Sirovi materijal za celulozni etar

Proučavan je proces proizvodnje pulpe visoke viskoznosti za celulozni etar. Razmatrani su glavni faktori koji utječu na kuhanje i bijeljenje u procesu proizvodnje visokoviskozne pulpe. Prema zahtjevima kupca, kroz jednofaktorsko ispitivanje i ortogonalnu metodu ispitivanja, u kombinaciji sa stvarnim kapacitetom opreme kompanije, parametri proizvodnog procesa visokog viskozitetarafinirani pamukpulpa sirovinaza celulozni etar su određene. Koristeći ovaj proizvodni proces, bjelina je visokog viskozitetarafiniranopamučna pulpa proizvedena za celulozni eter je≥85%, a viskozitet je≥1800 mL/g.

Ključne riječi: pulpa visokog viskoziteta za celulozni eter; proizvodni proces; kuhanje; izbjeljivanje

Celuloza je najzastupljeniji i najobnovljiviji prirodni polimerni spoj u prirodi. Ima širok spektar izvora, nisku cijenu i ekološku prihvatljivost. Niz derivata celuloze može se dobiti hemijskom modifikacijom. Eter celuloze je polimerno jedinjenje u kojem je vodonik u hidroksilnoj grupi na jedinici glukoze celuloze zamenjen ugljovodoničnom grupom. Nakon eterifikacije, celuloza je topiva u vodi, razrijeđenom alkalnom rastvoru i organskom otapalu, te ima termoplastičnost. Kina je najveći svjetski proizvođač i potrošač celuloznog etra, sa prosječnom godišnjom stopom rasta od više od 20%. Postoji mnogo vrsta celuloznih etera sa odličnim performansama i naširoko se koriste u građevinarstvu, cementu, naftnoj, prehrambenoj, tekstilnoj, deterdžentima, bojama, medicini, proizvodnji papira i elektronskim komponentama i drugim industrijama.

Brzim razvojem oblasti derivata kao što je celulozni etar, raste i potražnja za sirovinama za njegovu proizvodnju. Glavne sirovine za proizvodnju celuloznog etera su pamučna pulpa, drvena pulpa, bambusova pulpa itd. Među njima je pamuk prirodni proizvod sa najvećim sadržajem celuloze u prirodi, a moja zemlja je velika zemlja proizvođač pamuka, tako da je pamučna pulpa idealna sirovina za proizvodnju celuloznog etera. Ekskluzivno uvedena strana specijalna oprema i tehnologija za specijalnu proizvodnju celuloze, usvaja nisko-temperaturno niskoalkalno kuhanje, zelenu kontinuiranu tehnologiju proizvodnje beljenja, potpuno automatsku kontrolu proizvodnog procesa, tačnost kontrole procesa dostigla je napredni nivo iste industrije u zemlji i inostranstvu . Na zahtjev kupaca u zemlji i inostranstvu, kompanija je sprovela istraživačko-razvojne eksperimente na visokoviskoznoj pamučnoj pulpi za celulozni eter, a uzorci su naišli na dobar prijem kod kupaca.

1. Eksperimentirajte

1.1 Sirovine

Pulpa visokog viskoziteta za celulozni eter treba da ispuni zahtjeve visoke bjeline, visokog viskoziteta i niske prašine. S obzirom na karakteristike visokoviskozne pamučne pulpe za celulozni eter, prije svega, vršena je stroga kontrola izbora sirovina, te pamučnog lintera visoke zrelosti, visokog viskoziteta, bez trofilamenta i niskog sjemena pamuka. sadržaj trupa odabran je kao sirovina. Prema gore navedenim pamučnim linterima Prema zahtjevima različitih pokazatelja, određeno je da se pamučni linteri u Xinjiangu koriste kao sirovina za proizvodnju pulpe visoke viskoznosti za celulozni eter. Indikatori kvaliteta Xinjiang kašmira su: viskoznost≥2000 mL/g, zrelost≥70%, materija nerastvorljiva u sumpornoj kiselini≤6,0%, sadržaj pepela≤1,7%.

1.2 Instrumenti i lijekovi

Eksperimentalna oprema: PL-100 električni lonac za kuhanje (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), vodeno kupatilo sa konstantnom temperaturom instrumenta (Fabrika električnih peći Longkou), PHSJ 3F precizni pH metar (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapilarni viskozimetar, WSB～2 mjerač bjeline (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Eksperimentalni lijekovi: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Ruta procesa

Linters od pamuka→alkalno kuvanje→pranje→pulpiranje→izbjeljivanje (uključujući tretman kiselinom)→pravljenje pulpe→gotov proizvod→testiranje indeksa

1.4 Eksperimentalni sadržaj

Proces kuhanja temelji se na stvarnom proizvodnom procesu, korištenjem mokre pripreme materijala i alkalnih metoda kuhanja. Jednostavno očistite i uklonite kvantitativne pamučne lintere, dodajte izračunatu lužinu prema omjeru tekućine i količini upotrijebljene lužine, do kraja pomiješajte pamučni lim i lužinu, stavite ih u posudu za kuhanje i kuhajte prema različitim temperaturama kuhanja i vremenu čuvanja Skuvaj. Pulpa se nakon kuvanja opere, istuče i izbijeli za kasniju upotrebu.

Proces izbjeljivanja: parametri kao što su koncentracija pulpe i pH vrijednost se direktno biraju u skladu sa stvarnim kapacitetom opreme i rutinama izbjeljivanja, a relevantni parametri kao što je količina sredstva za izbjeljivanje se razmatraju kroz eksperimente.

Izbjeljivanje je podijeljeno u tri faze: (1) Konvencionalno izbjeljivanje u fazi prije hloriranja, podesite koncentraciju pulpe na 3%, dodajte kiselinu za kontrolu pH vrijednosti pulpe na 2,2-2,3, dodajte određenu količinu natrijum hipoklorita za izbjeljivanje na sobnoj temperaturi 40 minuta. (2) Sekcija izbjeljivanja vodikovim peroksidom, podesite koncentraciju pulpe na 8%, dodajte natrijum hidroksid za alkalizaciju suspenzije, dodajte vodikov peroksid i izvršite izbjeljivanje na određenoj temperaturi (odjeljak za izbjeljivanje vodonik peroksidom dodaje određenu količinu stabilizatora natrijum silikata). Eksperimentima je istražena specifična temperatura izbjeljivanja, doza vodikovog peroksida i vrijeme izbjeljivanja. (3) Sekcija za tretman kiselinom: podesite koncentraciju pulpe na 6%, dodajte pomoćna sredstva za uklanjanje kiseline i metalnih jona za kiselinsku obradu, proces ove sekcije se izvodi u skladu sa konvencionalnim specijalnim procesom proizvodnje pamučne pulpe kompanije, a specifični proces radi ne treba dalje eksperimentalno raspravljati.

Tokom procesa eksperimenta, svaka faza izbjeljivanja prilagođava koncentraciju pulpe i pH, dodaje određeni udio reagensa za izbjeljivanje, ravnomjerno miješa pulpu i reagens za izbjeljivanje u polietilenskoj plastičnoj zapečaćenoj vrećici i stavlja je u vodeno kupatilo konstantne temperature na konstantnoj temperaturi. izbjeljivanje na određeno vrijeme. Proces izbjeljivanja Izvadite srednju kašu svakih 10 minuta, promiješajte i ravnomjerno je mijesite kako biste osigurali ujednačenost izbjeljivanja. Nakon svake faze izbjeljivanja, ispire se vodom, a zatim se prelazi na sljedeću fazu izbjeljivanja.

1.5 Analiza i detekcija stajnjaka

GB/T8940.2-2002 i GB/T7974-2002 su korišteni za pripremu i mjerenje bjeline uzoraka bjeline suspenzije; GB/T1548-2004 je korišten za mjerenje viskoziteta suspenzije.

2. Rezultati i diskusija

2.1 Ciljna analiza

Prema potrebama kupaca, glavni tehnički pokazatelji pulpe visoke viskoznosti za celulozni etar su: bjelina≥85%, viskozitet≥1800 mL/g,α-celuloza≥90%, sadržaj pepela≤0,1%, gvožđe≤12 mg/kg itd. Prema dugogodišnjem iskustvu kompanije u proizvodnji specijalne pamučne pulpe, kontrolisanjem odgovarajućih uslova kuvanja, pranja i tretmana kiselinom u procesu beljenja,α-celuloze, pepela, sadržaja gvožđa i drugih pokazatelja, lako je ispuniti zahteve u stvarnoj proizvodnji. Stoga se bjelina i viskoznost uzimaju kao fokus ovog eksperimentalnog razvoja.

2.2 Proces kuhanja

Proces kuhanja je uništavanje primarne stijenke vlakna natrijum hidroksidom pod određenom temperaturom i pritiskom kuhanja, tako da se nečistoće, masnoća i vosak u pamučnim linterima topive u vodi i alkalijama, rastvore, a sadržajα-celuloza je povećana. . Zbog cijepanja makromolekularnih lanaca celuloze tokom procesa kuhanja, smanjuje se stepen polimerizacije i smanjuje viskozitet. Ako je stupanj kuhanja previše lagan, pulpa se neće dobro kuhati, naknadno izbjeljivanje će biti loše, a kvalitet proizvoda će biti nestabilan; ako je stepen kuhanja pretežak, molekularni lanci celuloze će se nasilno depolimerizirati i viskozitet će biti prenizak. Sveobuhvatno uzimajući u obzir zahtjeve za izbjeljivanje i indeks viskoznosti suspenzije, utvrđeno je da je viskozitet suspenzije nakon kuhanja≥1900 mL/g, a bjelina je≥55%.

Prema glavnim faktorima koji utječu na učinak kuhanja: količini upotrijebljene lužine, temperaturi kuhanja i vremenu držanja, ortogonalna metoda ispitivanja koristi se za provođenje eksperimenata za odabir odgovarajućih uvjeta procesa kuhanja.

Prema izuzetno lošim podacima rezultata ortogonalnog testa, uticaj tri faktora na efekat kuvanja je sledeći: temperatura kuvanja > količina alkalija > vreme držanja. Temperatura kuvanja i količina alkalija imaju veliki uticaj na viskozitet i belinu pamučne pulpe. Sa povećanjem temperature kuhanja i količine lužine, bjelina ima tendenciju povećanja, ali viskoznost ima tendenciju smanjenja. Za proizvodnju pulpe visokog viskoziteta potrebno je u najvećoj mogućoj mjeri prihvatiti umjerene uvjete kuhanja uz osiguravanje bjeline. Stoga, u kombinaciji s eksperimentalnim podacima, temperatura kuhanja je 115°C, a količina korištene alkalije je 9%. Efekat vremena zadržavanja između ova tri faktora je relativno slabiji nego kod druga dva faktora. S obzirom da ovo kuhanje koristi niskoalkalnu i niskotemperaturnu metodu kuhanja, kako bi se povećala ujednačenost kuhanja i osigurala stabilnost viskoznosti kuhanja, vrijeme držanja je odabrano kao 70 minuta. Stoga je kombinacija A2B2C3 određena kao najbolji proces kuhanja za pulpu visokog viskoziteta. U uslovima proizvodnog procesa, bjelina finalne pulpe iznosila je 55,3%, a viskozitet 1945 mL/g.

2.3 Proces izbjeljivanja

2.3.1 Proces predhloriranja

U odeljku za prethlorisanje, vrlo mala količina natrijum hipohlorita se dodaje pamučnoj pulpi da se lignin iz pamučne pulpe pretvori u klorovani lignin i da se rastvori. Nakon izbjeljivanja u fazi pre-hloriranja, viskozitet suspenzije se mora kontrolirati kako bi se≥1850 mL/g, i bjelina≥63%.

Količina natrijum hipohlorita je glavni faktor koji utiče na efekat izbeljivanja u ovom delu. Kako bi se istražila odgovarajuća količina raspoloživog hlora, korišćena je metoda testiranja jednog faktora da bi se sprovelo 5 paralelnih eksperimenata u isto vreme. Dodavanjem različitih količina natrijum hipohlorita u suspenziju, efektivni hlor u suspenziji. Sadržaj hlora je bio 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, 0,05 g/L respektivno. Nakon izbjeljivanja, viskozitet i BaiDu.

Iz promjena bjeline i viskoznosti pamučne pulpe sa količinom raspoloživog hlora, može se utvrditi da se sa povećanjem raspoloživog hlora bjelina pamučne pulpe postepeno povećava, a viskoznost postepeno smanjuje. Kada je količina raspoloživog hlora 0,01 g/L i 0,02 g/L, bjelina pamučne pulpe je≤63%; kada je količina raspoloživog hlora 0,05 g/L, viskozitet pamučne pulpe je≤1850mL/g, što ne ispunjava zahtjeve za predhlorisanje. Zahtjevi za kontrolni indikator za izbjeljivanje segmenta. Kada je količina raspoloživog hlora 0,03g/L i 0,04g/L, indikatori nakon izbeljivanja su viskoznost 1885mL/g, belina 63,5% i viskoznost 1854mL/g, belina 64,8%. Raspon doziranja je u skladu sa zahtjevima kontrolnih indikatora izbjeljivanja u sekciji za predhlorisanje, pa je preliminarno utvrđeno da je raspoloživa doza hlora u ovoj sekciji 0,03-0,04g/L.

2.3.2 Istraživanje procesa izbjeljivanja u fazi vodonik peroksida

Izbjeljivanje vodikovim peroksidom je najvažnija faza izbjeljivanja u procesu izbjeljivanja za poboljšanje bjeline. Nakon ove faze, provodi se faza tretmana kiselinom kako bi se završio proces izbjeljivanja. Faza kiselog tretmana plus faza izrade papira i formiranja nema uticaja na viskozitet pulpe i može povećati belinu za najmanje 2%. Stoga, prema zahtjevima kontrolnog indeksa konačne visokoviskozne pulpe, zahtjevi za kontrolu indeksa faze izbjeljivanja vodikovim peroksidom određuju se kao viskoznost≥1800 mL/g i bjelina≥83%.

Glavni faktori koji utiču na izbjeljivanje vodonik peroksidom su količina vodikovog peroksida, temperatura izbjeljivanja i vrijeme izbjeljivanja. Kako bi se postigli zahtjevi za bjelinom i viskoznošću pulpe visoke viskoznosti, tri faktora koja utiču na učinak izbjeljivanja analizirana su ortogonalnom metodom ispitivanja kako bi se odredili odgovarajući parametri procesa izbjeljivanja vodonik peroksidom.

Kroz podatke ekstremne razlike ortogonalnog testa, utvrđeno je da je uticaj tri faktora na efekat izbeljivanja: temperatura izbeljivanja > doza vodonik peroksida > vreme beljenja. Temperatura izbjeljivanja i količina vodikovog peroksida su glavni faktori koji utiču na učinak izbjeljivanja. Postepenim povećanjem podataka dva faktora temperature izbjeljivanja i količine vodikovog peroksida, bjelina pamučne pulpe se postepeno povećava, a viskozitet postepeno opada. Uzimajući u obzir troškove proizvodnje, kapacitet opreme i kvalitet proizvoda sveobuhvatno, temperatura izbjeljivanja vodikovim peroksidom određena je na 80°C, a doza vodikovog peroksida je 5%. Istovremeno, prema eksperimentalnim rezultatima, vrijeme izbjeljivanja vodikovog peroksida ima mali utjecaj na učinak izbjeljivanja, a jednofazno vrijeme izbjeljivanja vodikovog peroksida je odabrano kao 80 minuta.

Prema odabranom procesu izbjeljivanja vodonik peroksidom, laboratorij je izvršio veliki broj ponovljenih verifikacijskih eksperimenata, a rezultati eksperimenta pokazuju da eksperimentalni parametri mogu zadovoljiti postavljene ciljne zahtjeve.

3. Zaključak

Prema zahtjevima kupca, kroz jednofaktorski test i ortogonalni test, u kombinaciji sa stvarnim kapacitetom opreme kompanije i troškovima proizvodnje, parametri procesa proizvodnje visokoviskozne pulpe za celulozni etar određuju se na sljedeći način: (1) Proces kuhanja: upotreba 9 % alkalije, kuvati Temperatura je 115°C, a vrijeme držanja je 70 minuta. (2) Proces izbeljivanja: u sekciji za predhlorisanje, doza raspoloživog hlora za izbeljivanje je 0,03-0,04 g/L; u sekciji vodonik peroksida, temperatura izbjeljivanja je 80°C, doza vodonik peroksida je 5%, a vrijeme izbjeljivanja je 80 minuta; Sekcija za kiselinsko tretiranje, prema uobičajenom procesu kompanije.

Pulpa visokog viskoziteta zacelulozni eterje posebna pamučna pulpa široke primjene i visoke dodane vrijednosti. Na osnovu velikog broja eksperimenata, kompanija je samostalno razvila proces proizvodnje visokoviskozne pulpe za celulozni eter. Trenutno je visokoviskozna pulpa za celulozni eter postala jedna od glavnih proizvodnih sorti kompanije Kima Chemical, a kvalitet proizvoda jednoglasno je prepoznat i hvaljen od strane kupaca u zemlji i inostranstvu.