaatti tai natriumsulfaatti klooridioksidin valmistuksesta, klooridioksidilaitoksen jätehappo, massan valkaisulaitoksen aikalisiä suodoksia.
  4. 4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkihappo ja metanoli muodostavat ainakin 70 % näiden kemikaalien
    30 tarpeesta klooridioksidin valmistuksessa.
  5. 5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa b) tuotettua puhdistettua metanolia käytetään lisäksi typpivapaana polttoaineena typpioksidipäästöjen vähentämiseksi.
  6. 6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että vaiheessa a) rikkidioksidia sisältävä kaasu käsitellään hapen ja katalyytin läsnä ollessa rikkidioksidin hapettamiseksi rikkitrioksidiksi, joka lauhdutetaan kaasun sisältämään vesihöyryyn väkevän rikkihapon tuottamiseksi.
FI20175852A 2017-09-25 2017-09-25 Menetelmä kemikaalitasapainon optimoimiseksi sellutehtaalla FI129150B (fi)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175852A FI129150B (fi) 2017-09-25 2017-09-25 Menetelmä kemikaalitasapainon optimoimiseksi sellutehtaalla
PCT/FI2018/050691 WO2019058032A1 (en) 2017-09-25 2018-09-25 METHOD FOR CONTROLLING THE CHEMICAL BALANCE OF A PAPER PULP MILL
CA3075496A CA3075496A1 (en) 2017-09-25 2018-09-25 Method of controlling the chemical balance of a pulp mill
CN201880062121.5A CN111212945A (zh) 2017-09-25 2018-09-25 控制纸浆厂化学平衡的方法
RU2020111790A RU2768230C2 (ru) 2017-09-25 2018-09-25 Способ регулирования химического баланса целлюлозного завода
BR112020005280-9A BR112020005280B1 (pt) 2017-09-25 2018-09-25 Método para controle de balanço químico em um moinho de polpa de sulfato
JP2020537877A JP7250800B2 (ja) 2017-09-25 2018-09-25 パルプ工場の化学バランスを制御する方法
US16/649,819 US20200283954A1 (en) 2017-09-25 2018-09-25 Method of controlling the chemical balance of a pulp mill
EP18801009.4A EP3688219B1 (en) 2017-09-25 2018-09-25 Method of controlling the chemical balance of a pulp mill
CL2020000704A CL2020000704A1 (es) 2017-09-25 2020-03-18 Método para controlar el balance químico de un molino de pulpa.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175852A FI129150B (fi) 2017-09-25 2017-09-25 Menetelmä kemikaalitasapainon optimoimiseksi sellutehtaalla

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20175852A1 true FI20175852A1 (fi) 2019-03-26
FI129150B FI129150B (fi) 2021-08-13

Family

ID=64277721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20175852A FI129150B (fi) 2017-09-25 2017-09-25 Menetelmä kemikaalitasapainon optimoimiseksi sellutehtaalla

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20200283954A1 (fi)
EP (1) EP3688219B1 (fi)
JP (1) JP7250800B2 (fi)
CN (1) CN111212945A (fi)
BR (1) BR112020005280B1 (fi)
CA (1) CA3075496A1 (fi)
CL (1) CL2020000704A1 (fi)
FI (1) FI129150B (fi)
RU (1) RU2768230C2 (fi)
WO (1) WO2019058032A1 (fi)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2881052A (en) * 1953-06-08 1959-04-07 Allied Chem Production of chlorine dioxide
CA1080433A (en) * 1976-03-19 1980-07-01 Erco Industries Limited High efficiency chlorine dioxide production at low acidity
SU917694A3 (ru) * 1976-05-07 1982-03-30 Эрко Индастриз Лтд (Фирма) Способ получени двуокиси хлора
SE442523B (sv) * 1981-06-22 1986-01-13 Mo Och Domsjoe Ab Forfarande for att forhindra utslepp av svavelinnehallande gaser vid framstellning av kemisk cellulosamassa
SE463669B (sv) * 1988-06-17 1991-01-07 Eka Nobel Ab Foerfarande foer framstaellning av klordioxid
SE463670B (sv) * 1988-10-11 1991-01-07 Eka Nobel Ab Foerfarande foer framstaellning av klordioxid
JPH0657603B2 (ja) * 1990-04-05 1994-08-03 エカ ノーベル アクチェボラーグ 二酸化塩素の製造方法
US5116595A (en) * 1991-04-22 1992-05-26 Tenneco Canada Inc. Metathesis of acidic by-product of chlorine dioxide generating process
US5300191A (en) * 1992-07-30 1994-04-05 Kamyr, Inc. Chlorine dioxide generation for a zero discharge pulp mill
CA2219550C (en) * 1996-11-01 2008-05-06 Sterling Canada, Inc. A method of recovery of chemical compounds from a pulp mill
AU2008203958B2 (en) * 2007-01-12 2013-01-24 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Process for the production of chlorine dioxide
CA2707024C (en) * 2007-12-26 2013-04-09 Fpinnovations Use of chemical pulp mill steam stripper off gases condensate as reducing agent in chlorine dioxide production
FI20135105A7 (fi) * 2013-02-04 2014-08-05 Andritz Oy Menetelmä kemikaalien ja sivutuotteiden talteenottamiseksi korkean sulfiditeetin keittolipeistä

Also Published As

Publication number Publication date
US20200283954A1 (en) 2020-09-10
RU2768230C2 (ru) 2022-03-23
CA3075496A1 (en) 2019-03-28
RU2020111790A (ru) 2021-10-27
CN111212945A (zh) 2020-05-29
JP7250800B2 (ja) 2023-04-03
RU2020111790A3 (fi) 2021-12-17
BR112020005280A2 (pt) 2020-09-24
EP3688219B1 (en) 2025-07-23
CL2020000704A1 (es) 2020-07-31
EP3688219A1 (en) 2020-08-05
JP2020535329A (ja) 2020-12-03
WO2019058032A1 (en) 2019-03-28
BR112020005280B1 (pt) 2023-11-21
EP3688219C0 (en) 2025-07-23
FI129150B (fi) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI105215B (fi) Menetelmä sellutehtaan hajukaasujen käsittelemiseksi
EP2203589B1 (en) Method in the treatment of odorous gases of a chemical pulp mill
FI111168B (fi) Menetelmä valkaista massaa käyttämättä klooripitoisia kemikaaleja
WO2020233558A1 (en) Process for purifying a sodium sulfate residue
FI64408C (fi) Saett vid uppslutning av cellulosahaltigt material
JP7629405B2 (ja) パルプ工場でのナトリウム損失の補充方法、漂白セルロースパルプの製造方法、及びシステム
RU2675454C2 (ru) Способ обработки использованного промывочного раствора в процессе извлечения лигнина
FI20175852A1 (fi) Menetelmä kemikaalitasapainon optimoimiseksi sellutehtaalla
EP1524241B1 (en) A method for producing sodium dithionite to be used in the bleaching of mechanical pulp
FI119915B (fi) Rikin poisto sellutehtaan hajukaasuista
FI71362C (fi) Foerfarande foer foerhindrande av utslaepp av svavelinnehaollande gaser vid framstaellning av kemisk cellulosamassa
US8152956B2 (en) Use of chemical pulp mill steam stripper off gases condensate as reducing agent in chlorine dioxide production
EP1424435B1 (en) Method of reducing nitrogen oxide emissions in a chemical pulp mill
CA3083996A1 (en) A method and a system for adjusting s/na -balance of a pulp mill
CN115666764A (zh) 一种从制浆设备的不可凝气体中去除氨的方法
FI116074B (fi) Rikin kierrätys sulfaattiselluprosessissa
Kilpi Reduction of sulfate emissions in bleached softwood Kraft pulp mill
FI115229B (fi) Menetelmä sellutehtaan voimakattilan korroosion vähentämiseksi
RU2803238C2 (ru) Способ компенсации потерь натрия на целлюлозном заводе, способ получения беленой целлюлозной массы и система
SE510171C2 (sv) Förfarande för tillvaratagande och återanvändning av svavel i en cellulosafabrik
FI129614B (fi) Menetelmä ja järjestelmä sellutehtaan S/Na -taseen säätämiseksi
FI96782B (fi) Selluloosamassan valmistus
FI115471B (fi) Jäteliemien käsittelymenetelmä
RU2021123028A (ru) Способ компенсации потерь натрия на целлюлозном заводе, способ получения беленой целлюлозной массы и система

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 129150

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MD Opposition filed

Opponent name: VALMET TECHNOLOGIES OY