Materia prima para éter de celulosa

Se estudió el proceso de producción de pulpa de alta viscosidad para éter de celulosa. Se discutieron los principales factores que afectan la cocción y el blanqueo en el proceso de producción de pulpa de alta viscosidad. De acuerdo con los requisitos del cliente, mediante prueba de factor único y método de prueba ortogonal, combinados con la capacidad real del equipo de la empresa, los parámetros del proceso de producción de alta viscosidadalgodón refinadopulpa materia primapara éter de celulosa están determinados. Usando este proceso de producción, la blancura de la alta viscosidadrefinadoLa pulpa de algodón producida para éter de celulosa es≥85% y la viscosidad es≥1800 ml/g.

Palabras clave: pulpa de alta viscosidad para éter de celulosa; proceso de producción; cocinando; blanqueamiento

La celulosa es el compuesto polimérico natural más abundante y renovable en la naturaleza. Tiene una amplia gama de fuentes, bajo precio y respeto al medio ambiente. Se pueden obtener una serie de derivados de la celulosa mediante modificación química. El éter de celulosa es un compuesto polimérico en el que el hidrógeno del grupo hidroxilo de la unidad de glucosa de celulosa se reemplaza por un grupo hidrocarbonado. Después de la eterificación, la celulosa es soluble en agua, solución alcalina diluida y disolvente orgánico, y tiene termoplasticidad. China es el mayor productor y consumidor de éter de celulosa del mundo, con una tasa de crecimiento anual promedio de más del 20%. Hay muchos tipos de éteres de celulosa con excelente rendimiento y se utilizan ampliamente en la construcción, cemento, petróleo, alimentos, textiles, detergentes, pinturas, medicinas, fabricación de papel y componentes electrónicos y otras industrias.

Con el rápido desarrollo del campo de derivados como el éter de celulosa, también está aumentando la demanda de materias primas para su producción. Las principales materias primas para la producción de éter de celulosa son la pulpa de algodón, la pulpa de madera, la pulpa de bambú, etc. Entre ellas, el algodón es el producto natural con mayor contenido de celulosa en la naturaleza, y mi país es un gran país productor de algodón, por lo que la pulpa de algodón es una materia prima ideal para la producción de éter de celulosa. Equipos y tecnología especiales extranjeros introducidos exclusivamente para la producción de celulosa especial, adopta cocción a baja temperatura y bajo contenido de álcali, tecnología de producción de blanqueo continuo verde, control completamente automático del proceso de producción, la precisión del control del proceso ha alcanzado el nivel avanzado de la misma industria en el país y en el extranjero. . A petición de clientes nacionales y extranjeros, la empresa ha llevado a cabo experimentos de investigación y desarrollo sobre pulpa de algodón de alta viscosidad para éter de celulosa, y las muestras han sido bien recibidas por los clientes.

1. Experimentar

1.1 Materias primas

La pulpa de alta viscosidad para éter de celulosa debe cumplir con los requisitos de alta blancura, alta viscosidad y poco polvo. En vista de las características de la pulpa de algodón de alta viscosidad para éter de celulosa, en primer lugar, se llevó a cabo un control estricto en la selección de materias primas y borras de algodón con alta madurez, alta viscosidad, sin tres filamentos y poca semilla de algodón. El contenido de la cáscara fue seleccionado como materia prima. De acuerdo con los requisitos de varios indicadores, se determina utilizar borra de algodón en Xinjiang como materia prima para la producción de pulpa de alta viscosidad para éter de celulosa. Los indicadores de calidad de la cachemira de Xinjiang son: viscosidad≥2000 ml/g, madurez≥70%, materia insoluble en ácido sulfúrico.≤6,0%, contenido de cenizas≤1,7%.

1.2 Instrumentos y medicamentos

Equipo experimental: olla de cocina eléctrica PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), instrumento de baño de agua a temperatura constante (Longkou Electric Furnace Factory), medidor de pH de precisión PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Viscosímetro capilar, WSB~2 medidor de blancura (Jinan Sanquan Zhongshishi

Instrumento de laboratorio Co., Ltd.).

Fármacos experimentales: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Ruta del proceso

Línters de algodón→cocina alcalina→lavado→despulpar→blanqueamiento (incluido el tratamiento con ácido)→fabricación de pulpa→producto terminado→prueba de índice

1.4 Contenido experimental

El proceso de cocción se basa en el proceso de producción real, utilizando métodos de preparación de material húmedo y cocción alcalina. Simplemente limpie y retire las fibras de algodón cuantitativas, agregue la lejía calculada de acuerdo con la proporción de líquido y la cantidad de álcali utilizado, mezcle completamente las fibras de algodón y la lejía, colóquelas en un tanque de cocción y cocine de acuerdo con diferentes temperaturas de cocción y tiempos de mantenimiento. Cocínalo. La pulpa después de la cocción se lava, se bate y se blanquea para su posterior uso.

Proceso de blanqueo: parámetros como la concentración de pulpa y el valor de pH se seleccionan directamente de acuerdo con la capacidad real del equipo y las rutinas de blanqueo, y los parámetros relevantes como la cantidad de agente blanqueador se analizan mediante experimentos.

El blanqueo se divide en tres etapas: (1) Etapa de blanqueo convencional previa a la cloración, ajuste la concentración de la pulpa al 3%, agregue ácido para controlar el valor del pH de la pulpa a 2,2-2,3, agregue una cierta cantidad de hipoclorito de sodio al blanqueo en temperatura ambiente durante 40 minutos. (2) Blanqueo de la sección con peróxido de hidrógeno, ajuste la concentración de la pulpa al 8%, agregue hidróxido de sodio para alcalinizar la suspensión, agregue peróxido de hidrógeno y realice el blanqueo a una temperatura determinada (la sección de blanqueo con peróxido de hidrógeno agrega una cierta cantidad de silicato de sodio estabilizador). La temperatura de blanqueo específica, la dosis de peróxido de hidrógeno y el tiempo de blanqueo se exploraron mediante experimentos. (3) Sección de tratamiento ácido: ajuste la concentración de pulpa al 6%, agregue ácido y auxiliares de eliminación de iones metálicos para el tratamiento ácido, el proceso de esta sección se lleva a cabo de acuerdo con el proceso de producción de pulpa de algodón especial convencional de la empresa, y el proceso específico no No es necesario seguir discutiéndolo experimentalmente.

Durante el proceso experimental, cada etapa del blanqueo ajusta la concentración de la pulpa y el pH, agrega una cierta proporción de reactivo blanqueador, mezcla la pulpa y el reactivo blanqueador uniformemente en una bolsa sellada de plástico de polietileno y lo coloca en un baño de agua a temperatura constante para obtener una temperatura constante. blanqueamiento durante un tiempo determinado. El proceso de blanqueo Saque la suspensión media cada 10 minutos, mézclela y amásela uniformemente para asegurar la uniformidad del blanqueo. Después de cada etapa de blanqueo, se lava con agua, para luego pasar a la siguiente etapa de blanqueo.

1.5 Análisis y detección de lodos

Se utilizaron GB/T8940.2-2002 y GB/T7974-2002 para la preparación y medición de blancura de muestras de blancura de suspensión, respectivamente; Se utilizó GB/T1548-2004 para medir la viscosidad de la suspensión.

2. Resultados y discusión

2.1 Análisis de objetivos

Según las necesidades de los clientes, los principales indicadores técnicos de la pulpa de alta viscosidad para éter de celulosa son: blancura≥85%, viscosidad≥1800 ml/g,α-celulosa≥90%, contenido de cenizas≤0,1%, hierro≤12 mg/kg, etc. Según los muchos años de experiencia de la empresa en la producción de pulpa de algodón especial, controlando las condiciones adecuadas de cocción, lavado y tratamiento ácido en el proceso de blanqueo,α-celulosa, cenizas, contenido de hierro y otros indicadores, es fácil cumplir con los requisitos en la producción real. Por lo tanto, la blancura y la viscosidad se toman como foco de este desarrollo experimental.

2.2 Proceso de cocción

El proceso de cocción consiste en destruir la pared primaria de la fibra con hidróxido de sodio bajo una determinada temperatura y presión de cocción, de modo que las impurezas no celulósicas solubles en agua y álcalis, la grasa y la cera de las borras de algodón se disuelvan y el contenido deα-aumenta la celulosa. . Debido a la escisión de las cadenas macromoleculares de celulosa durante el proceso de cocción, se reduce el grado de polimerización y se reduce la viscosidad. Si el grado de cocción es demasiado ligero, la pulpa no se cocinará completamente, el blanqueo posterior será deficiente y la calidad del producto será inestable; si el grado de cocción es demasiado intenso, las cadenas moleculares de celulosa se despolimerizarán violentamente y la viscosidad será demasiado baja. Considerando exhaustivamente los requisitos de índice de viscosidad y blanqueabilidad de la suspensión, se determina que la viscosidad de la suspensión después de la cocción es≥1900 ml/g, y la blancura es≥55%.

De acuerdo con los principales factores que afectan el efecto de cocción: la cantidad de álcali utilizado, la temperatura de cocción y el tiempo de mantenimiento, se utiliza el método de prueba ortogonal para realizar experimentos para seleccionar las condiciones apropiadas del proceso de cocción.

Según los datos extremadamente pobres de los resultados de las pruebas ortogonales, la influencia de los tres factores en el efecto de cocción es la siguiente: temperatura de cocción > cantidad de álcali > tiempo de mantenimiento. La temperatura de cocción y la cantidad de álcali tienen una gran influencia en la viscosidad y blancura de la pulpa de algodón. Con el aumento de la temperatura de cocción y la cantidad de álcali, la blancura tiende a aumentar, pero la viscosidad tiende a disminuir. Para la producción de pulpa de alta viscosidad, se deben adoptar condiciones de cocción moderadas tanto como sea posible garantizando al mismo tiempo la blancura. Por lo tanto, en combinación con los datos experimentales, la temperatura de cocción es 115°C, y la cantidad de álcali utilizada es del 9%. El efecto del tiempo de retención entre los tres factores es relativamente más débil que el de los otros dos factores. Dado que esta cocción adopta un método de cocción bajo en álcalis y a baja temperatura, para aumentar la uniformidad de la cocción y garantizar la estabilidad de la viscosidad de la cocción, el tiempo de retención se selecciona en 70 minutos. Por lo tanto, se determinó que la combinación A2B2C3 era el mejor proceso de cocción para pulpa de alta viscosidad. En las condiciones del proceso de producción, la blancura de la pulpa final fue del 55,3% y la viscosidad fue de 1945 ml/g.

2.3 Proceso de blanqueo

2.3.1 Proceso de precloración

En la sección de precloración, se agrega una cantidad muy pequeña de hipoclorito de sodio a la pulpa de algodón para convertir la lignina de la pulpa de algodón en lignina clorada y disolverla. Después del blanqueo en la etapa de precloración, se debe controlar la viscosidad de la suspensión para que sea≥1850 mL/g, y la blancura≥63%.

La cantidad de hipoclorito de sodio es el principal factor que afecta el efecto blanqueador en esta sección. Para explorar la cantidad adecuada de cloro disponible, se utilizó el método de prueba de factor único para realizar 5 experimentos paralelos al mismo tiempo. Al agregar diferentes cantidades de hipoclorito de sodio en la suspensión, el cloro efectivo en la suspensión. El contenido de cloro fue de 0,01 g/l, 0,02 g/l, 0,03 g/l, 0,04 g/l, 0,05 g/l respectivamente. Después del blanqueo, la viscosidad y BaiDu.

A partir de los cambios en la blancura y la viscosidad de la pulpa de algodón con la cantidad de cloro disponible, se puede encontrar que con el aumento de cloro disponible, la blancura de la pulpa de algodón aumenta gradualmente y la viscosidad disminuye gradualmente. Cuando la cantidad de cloro disponible es 0,01 g/L y 0,02 g/L, la blancura de la pulpa de algodón es≤63%; Cuando la cantidad de cloro disponible es de 0,05 g/l, la viscosidad de la pulpa de algodón es≤1850 ml/g, que no cumple con los requisitos de precloración. Requisitos de indicadores de control de blanqueo de segmentos. Cuando la cantidad de cloro disponible es 0,03 g/L y 0,04 g/L, los indicadores después del blanqueo son viscosidad 1885 ml/g, blancura 63,5 % y viscosidad 1854 ml/g, blancura 64,8 %. El rango de dosificación está acorde con los requisitos de los indicadores de control de blanqueo en la sección de precloración, por lo que se determina preliminarmente que la dosis de cloro disponible en esta sección es de 0.03-0.04g/L.

2.3.2 Investigación del proceso de blanqueo en etapa de peróxido de hidrógeno

El blanqueo con peróxido de hidrógeno es la etapa de blanqueo más importante en el proceso de blanqueo para mejorar la blancura. Luego de esta etapa se realiza una etapa de tratamiento ácido para completar el proceso de blanqueo. La etapa de tratamiento ácido más la etapa posterior de fabricación y formación de papel no tiene ningún efecto sobre la viscosidad de la pulpa y puede aumentar la blancura en al menos un 2%. Por lo tanto, de acuerdo con los requisitos del índice de control de la pulpa final de alta viscosidad, se determina que los requisitos de control del índice de la etapa de blanqueo con peróxido de hidrógeno son viscosidad≥1800 mL/g y blancura≥83%.

Los principales factores que afectan el blanqueo con peróxido de hidrógeno son la cantidad de peróxido de hidrógeno, la temperatura de blanqueo y el tiempo de blanqueo. Para lograr los requisitos de blancura y viscosidad de la pulpa de alta viscosidad, los tres factores que afectan el efecto blanqueador se analizaron mediante un método de prueba ortogonal para determinar los parámetros apropiados del proceso de blanqueo con peróxido de hidrógeno.

A través de los datos de diferencias extremas de la prueba ortogonal, se encuentra que la influencia de los tres factores en el efecto blanqueador es: temperatura de blanqueo > dosis de peróxido de hidrógeno > tiempo de blanqueo. La temperatura de blanqueo y la cantidad de peróxido de hidrógeno son los principales factores que afectan el efecto blanqueador. Con el aumento gradual de los datos de los dos factores de la temperatura de blanqueo y la cantidad de peróxido de hidrógeno, la blancura de la pulpa de algodón aumenta gradualmente y la viscosidad disminuye gradualmente. Considerando integralmente el costo de producción, la capacidad del equipo y la calidad del producto, se determina que la temperatura de blanqueo con peróxido de hidrógeno es 80°C, y la dosis de peróxido de hidrógeno es del 5%. Al mismo tiempo, según los resultados experimentales, el tiempo de blanqueo del peróxido de hidrógeno tiene poca influencia en el efecto blanqueador, y el tiempo de blanqueo del peróxido de hidrógeno en una sola etapa se selecciona en 80 minutos.

De acuerdo con el proceso de blanqueo en etapa de peróxido de hidrógeno seleccionado, el laboratorio ha llevado a cabo una gran cantidad de experimentos de verificación repetidos y los resultados experimentales muestran que los parámetros experimentales pueden cumplir con los requisitos objetivo establecidos.

3. Conclusión

De acuerdo con los requisitos del cliente, mediante pruebas de factor único y pruebas ortogonales, combinadas con la capacidad real del equipo y el costo de producción de la empresa, los parámetros del proceso de producción de pulpa de alta viscosidad para éter de celulosa se determinan de la siguiente manera: (1) Proceso de cocción: uso 9 % de álcali, cocinar La temperatura es 115°C, y el tiempo de espera es de 70 minutos. (2) Proceso de blanqueo: en la sección de precloración, la dosis de cloro disponible para el blanqueo es de 0,03-0,04 g/L; en la sección de peróxido de hidrógeno, la temperatura de blanqueo es 80°C, la dosis de peróxido de hidrógeno es del 5% y el tiempo de blanqueo es de 80 minutos; Sección de tratamiento ácido, según proceso convencional de la empresa.

Pulpa de alta viscosidad paraéter de celulosaEs una pulpa de algodón especial de amplia aplicación y alto valor añadido. A partir de numerosos experimentos, la empresa desarrolló de forma independiente el proceso de producción de pulpa de alta viscosidad para éter de celulosa. En la actualidad, la pulpa de alta viscosidad para éter de celulosa se ha convertido en una de las principales variedades de producción de la compañía Kima Chemical, y la calidad del producto ha sido reconocida y elogiada unánimemente por los clientes nacionales y extranjeros.