RU2832624C1 - Method of evaporation of hot black liquor, which is obtained from cooking process during production of pulp - Google Patents
Method of evaporation of hot black liquor, which is obtained from cooking process during production of pulp Download PDFInfo
- Publication number
- RU2832624C1 RU2832624C1 RU2024108643A RU2024108643A RU2832624C1 RU 2832624 C1 RU2832624 C1 RU 2832624C1 RU 2024108643 A RU2024108643 A RU 2024108643A RU 2024108643 A RU2024108643 A RU 2024108643A RU 2832624 C1 RU2832624 C1 RU 2832624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- black liquor
- evaporation
- formula
- pulp
- liquor
- Prior art date
Links
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000010411 cooking Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 claims abstract description 12
- SZHOJFHSIKHZHA-UHFFFAOYSA-N tridecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC(O)=O SZHOJFHSIKHZHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- JBIROUFYLSSYDX-UHFFFAOYSA-M benzododecinium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 JBIROUFYLSSYDX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims abstract description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000013638 trimer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 13
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 4
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 4
- 125000000963 oxybis(methylene) group Chemical group [H]C([H])(*)OC([H])([H])* 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 20
- 239000000344 soap Substances 0.000 abstract description 17
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 15
- 238000005187 foaming Methods 0.000 abstract description 8
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011122 softwood Substances 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical class [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005323 carbonate salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000012261 resinous substance Substances 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229940036248 turpentine Drugs 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к способу выпаривания горячих черных щелоков от варки лиственной или смеси лиственной и хвойной древесины.The invention relates to the pulp and paper industry, namely to a method for evaporating hot black liquors from cooking deciduous or a mixture of deciduous and coniferous wood.
Общеизвестно, что получение черного щелока в процессе делигнификации древесины включает операции его отбора из котла, отделения от целлюлозы, выделения сульфатного мыла и упаривания до плотности, необходимой для осуществления процесса регенерации химикатов. В процессе сульфатной варки целлюлозы под воздействием реагентов варочного щелока смоляные и жирные кислоты омыляются и в виде натриевых солей переходят в щелок, с примесью неомыляемых веществ. Последние составляют от 7 до 30% от массы абсолютно сухого мыла и представляют собой многокомпонентную смесь из нейтральных и, собственно, неомыляемых веществ в виде изомеров. Физические свойства черного щелока и его выпаривание напрямую зависят от его состава. От этих параметров зависит и теплотворная способность черного щелока. Основные физические параметры сульфатного щелока, учитываемые в процессах выпарки следующие: плотность, вязкость, поверхностное натяжение. Плотность щелока характеризует концентрацию сухого вещества. Во время роста температуры плотность уменьшается, благодаря объемному расширению воды, содержащейся в щелоке. Вязкость щелока зависит от плотности щелока, его химического состава и температуры. Высокая плотность черного щелока требует использования в процессе выпарки пара среднего давления, что приводит к дополнительному расходу энергии. Кроме того, вязкость черного щелока ограничена пропускной способностью насосов, используемых для транспортировки черного щелока. Проблема пенообразования в процессе выпарки связана с низким поверхностным натяжением черного щелока, которое снижается в присутствии мыла. Содержание сухих веществ в щелоке, который поступает на переработку, составляет 12-18%. От выпарных установок целлюлозных заводов требуется не только эффективное сгущение щелока до высоких концентраций - 70…90% сухих веществ, но и удаление их из конденсата с целью использования последнего в собственном производстве. Выпарные станции состоят из 5-7 ступеней. Основными отрицательными явлениями, влияющими на эффективность работы выпарных установок, являются неравномерность питания щелоком и неравномерность обогрева паром всей теплообменной поверхности. Грязные конденсаты образуются с варочных котлов и выпарных станций комбинатов сульфатной целлюлозы. Эти конденсаты содержат метанол, дурнопахнущие сернистые соединения, скипидар и смолистые вещества таллового масла. Кроме того, низкая извлекаемость производных экстрактивных веществ древесины из черного щелока в виде сульфатного мыла влечет образование отложений на выпарных установках. Сульфатное мыло является ценным побочным продуктом, который может быть переработан в талловое масло с целью получения смоляных и жирных кислот, необходимых для различных отраслей промышленности. Съем мыла - не только экономически целесообразный, но и технологически необходимый процесс подготовки щелоков к регенерации: при увеличении плотности щелока более 12-13 кг/м3 возникают нежелательные явления: например, вспенивание щелоков, нагар на трубках выпарных аппаратов, что вызывает отложения буркита (растворимого минерала, состоящего из солей сульфата и карбоната натрия), и продолжительность работы выпарной станции между промывками сокращается.It is well known that obtaining black liquor in the process of wood delignification includes the operations of its selection from the boiler, separation from cellulose, extraction of sulphate soap and evaporation to the density necessary for the process of chemical regeneration. In the process of sulphate cooking of cellulose, under the influence of reagents of the cooking liquor, resin and fatty acids are saponified and pass into the liquor in the form of sodium salts, with an admixture of unsaponifiable substances. The latter make up from 7 to 30% of the mass of absolutely dry soap and are a multicomponent mixture of neutral and, in fact, unsaponifiable substances in the form of isomers. The physical properties of black liquor and its evaporation directly depend on its composition. The calorific value of black liquor also depends on these parameters. The main physical parameters of sulphate liquor taken into account in the evaporation processes are the following: density, viscosity, surface tension. The density of the liquor characterizes the concentration of dry matter. As the temperature increases, the density decreases due to the volumetric expansion of the water contained in the liquor. The viscosity of the liquor depends on the density of the liquor, its chemical composition and temperature. The high density of black liquor requires the use of medium-pressure steam in the evaporation process, which leads to additional energy consumption. In addition, the viscosity of black liquor is limited by the capacity of the pumps used to transport the black liquor. The problem of foaming during the evaporation process is associated with the low surface tension of black liquor, which is reduced in the presence of soap. The dry matter content of the liquor sent for processing is 12-18%. Evaporation units of pulp mills are required not only to effectively thicken the liquor to high concentrations - 70 ... 90% of dry matter, but also to remove them from the condensate in order to use the latter in their own production. Evaporation stations consist of 5-7 stages. The main negative phenomena affecting the efficiency of evaporation units are uneven liquor supply and uneven heating of the entire heat exchange surface with steam. Dirty condensates are formed from cooking boilers and evaporation stations of sulphate pulp mills. These condensates contain methanol, foul-smelling sulphur compounds, turpentine and resinous substances of tall oil. In addition, the low recovery of wood extractive derivatives from black liquor in the form of sulphate soap leads to the formation of deposits on evaporation units. Sulphate soap is a valuable by-product that can be processed into tall oil to obtain resin and fatty acids required for various industries. Soap removal is not only an economically feasible, but also a technologically necessary process for preparing lyes for regeneration: when the density of the lye increases to more than 12-13 kg/ m3, undesirable phenomena occur: for example, foaming of the lye, carbon deposits on the tubes of the evaporation apparatus, which causes deposits of burkite (a soluble mineral consisting of sodium sulfate and carbonate salts), and the operating time of the evaporation station between washings is reduced.
Из уровня техники известен способ получения органических веществ из черного щелока (Заявка: RU 2016100886 МПК D21C 11/00,12.01.2016). Данный способ заключается в переработке черных щелоков в производстве целлюлозы, включающий окисление черного щелока серной кислотой, коагуляцию органических соединений, выделение газов и органических соединений из суспензии, промывку и сушку твердого продукта органических соединений, окисление ведут из полного потока черного щелока перед выпариванием при начальной концентрации черного щелока 8-20% абсолютно сухих веществ, серной кислотой 80-90% при ее расходе 1,14-5,70 м3/ч, при интенсивном перемешивании. В результате выход органических веществ достигает 95%. К недостаткам этого способа относится извлечение органических веществ всех классов, преимущественно лигнина, без разделения на целевые продукты. При проведении процесса происходит сильное снижение рН до 2-4, что в процессе выпарки вызовет коррозию выпарного оборудования.A method for obtaining organic substances from black liquor is known from the prior art (Application: RU 2016100886 IPC D21C 11/00, 12.01.2016). This method consists of processing black liquors in the production of cellulose, including oxidation of black liquor with sulfuric acid, coagulation of organic compounds, release of gases and organic compounds from the suspension, washing and drying of the solid product of organic compounds, oxidation is carried out from the full flow of black liquor before evaporation at an initial concentration of black liquor of 8-20% absolutely dry substances, sulfuric acid 80-90% at its consumption of 1.14-5.70 m3 /h, with intensive mixing. As a result, the yield of organic substances reaches 95%. The disadvantages of this method include the extraction of organic substances of all classes, primarily lignin, without separation into target products. During the process, the pH drops sharply to 2-4, which will cause corrosion of the evaporation equipment during the evaporation process.
Способ и оборудование для выпаривания черного щелока, который получают от процесса варки во время производства целлюлозной массы (RU 2418901 С2 МПК D21C 11/10, B01D 1/26 (20.05.2011)), выбранный заявителем в качестве наиболее близкого аналога, где черный щелок вводится в многоступенчатую линию выпаривания, по меньшей мере, с пятью стадиями выпаривания. В соответствии с изобретением черный щелок, который должен подвергнуться выпариванию в линии выпаривания, охлаждают, по меньшей мере, в одном процессе теплообмена в теплообменнике (охладителе) относительно частично выпаренного черного щелока, который подвергся выпариванию, по меньшей мере, на одной стадии (первой). Черный щелок, который должен подвергнуться выпариванию, охлаждается, а частично выпаренный черный щелок нагревается, по меньшей мере, на 5-10°С. Обеспечивается экономия тепла, улучшенное отделение метанола через охлаждение черного щелока, снижение риска образования пены.A method and equipment for evaporating black liquor obtained from the cooking process during the production of cellulose pulp (RU 2418901 C2 IPC D21C 11/10, B01D 1/26 (20.05.2011)), selected by the applicant as the closest analogue, wherein the black liquor is introduced into a multi-stage evaporation line with at least five evaporation stages. In accordance with the invention, the black liquor to be evaporated in the evaporation line is cooled in at least one heat exchange process in a heat exchanger (cooler) relative to partially evaporated black liquor that has been evaporated in at least one stage (the first). The black liquor to be evaporated is cooled, and the partially evaporated black liquor is heated by at least 5-10°C. Provides heat savings, improved methanol separation through black liquor cooling, and reduced risk of foam formation.
Описанный способ получения повышает выход компонентов сульфатного мыла, но не является полностью удовлетворительным, так как отделение мыла на стадии именно после охладителя и смешивания (концентрирования) поступающего щелока с частично упаренным щелоком загрязняет теплообменники поступающими с горячим черным щелоком веществами сульфатного мыла. Кроме того, описанным способом эффективное выделение пенообразующих веществ возможно с сульфатным мылом из черных щелоков высокосмолистых пород древесины (сосны), из щелоков лиственных пород древесины с больших содержанием неомыляемых плохо ассоциирующихся веществ пенообразующие вещества с сульфатным мылом извлечь затруднительно.The described method of obtaining increases the yield of sulfate soap components, but is not completely satisfactory, since the separation of soap at the stage precisely after the cooler and mixing (concentration) of the incoming liquor with partially evaporated liquor pollutes the heat exchangers with the sulfate soap substances coming with the hot black liquor. In addition, the described method can effectively isolate foaming substances with sulfate soap from black liquors of highly resinous wood species (pine), while it is difficult to extract foaming substances with sulfate soap from liquors of deciduous wood species with a high content of unsaponifiable poorly associating substances.
Согласно изобретению.According to the invention.
Задачей предполагаемого изобретения является увеличение выхода пенообразующих веществ в виде сульфатного мыла при температуре поступающего на выпаривание щелока путем дополнительной коагуляции и деэмульгирования органических веществ при обработке черного щелока при одновременном снижении количества загрязнений на поверхности теплообменника с сокращением времени выпаривания, что обеспечивает технический результат.The objective of the proposed invention is to increase the yield of foaming agents in the form of sulfate soap at the temperature of the liquor entering the evaporation by additional coagulation and demulsification of organic substances during the processing of black liquor while simultaneously reducing the amount of contaminants on the surface of the heat exchanger with a reduction in evaporation time, which ensures a technical result.
Поставленная задача решается тем, что в способе выпаривания горячего черного щелока, который получают от процесса варки во время производства целлюлозной массы, в котором черный щелок вводят в многоступенчатое выпаривание, отличающийся тем, что в горячий черный щелок с плотностью 1,02-1,15 г/см3, на первой стадии выпаривания последовательно вводят водные растворы поверхностно-активных веществ: неионогенного пентаоксиэтилированного эфира моноэтаноламида тридекановой кислоты формулой C12H25CONHCH2CH2O(С2Н4О)5H (НПАВ1), катионного поверхностно-активного вещества (КПАВ) додецилдиметилбензиламмоний хлорида формулы {С12Н25(СН3)2 (СН2С6Н5)N}Cl и неионогенного поверхностно-активного вещества оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена формулы С9Н19С6Н4О(С2Н4О)6Н (НПАВ2) при соотношении черный щелок НПАВ 1:КПАВ:НПАВ 1:0,0001:0,0001:0,0009-1:0,0002:0,0002:0,0008, после чего путем отстаивания черного щелока в течение 1-2 часов извлекают пенообразующие вещества. Черный щелок берут от варки лиственных пород древесины, смеси лиственных и хвойных пород древесины.The stated problem is solved in that in the method of evaporating hot black liquor, which is obtained from the cooking process during the production of cellulose pulp, in which the black liquor is introduced into a multi-stage evaporation, characterized in that in the hot black liquor with a density of 1.02-1.15 g/cm 3 , at the first stage of evaporation, aqueous solutions of surfactants are successively introduced: non-ionic pentaoxyethylated ester of monoethanolamide tridecanoic acid with the formula C 12 H 25 CONHCH 2 CH 2 O(C 2 H 4 O) 5 H (non-ionic surfactant1), cationic surfactant (CS) dodecyldimethylbenzylammonium chloride with the formula {C 12 H 25 (CH 3 ) 2 (CH 2 C 6 H 5 ) N} Cl and non-ionic surfactant oxyethylated monoalkylphenol based on trimers propylene of the formula C 9 H 19 C 6 H 4 O (C 2 H 4 O) 6 H (non-ionic surfactants) at a ratio of black liquor non-ionic surfactants 1: cationic surfactants: non-ionic surfactants 1: 0.0001: 0.0001: 0.0009-1: 0.0002: 0.0002: 0.0008, after which foaming agents are extracted by settling the black liquor for 1-2 hours. Black liquor is taken from boiling deciduous wood species, a mixture of deciduous and coniferous wood species.
Существенными признаками заявляемого способа является неразрывная совокупность признаков, указанных в формуле изобретения п. 1. Известны добавки катионного типа, отдельно используемые для флокуляции дисперсий и поверхностно-активное вещество неионогенного типа, применяемое в технических моющих средствах для эффективного снижения поверхностного натяжения на поверхности раздела фаз. В заявляемом решении добавки выполняют как свою функцию, так и в комбинации заявленных катионного и неионогенных поверхностно-активных веществ при данных соотношениях, при их последовательном введении в щелок в сочетании с другими признаками, указанными выше достигают упрощенным, менее энергозатратным способом извлечения из отработанных черных щелоков сульфатцеллюлозного производства древесины пенообразующих органических поверхностно-активных примесей и позволяет достигнуть указанный выше результат. На основании этого можно сделать вывод о существенности отличий в заявленном решении.The essential features of the claimed method are an inseparable set of features specified in the invention formula, paragraph 1. Known are cationic additives, separately used for flocculation of dispersions and a non-ionic surfactant, used in technical detergents for effective reduction of surface tension at the phase boundary. In the claimed solution, the additives perform both their function and, in combination with the claimed cationic and non-ionic surfactants at given ratios, when successively introduced into the lye in combination with other features specified above, achieve a simplified, less energy-intensive method of extracting foaming organic surfactant impurities from waste black liquors of sulphate cellulose wood production and make it possible to achieve the above result. Based on this, a conclusion can be made about the significant differences in the claimed solution.
В качестве сырья используют отработанный черный щелок после варки лиственных пород древесины или смеси лиственных и хвойных пород целлюлозно-бумажного производства; поверхностно-активные вещества (ПАВ), предварительно очищенные от примесей путем экстракции известным способом: неионогенное ПАВ 1-пентаоксиэтилированный эфир моноэтаноламида тридекановой кислоты формулой C12H25CONHCH2CH2O(С2Н4О)5H; катионное поверхностно-активное вещество - водный раствор додецилдиметилбензиламмоний хлорид формулы {С12Н25(СН3)2 (СН2С6Н5)N}Cl (КПАВ) и неионогенное поверхностно-активное вещество - оксиэтилированныймоноалкилфенол на основе тримеров пропилена формулы С9Н19С6Н4О(С2Н4О)6Н (НПАВ2). Поставленная задача решается путем последовательного введения поверхностно-активных веществ в раствор черного щелока.The raw material used is waste black liquor from cooking deciduous wood or a mixture of deciduous and coniferous wood from pulp and paper production; surface-active substances (surfactants) pre-cleaned from impurities by extraction in a known manner: non-ionic surfactant 1-pentaoxyethylated ester of monoethanolamide tridecanoic acid with the formula C 12 H 25 CONHCH 2 CH 2 O(C 2 H 4 O) 5 H; cationic surfactant - aqueous solution of dodecyldimethylbenzylammonium chloride with the formula {C 12 H 25 (CH 3 ) 2 (CH 2 C 6 H 5 ) N} Cl (cationic surfactant) and non-ionic surfactant - oxyethylated monoalkylphenol based on propylene trimers with the formula C 9 H 19 C 6 H 4 O(C 2 H 4 O) 6 H (non-ionic surfactant2). The problem is solved by sequentially introducing surfactants into the black liquor solution.
Пример:Example:
В раствор горячего черного щелока полученного после варки лиственной древесины, плотностью 1,02-1,15 г/см3, с массовой долей омыляемых кислот в черном щелоке 0,22-0,26%, нейтральных веществ - 0,180-0,190%, относительной вязкостью 1,020-1,033, кратностью пены 0,3 на первой стадии многоступенчатого выпаривания последовательно вводят при перемешивании со скоростью 200 об/мин предварительно очищенную добавку неионогенного ПАВ пентаоксиэтилированного эфира моноэтаноламида тридекановой кислоты формулой C12H25CONHCH2CH2O(С2Н4О)5H, далее катионного поверхностно-активного вещества додецилдиметилбензиламмоний хлорида формулы {С12Н25(СН3)2 (СН2С6Н5)N}Cl и далее неионогенного поверхностно-активного вещества оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена формулы С9Н19С6Н4О(С2Н4О)6Н. Добавки вводят при соотношении черный щелок:НПАВ1:КПАВ:НПАВ2=1:0,0001:0,0001:0,0009-1:0,00002:0,0002:0,0008. Черный щелок отстаивается в течение 1-2 часов. Затем выделившиеся в виде сульфатного мыла пенообразующие вещества отделяют с поверхности черного щелока любым соответствующим способом, например, при помощи скиммера, при этом происходит изменение физических характеристик черного щелока (таблица). Снижение пенообразования и повышение поверхностного натяжения отработанного щелока, снижение вязкости для улучшенной теплопередачи на первой стадии выпаривания с оптимальным использованием установленной поверхности нагрева при выпаривании. После снятия мыла черный щелок поступает на многоступенчатое выпаривание известным способом до содержания сухих веществ.In a solution of hot black liquor obtained after boiling deciduous wood, with a density of 1.02-1.15 g / cm 3 , with a mass fraction of saponifiable acids in black liquor of 0.22-0.26%, neutral substances - 0.180-0.190%, a relative viscosity of 1.020-1.033, a foam multiplicity of 0.3, at the first stage of multi-stage evaporation, a pre-purified additive of a non-ionic surfactant of pentaoxyethylated ester of monoethanolamide tridecanoic acid with the formula C 12 H 25 CONHCH 2 CH 2 O (C 2 H 4 O) 5 H, then a cationic surfactant dodecyldimethylbenzylammonium chloride of the formula {C 12 H 25 (CH 3 ) 2 (CH 2 C 6 H 5 )N}Cl and then a nonionic surfactant of oxyethylated monoalkylphenol based on propylene trimers of the formula C 9 H 19 C 6 H 4 O(C 2 H 4 O) 6 H. The additives are introduced at a ratio of black liquor:nonionic surfactant1:cationic surfactant:nonionic surfactant2 = 1:0.0001:0.0001:0.0009-1:0.00002:0.0002:0.0008. The black liquor is left to settle for 1-2 hours. Then the foaming agents released in the form of sulfate soap are separated from the surface of the black liquor by any appropriate method, for example, using a skimmer, which changes the physical characteristics of the black liquor (table). Reduction of foaming and increase of surface tension of spent liquor, reduction of viscosity for improved heat transfer in the first stage of evaporation with optimum use of the installed heating surface during evaporation. After removal of soap, black liquor is fed to multi-stage evaporation in a known manner to the dry matter content.
Пример 1.Example 1.
В 500 мл черного щелока варки лиственных пород древесины плотностью 1,0200 г/см3 вводят при перемешивании черного щелока 1%-й водный раствор неионогенного ПАВ пентаоксиэтилированного эфира моноэтаноламида тридекановой кислоты формулой C12H25CONHCH2CH2O(С2Н4О)5H в количестве 5 мл, далее не прекращая перемешивание 1%-й водный раствор катионного поверхностно-активного вещества додецилдиметилбензиламмоний хлорида формулы {С12Н25(СН3)2 (СН2С6Н5)N}Cl в количестве 5 мл и далее не прекращая перемешивание 1%-й водный раствор неионогенного поверхностно-активного вещества оксиэтилированногомоноалкилфенола на основе тримеров пропилена формулы С9Н19С6Н4О(С2Н4О)6Н в количестве 45 мл. Соотношение черный щелок:НПАВ1:КПАВ:НПАВ2 составляет 1:0,0001: 0,0001:0,0009. Черный щелок подвергают отстаиванию в течение 1 часа при температуре 80°С. Затем выделившиеся в виде сульфатного мыла пенообразующие вещества отделяют с поверхности черного щелока при помощи скиммера.In 500 ml of black liquor from cooking hardwood with a density of 1.0200 g/cm 3, a 1% aqueous solution of a non-ionic surfactant of pentaoxyethylated ester of monoethanolamide tridecanoic acid with the formula C 12 H 25 CONHCH 2 CH 2 O(C 2 H 4 O) 5 H is added while stirring the black liquor in an amount of 5 ml, then, without stopping stirring, a 1% aqueous solution of a cationic surfactant of dodecyldimethylbenzylammonium chloride with the formula {C 12 H 25 (CH 3 ) 2 (CH 2 C 6 H 5 )N}Cl in an amount of 5 ml and then, without stopping stirring, a 1% aqueous solution of a non-ionic surfactant of oxyethylated monoalkylphenol based on propylene trimers with the formula C 9 H 19 C 6 H 4 O(C 2 H 4 O) 6 N in the amount of 45 ml. The ratio of black liquor: NPAV1: CPAV: NPAV2 is 1: 0.0001: 0.0001: 0.0009. The black liquor is subjected to settling for 1 hour at a temperature of 80 ° C. Then the foaming substances released in the form of sulfate soap are separated from the surface of the black liquor using a skimmer.
Проведенный качественный анализ черного щелока после съема мыла обнаружил пониженное содержание неомыляемых веществ, сниженную вязкость. Данные приведены в таблице.The qualitative analysis of black liquor after soap removal revealed a reduced content of unsaponifiable substances and reduced viscosity. The data are presented in the table.
Из таблицы видно, что заявляемый способ в заявляемых параметрах осуществления обеспечивает решение описанных выше задач. Как видно из таблицы добавки при температуре поступающего горячего черного щелока 70-90°С приводят к снижению омыляемых и неомыляемых веществ, отсутствию пены на поверхности щелока. Способствуют снижению вязкости черного щелока, что позволит снизить энергозатраты на передачу черного щелока по трубопроводам и увеличить поверхность контакта с теплообменниками.It is evident from the table that the claimed method in the claimed parameters of implementation ensures the solution of the problems described above. As can be seen from the table, at the temperature of the incoming hot black liquor of 70-90°C, the additives lead to a decrease in saponifiable and unsaponifiable substances, and the absence of foam on the liquor surface. They contribute to a decrease in the viscosity of the black liquor, which will reduce energy costs for transferring the black liquor through pipelines and increase the contact surface with heat exchangers.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2832624C1 true RU2832624C1 (en) | 2024-12-26 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4963231A (en) * | 1988-06-13 | 1990-10-16 | Ahlstromforetagen Svenska Ab | Method for evaporation of liquids |
| RU2418901C2 (en) * | 2006-11-07 | 2011-05-20 | Метсо Пауэр Аб | Method and equipment for evaporating black liquor obtained from cooking process in cellulose pulp production |
| RU2634380C2 (en) * | 2016-01-12 | 2017-10-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" | Processing of black liquors in production of cellulose |
| RU2738813C1 (en) * | 2020-03-20 | 2020-12-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Проектирование и строительство в лесной промышленности" (ООО "ПРИСТЛЕСПРОМ") | Method of producing cellulose for chemical processing |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4963231A (en) * | 1988-06-13 | 1990-10-16 | Ahlstromforetagen Svenska Ab | Method for evaporation of liquids |
| RU2418901C2 (en) * | 2006-11-07 | 2011-05-20 | Метсо Пауэр Аб | Method and equipment for evaporating black liquor obtained from cooking process in cellulose pulp production |
| RU2634380C2 (en) * | 2016-01-12 | 2017-10-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" | Processing of black liquors in production of cellulose |
| RU2738813C1 (en) * | 2020-03-20 | 2020-12-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Проектирование и строительство в лесной промышленности" (ООО "ПРИСТЛЕСПРОМ") | Method of producing cellulose for chemical processing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3585104A (en) | Organosolv pulping and recovery process | |
| EP0569526A1 (en) | Pulping of lignocellulosic materials and recovery of resultant by-products | |
| Lawrie | Glycerol and the Glycols | |
| US4155804A (en) | Removal of volatile organic components from spent sulfite effluent | |
| NO178406B (en) | Process for delignifying plant fiber material | |
| FI123103B (en) | Procedures and systems for using the expansion steam from black liquor | |
| RU2832624C1 (en) | Method of evaporation of hot black liquor, which is obtained from cooking process during production of pulp | |
| EP0211558A2 (en) | Process for digesting lignocellulosic material | |
| SE537426C2 (en) | A procedure for separating portions of the tall oil soap product and a plant for this. | |
| RU2456337C2 (en) | Additives for increasing output when separating tall oil soap from black liquor | |
| CN113998824B (en) | Production method and equipment for reducing salt content and solid waste of p-methylphenol | |
| US6821382B1 (en) | Method and arrangement for cleaning contaminated condensate including a combined stripper/condenser | |
| US4135967A (en) | Process for producing cellulose pulp by solid phase digestion | |
| US3887426A (en) | Process for producing cellulose pulp by digestion with a diol or triol solvent and an aniline or phenol salt | |
| CN114317123A (en) | Soapstock oil foot acidification reaction system and technology | |
| CN114351493A (en) | Method for removing intercellular layer lignin | |
| CN110813983B (en) | Method and device for recycling solid waste phenol residues produced in alkylphenol production process | |
| US3764462A (en) | Recovery of furfural and methanol from spent pulping liquors | |
| Holderby et al. | Utilization of spent sulfite liquor | |
| FI110327B (en) | Process for preparing cellulose pulp | |
| US1052675A (en) | Process of making cellulose. | |
| FI121384B (en) | Improved process for the production of pulp by turpentine recovery | |
| CN115636426B (en) | A six-effect thermal process for extracting nitrate | |
| JPS6032680B2 (en) | Method for washing crude tall oil obtained from sulfate pulp manufacturing method | |
| US1122404A (en) | Process of treating wood and plants to make cellulose. |