сульфатный щелок

СУЛЬФАТНЫЙ ЩЕЛОК (черный щелок)

образуется при сульфатной варке древесной целлюлозы; смесь фильтрата от ее промывки с варочным раствором. Жидкость черного цвета с резким запахом. С.щ. содержит разл. количество сухих веществ в зависимости от степени делигнификации древесины. Некоторые свойства неупаренного С.щ.: плотн. 1,05–1,1 г/см³, т. кип. 101 °C, вязкость 1,52∙10⁻³ Па∙с (20 °C, плотн. 1,069 г/см³), уд. теплоемкость (9,2% по массе сухих веществ) 3,94 кДж/(кг∙К). Сухой остаток состоит из орг. массы (65–70%) и минер. части (30–35%) и содержит: 40–41% С, 3,9–4,1% Н, 4,2–5,2% S, 33,7–35,3% (N + О). Орг. масса включает (% по массе): щелочной лигнин (ок. 50); продукты разрушения моносахаридов (гидроксикислоты, лактоны, 30–35); фенолы, неизмененные моносахариды, нейтральные вещества, высшие жирные, смоляные и летучие кислоты (4–13); сераорг. (метилмеркаптан, диметилсульфид, диметилдисульфид) и иные соед. (до 2). Состав гидроксикислот определяется видом перерабатываемого древесного сырья. В С.щ. от варки хвойной древесины преобладают гликолевая, молочная, β-глкжоизосахариновая кислоты, лиственной-наряду с двумя последними также α-гидроксимасляная, β-ксилоизосахариновая, 3,6-дигидроксиарабииогексановая кислоты. Летучие кислоты-муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, валериановая; их количества в С. щ. из хвойной древесины достигают 3,8–5,9% от содержания в орг. массе веществ третьей группы, из осины-10,7%, из березы-12,5%.

Компоненты минер. части (% от массы сухих веществ): Na₂CO₃ (15–18), Na₂S₂O₃ (10), Na₂SO₄ (3–5), Na₂S (2–3), NaCl (2), NaOH (1–2); химически связанный с веществами орг. массы Na (7–9).

После окисления (для уменьшения при выпарке потерь S, а также для ее лучшей регенерации) С.щ. упаривают в вакууме до концентрации сухих веществ 55–65% и сжигают с целью регенерации NaOH и Na₂S (используют для приготовления варочного ρ-pa) и утилизации теплоты, выделяемой при сгорании щелока (теплота сгорания 14–15 Мдж/кг). Перед упариванием из С.щ. выделяют отстаиванием сульфатное мыло. При комплексной переработке С.щ. из него м. б. извлечены гидроксикислоты и летучие кислоты. На 1 т целлюлозы образуется 8–12 м³ С.щ.; из этого количества получают 935–2075 кг сухих веществ.

^{Лит.: Волков А. Д., Григорьев Г. П., Физические свойства щелоков целлюлозного производства, 2 изд., М., 1970; Лесохимические продукты сульфатцеллюлозного производства, М., 1988; Непенин Ю. Н., Технология целлюлозы, 2 изд., т. 2. Производство сульфатной целлюлозы, М., 1990.}

_{Г. А. Узлов}