La présente invention concerne la fabrication de pâte à papier chimique au moyen d'un procédé continu de cuisson dans lequel des copeaux de bois sont successivement traités dans une zone d'imprégnation, une zone de cuisson, une zone de lavage, un réservoir de détente et sont ensuite soumis à un ou plusieurs traitements de lavage.

La fabrication d'une pâte à papier à partir de copeaux de bois au moyen d'un procédé de cuisson dans une liqueur alcaline est connue de longue date.

Par exemple, la demande de brevet WO 94/11566 divulgue un procédé continu de cuisson dans lequel la zone de cuisson comporte un espace concourant (dans lequel les copeaux de bois et la liqueur se déplacent de manière concourante) ainsi qu'un espace contre-courant (dans lequel les copeaux de bois et la liqueur se déplacent de manière contre-courante). Dans ce procédé connu, les métaux de transition qui accompagnent la pâte restent accrochés à la pâte.

Lorsque, après la cuisson, la pâte est blanchie au moyen de composés peroxydes, ces métaux de transition provoquent une décomposition non souhaitée des composés peroxydes.

La présente invention vise à remédier à l'inconvénient précité en fournissant un procédé de fabrication de pâte à papier qui permet d'éliminer les métaux de transition accrochés sur la pâte à papier et qui permet dès lors d'augmenter l'efficacité du blanchiment de la pâte au moyen de composés peroxydes.

A cet effet, 1'invention concerne une fabrication de pâte à papier chimique comprenant un procédé continu de cuisson selon lequel (1) on traite, dans une zone d'imprégnation (a), des copeaux de bois au moyen d'une première partie d'une liqueur alcaline, (2) on traite les copeaux ainsi obtenus dans une zone de cuisson (b) qui comprend, dans un ordre quelconque, au moins un espace concourant dans lequel la liqueur et les copeaux se déplacent de manière concourante, et au moins un espace contre-courant dans lequel les copeaux et la liqueur se déplacent de manière contre-courante, de façon à transformer au moins une partie des copeaux en pâte à papier, (3) on traite le milieu issu de la zone de cuisson dans une zone de lavage (c),

(4) on transfère le milieu issu de la zone de lavage dans un réservoir de détente (d), (5) on soumet le milieu soutiré de la zone de détente à un ou plusieurs traitements de lavage (e), et selon lequel on introduit au moins un agent chélatant dans la zone de lavage (c) et/ou dans le réservoir de détente (d) et/ou lors d'un ou plusieurs des traitements de lavage (e).

Par cuisson, on entend désigner la ou les opérations nécessaires pour produire, à partir de copeaux de bois, une pâte qui convient pour la fabrication de papier. Ces opérations sont effectuées à l'aide de substances chimiques et conduisent dès lors à une pâte à papier chimique. La zone de cuisson du procédé selon l'invention peut, par conséquent, également tre appelée"zone de réaction".

Un des éléments essentiels de l'invention réside dans l'addition d'un agent chélatant lors de la cuisson au plus tôt dans la zone de lavage (c). C'est-à-dire que l'agent chélatant peut tre mis en oeuvre dans la zone de lavage (c) et/ou dans le réservoir de détente (d) et/ou lors d'un ou plusieurs des traitements de lavage (e).

Ceci permet d'éliminer les métaux de transition liés à la pâte à papier et de les évacuer lors d'un lavage. Une décomposition des composés peroxydes utilisés lors des étapes de blanchiment subséquentes est ainsi évitée.

L'agent chélatant peut tre choisi parmi les polyphosphonates organiques, les aminopolycarboxylates organiques et leurs sels. En variante, on peut utiliser des agents chélatant biodégradables tels que les polyhydroxycarboxylates.

Généralement l'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium ne descend pas en dessous de 10 g/l, en particulier 15 g/1, dans les zones d'imprégnation, de cuisson et de lavage. Habituellement l'alcalinité effective ne dépasse pas 50 g/l dans ces zones. On préfère que l'alcalinité effective soit de 15 à 40 g/l.

La première étape du procédé de cuisson selon l'invention réalisée dans la zone d'imprégantion (a) consiste généralement à mélanger une liqueur alcaline avec des copeaux de bois et à augmenter la température jusqu'à la température de cuisson utilisée dans la zone de cuisson (b). Ainsi les copeaux de bois sont imprégnés avec la liqueur alcaline. La température est habituellement d'au moins 90 °C, en particulier d'au moins 110 °C. La température est couramment d'au plus 140 °C, en particulier d'au plus 130 °C. La liqueur alcaline est avantageusement une solution aqueuse contenant du sulfure de métal alcalin, de préférence de sodium. Les meilleurs résultats sont obtenus lorsque la liqueur

alcaline contient simultanément du sulfure et de l'hydroxyde de sodium. On peut opérer, dans la zone d'imprégnation (a) sous pression atmosphérique ou sous pression élevée de 3 à 15 bar, par exemple de 5 à 11,4 bar. On préfère opérer sous pression élevée. La durée du traitement de la première étape peut varier de 20 à 60 min, en particulier de 30 à 40 min. Dans la zone d'imprégnation (a), il peut tre avantageux d'introduire les copeaux de bois et la première partie de la liqueur alcaline au sommet de la zone d'imprégnation. Généralement, les copeaux et la liqueur se déplacent de manière concourante dans la zone d'imprégnation (a). La zone d'imprégnation (a) peut également tre constituée d'une partie concourante et d'une partie contre-courante. Dans la zone d'imprégnation (a), l'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium est avantageusement maintenue à une valeur d'au moins 10 g/1 et d'au plus 50 g/1, en particulier d'au plus 40 g/l.

La deuxième étape du procédé de cuisson selon l'invention peut tre réalisée à une température d'au moins 130 °C, en particulier d'au moins 150 °C. La température ne dépasse pas, généralement, 180 °C, en particulier 170 °C. On préfère opérer à une température de 150 à 170 °C. La deuxième étape peut tre effectuée sous pression élevée de 2 à 5 bar, par exemple à une pression de 2,5 bar. La durée de la deuxième étape peut varier de 80 à 160 min, par exemple 120 min. Il peut tre avantageux d'introduire une autre partie de la liqueur alcaline au pied de 1'espace contre-courant de la zone de cuisson (b) et de soutirer une partie de la liqueur au sommet de 1'espace contre-courant, de manière à ce que la liqueur se déplace du bas vers le haut dans 1'espace contre-courant. On peut également envisager d'introduire une autre partie de la liqueur alcaline au sommet de 1'espace concourant de la zone de cuisson (b) et de soutirer une partie de la liqueur au pied de 1'espace concourant, de manière à ce que la liqueur se déplace du haut vers le bas dans 1'espace concourant. Généralement, les copeaux se déplacent du haut vers le bas dans la zone de cuisson (b). Dans la zone de cuisson (b), les copeaux peuvent traverser d'abord 1'espace concourant et ensuite 1'espace contre-courant. En variante, les copeaux peuvent traverser d'abord 1'espace contre-courant et ensuite 1'espace concourant. Dans la zone de cuisson (b), l'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium est avantageusement maintenue à une valeur d'au moins 10 g/1 et d'au plus 40 g/l.

La troisième étape du procédé de cuisson selon l'invention consiste à laver la pâte à papier obtenue dans la zone de cuisson au moyen d'une autre partie de la liqueur alcaline et éventuellement à continuer le traitement de cuisson. De

préférence, on introduit au pied de la zone de lavage (c) une liqueur de lavage et éventuellement l'autre partie de la liqueur alcaline. Dans une forme de réalisation particulière du procédé de cuisson selon l'invention, l'agent chélatant est introduit dans la zone de lavage (c) avec la liqueur de lavage et/ou, le cas échéant, avec l'autre partie de la liqueur alcaline. La troisième étape peut tre réalisée à une température d'au moins 130 °C, en particulier d'au moins 150 °C. La température ne dépasse pas, généralement, 180 °C, en particulier 170 °C. On préfère opérer à une température de 150 à 170 °C. La troisième étape peut tre effectuée sous pression élevée de 2 à 5 bar. La durée de la troisième étape peut varier de 2 à 4 heures, par exemple 3 heures. Dans la zone de lavage (c), l'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium est avantageusement maintenue à une valeur d'au moins 10 g/1 et d'au plus 40 g/1.

Dans le procédé continu de cuisson selon l'invention, la quantité de liqueur alcaline mise en oeuvre est généralement telle que la quantité d'alcalinité effective (exprimée en hydroxyde de sodium) dans les zones d'imprégnation, de cuisson et de lavage est d'au moins 150 g de NaOH par kg de pâte sèche, en particulier d'au moins 180 g de NaOH par kg de pâte sèche. La quantité totale d'alcalinité effective exprimée en hydroxyde de sodium est habituellement d'au plus 250 g de NaOH par kg de pâte sèche, en particulier d'au plus 220 g de NaOH par kg de pâte sèche.

Le réservoir de détente (d) utilisé lors de la quatrième étape du procédé de cuisson selon l'invention a pour fonction de dépressuriser le milieu receuilli de la zone de lavage (c). Il peut également servir comme réservoir de stockage.

Le ou les traitements de lavage (e) effectués lors de la cinquième étape peuvent tre réalisés à l'aide d'eau fraîche ou à l'aide d'effluents recyclés qui proviennent d'étapes de blanchiment subséquentes.

Il s'agit de préférence de lavages couramment appelés"brown stock washing". Ces lavages servent à éliminer au maximum les produits enlevés des copeaux de bois lors de la cuisson.

Les procédés continus de cuisson dans lesquels l'agent chélatant peut tre ajouté, sont basés de préférence sur le procédé ITC (Iso Thermal Cooking) développé par KVAERNER et le procédé LO-SOLIDS développé par AHLSTROM. Par exemple, il peut s'agir des procédés continus de cuisson décrits dans les demandes de brevet WO 95/13419, WO 94/11564, WO 94/11565, WO 94/11566, WO 94/11567, WO 94/24362, WO 94/25668.

Un des avantages du procédé selon l'invention réside dans l'homogénéité du profil d'alcalinité observée au cours du procédé de cuisson.

Un autre avantage réside dans le fait que l'agent chélatant peut tre utilisé à pH alcalin.

Le procédé selon l'invention permet également de réduire la quantité d'acides hexèneuroniques présente dans la pâte à papier. Généralement, la quantité de ces acides est réduite d'au moins 10 %, en particulier d'au moins 20 %. De bons résultats sont obtenus lorsque la quantité est réduite d'au moins 30 %, en particulier d'au moins 40 %. Des quantités réduites d'au moins 50 % conviennent particulièrement bien.

Le procédé continu de cuisson selon l'invention est avantageusement suivie, après les étapes (1) à (5), d'une ou plusieurs étapes de délignification et/ou une ou plusieurs étapes de blanchiment. Ces étapes de délignification et de blanchiment peuvent toutes tre réalisées à pH alcalin. Ceci s'avère particulièrement avantageux lorsque les étapes (1) à (5) sont également toutes réalisées à pH alcalin, ce qui conduit à une fabrication complètement alcaline qui ne nécessite aucun saut de pH, comme dans les fabrications classiques de pâte à papier.