Sirovina za celulozni eter

Proučavan je proces proizvodnje pulpe visoke viskoznosti za celulozni eter. Raspravljalo se o glavnim čimbenicima koji utječu na kuhanje i bijeljenje u procesu proizvodnje visokoviskozne celuloze. Prema zahtjevima kupca, kroz jednofaktorsko ispitivanje i ortogonalnu metodu ispitivanja, u kombinaciji sa stvarnim kapacitetom opreme tvrtke, parametri proizvodnog procesa visoke viskoznostirafinirani pamukpulpa sirovinaza celulozni eter su određeni. Koristeći ovaj proizvodni proces, bjelina je visoke viskoznostiprofinjenpamučna pulpa proizvedena za celulozni eter je≥85%, a viskoznost je≥1800 ml/g.

Ključne riječi: pulpa visoke viskoznosti za celulozni eter; proizvodni proces; kuhanje; izbjeljivanje

Celuloza je najzastupljeniji i najobnovljiviji prirodni polimerni spoj u prirodi. Ima širok raspon izvora, nisku cijenu i prihvatljivost za okoliš. Niz derivata celuloze može se dobiti kemijskom modifikacijom. Celulozni eter je polimerni spoj u kojem je vodik u hidroksilnoj skupini na celuloznoj glukoznoj jedinici zamijenjen ugljikovodikovom skupinom. Nakon eterifikacije, celuloza je topljiva u vodi, razrijeđenoj otopini lužine i organskom otapalu te ima termoplastičnost. Kina je najveći svjetski proizvođač i potrošač celuloznog etera, s prosječnom godišnjom stopom rasta od više od 20%. Postoje mnoge vrste celuloznih etera s izvrsnim performansama, a naširoko se koriste u građevinarstvu, industriji cementa, nafte, hrane, tekstila, deterdženata, boja, medicini, proizvodnji papira i elektroničkih komponenti i drugim industrijama.

S brzim razvojem područja derivata poput celuloznog etera, raste i potražnja za sirovinama za njegovu proizvodnju. Glavne sirovine za proizvodnju celuloznog etera su pamučna pulpa, drvena pulpa, bambusova pulpa, itd. Među njima, pamuk je prirodni proizvod s najvećim udjelom celuloze u prirodi, a moja je zemlja velika zemlja koja proizvodi pamuk, pa je pamučna pulpa idealna sirovina za proizvodnju celuloznog etera. Ekskluzivno uvedena strana specijalna oprema i tehnologija za posebnu proizvodnju celuloze, usvaja niskotemperaturno niskoalkalno kuhanje, proizvodnu tehnologiju zelenog kontinuiranog izbjeljivanja, potpuno automatsku kontrolu proizvodnog procesa, točnost kontrole procesa dosegla je naprednu razinu iste industrije u zemlji i inozemstvu . Na zahtjev kupaca u zemlji i inozemstvu, tvrtka je provela eksperimente istraživanja i razvoja na visokoviskoznoj pamučnoj pulpi za celulozni eter, a kupci su dobro prihvatili uzorke.

1. Eksperimentirajte

1.1 Sirovine

Pulpa visoke viskoznosti za celulozni eter mora zadovoljiti zahtjeve visoke bjeline, visoke viskoznosti i niske prašine. S obzirom na karakteristike pamučne pulpe visoke viskoznosti za celulozni eter, prije svega, provedena je stroga kontrola odabira sirovina i pamučnog lintera visoke zrelosti, visoke viskoznosti, bez tri filamenta i niskog sjemena pamuka sadržaj trupa odabran je kao sirovina. Prema gore navedenom pamučnom lanu Prema zahtjevima različitih pokazatelja, određeno je korištenje pamučnog lana u Xinjiangu kao sirovine za proizvodnju visoko viskozne pulpe za celulozni eter. Pokazatelji kvalitete Xinjiang kašmira su: viskoznost≥2000 mL/g, zrelost≥70%, tvar netopljiva u sumpornoj kiselini≤6,0%, sadržaj pepela≤1,7%.

1.2 Instrumenti i lijekovi

Eksperimentalna oprema: električni lonac za kuhanje PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), vodena kupelj instrumenta konstantne temperature (Longkou Electric Furnace Factory), precizni pH metar PHSJ 3F (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 Put procesa

Linters od pamuka→lužnato kuhanje→pranje→pulpiranje→izbjeljivanje (uključujući tretman kiselinom)→izrada celuloze→gotov proizvod→testiranje indeksa

1.4 Eksperimentalni sadržaj

Proces kuhanja temelji se na stvarnom procesu proizvodnje, koristeći mokru pripremu materijala i alkalne metode kuhanja. Jednostavno očistite i uklonite kvantitativne pamučne lance, dodajte izračunatu lužinu prema omjeru tekućine i količini korištene lužine, potpuno pomiješajte pamučne lance i lužinu, stavite ih u spremnik za kuhanje i kuhajte u skladu s različitim temperaturama kuhanja i vremenima držanja Skuhaj ga. Celuloza nakon kuhanja se pere, tuče i izbjeljuje za kasniju upotrebu.

Proces izbjeljivanja: parametri kao što su koncentracija pulpe i pH vrijednost izravno se odabiru prema stvarnom kapacitetu opreme i rutinama izbjeljivanja, a relevantni parametri kao što je količina sredstva za izbjeljivanje raspravljaju se kroz eksperimente.

Izbjeljivanje je podijeljeno u tri stupnja: (1) Konvencionalno izbjeljivanje u fazi pretklorinacije, podesite koncentraciju pulpe na 3%, dodajte kiselinu za kontrolu pH vrijednosti pulpe na 2,2-2,3, dodajte određenu količinu natrijevog hipoklorita za izbjeljivanje na sobnoj temperaturi 40 minuta. (2) Izbjeljivanje sekcije vodikovim peroksidom, podesite koncentraciju pulpe na 8%, dodajte natrijev hidroksid za alkalizaciju kaše, dodajte vodikov peroksid i provedite izbjeljivanje na određenoj temperaturi (odjeljak izbjeljivanja vodikovim peroksidom dodaje određenu količinu stabilizatora natrijevog silikata). Specifična temperatura izbjeljivanja, doza vodikovog peroksida i vrijeme izbjeljivanja istraženi su kroz pokuse. (3) Odjeljak za kiselinsku obradu: prilagodite koncentraciju pulpe na 6%, dodajte kiselinu i sredstva za uklanjanje metalnih iona za kiselinsku obradu, proces u ovoj sekciji provodi se prema konvencionalnom posebnom procesu proizvodnje pamučne pulpe tvrtke, a specifični proces ne ne treba dalje eksperimentalno raspravljati.

Tijekom 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 plastično zatvorenoj vrećici i stavlja je u vodenu kupelj konstantne temperature za stalnu temperaturu izbjeljivanje na određeno vrijeme. Postupak izbjeljivanja Izvadite srednju kašu svakih 10 minuta, promiješajte i ravnomjerno je gnječite kako biste osigurali ujednačenost izbjeljivanja. Nakon svake faze izbjeljivanja, ispere se vodom, a zatim prelazi na sljedeću fazu izbjeljivanja.

1.5 Analiza i detekcija gnojnice

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

2. Rezultati i rasprava

2.1 Analiza cilja

Prema potrebama kupaca, glavni tehnički pokazatelji pulpe visoke viskoznosti za celulozni eter su: bjelina≥85%, viskoznost≥1800 mL/g,α-celuloza≥90%, sadržaj pepela≤0,1%, željezo≤12 mg/kg itd. Prema dugogodišnjem iskustvu tvrtke u proizvodnji specijalne pamučne pulpe, kontroliranjem odgovarajućih uvjeta kuhanja, pranja i tretmana kiselinom u procesu izbjeljivanja,α- celuloza, pepeo, sadržaj željeza i drugi pokazatelji, lako je zadovoljiti zahtjeve u stvarnoj proizvodnji. Stoga su bjelina i viskoznost uzeti kao fokus ovog eksperimentalnog razvoja.

2.2 Proces kuhanja

Proces kuhanja je uništavanje primarne stijenke vlakna natrijevim hidroksidom pod određenom temperaturom i pritiskom kuhanja, tako da se necelulozne nečistoće topive u vodi i alkalijama, mast i vosak u pamučnom linteru otope, a sadržaj odα-povećana je celuloza. . Zbog cijepanja celuloznih makromolekularnih lanaca tijekom procesa kuhanja smanjuje se stupanj polimerizacije i smanjuje se viskoznost. Ako je stupanj kuhanja preslab, pulpa se neće temeljito skuhati, naknadno izbjeljivanje bit će loše, a kvaliteta proizvoda nestabilna; ako je stupanj kuhanja previsok, molekularni lanci celuloze će se nasilno depolimerizirati i viskoznost će biti preniska. Sveobuhvatno razmatrajući zahtjeve za izbjeljivanje i indeks viskoznosti kaše, utvrđeno je da je viskoznost kaše nakon kuhanja≥1900 mL/g, a bjelina je≥55%.

U skladu s glavnim čimbenicima koji utječu na učinak kuhanja: količina korištene lužine, temperatura kuhanja i vrijeme držanja, ortogonalna metoda ispitivanja koristi se za provođenje eksperimenata za odabir odgovarajućih uvjeta procesa kuhanja.

Prema izuzetno lošim podacima rezultata ortogonalnog ispitivanja, utjecaj tri čimbenika na učinak kuhanja je sljedeći: temperatura kuhanja > količina lužine > vrijeme zadržavanja. Temperatura kuhanja i količina lužine imaju velik utjecaj na viskoznost i bjelinu pamučne pulpe. S povećanjem temperature kuhanja i količine lužine, bjelina se povećava, ali viskoznost se smanjuje. Za proizvodnju pulpe visoke viskoznosti potrebno je usvojiti umjerene uvjete kuhanja što je više moguće uz osiguranje bjeline. Stoga, u kombinaciji s eksperimentalnim podacima, temperatura kuhanja je 115°C, a količina korištene lužine je 9%. Učinak vremena zadržavanja među ova tri čimbenika relativno je slabiji nego kod druga dva čimbenika. Budući da ovo kuhanje prihvaća metodu kuhanja s niskom alkalijom i niskom temperaturom, kako bi se povećala ujednačenost kuhanja i osigurala stabilnost viskoznosti kuhanja, vrijeme držanja odabrano je na 70 minuta. Stoga je kombinacija A2B2C3 utvrđena kao najbolji postupak kuhanja za visoko viskoznu pulpu. Pod uvjetima proizvodnog procesa, bjelina konačne pulpe bila je 55,3%, a viskoznost 1945 mL/g.

2.3 Postupak izbjeljivanja

2.3.1 Proces prethodnog kloriranja

U odjeljku predkloriranja, vrlo mala količina natrijeva hipoklorita dodaje se pamučnoj pulpi kako bi se lignin u pamučnoj pulpi pretvorio u klorirani lignin i otopio. Nakon izbjeljivanja u fazi predkloriranja, viskoznost kaše mora se kontrolirati kako bi se≥1850 mL/g, a bjelina≥63%.

Količina natrijevog hipoklorita glavni je faktor koji utječe na učinak izbjeljivanja u ovom dijelu. Kako bi se istražila odgovarajuća količina dostupnog klora, korištena je metoda ispitivanja s jednim faktorom za izvođenje 5 paralelnih eksperimenata u isto vrijeme. Dodavanjem različitih količina natrijevog hipoklorita u gnojnicu, efektivni klor u suspenziji je bio 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, 0,05 g/L, redom. Nakon izbjeljivanja, viskoznost i BaiDu.

Iz promjena bjeline i viskoznosti pamučne pulpe s količinom dostupnog klora može se ustanoviti da s povećanjem dostupnog klora bjelina pamučne pulpe postupno raste, a viskoznost postupno opada. Kada je količina dostupnog klora 0,01 g/L i 0,02 g/L, bjelina pamučne pulpe je≤63%; kada je količina dostupnog klora 0,05 g/L, viskoznost pamučne pulpe je≤1850mL/g, što ne udovoljava zahtjevima za prethodno kloriranje. Zahtjevi za kontrolni indikator izbjeljivanja segmenata. Kada je količina dostupnog klora 0,03g/L i 0,04g/L, pokazatelji nakon izbjeljivanja su viskoznost 1885mL/g, bjelina 63,5% i viskoznost 1854mL/g, bjelina 64,8%. Raspon doza je u skladu sa zahtjevima kontrolnih indikatora izbjeljivanja u dijelu predkloriranja, tako da je preliminarno utvrđeno da je dostupna doza klora u ovom dijelu 0,03-0,04g/L.

2.3.2 Istraživanje procesa izbjeljivanja vodikovim peroksidom

Izbjeljivanje vodikovim peroksidom najvažnija je faza izbjeljivanja u procesu izbjeljivanja za poboljšanje bjeline. Nakon ove faze provodi se faza obrade kiselinom kako bi se dovršio proces izbjeljivanja. Faza kiselinske obrade plus kasnija faza izrade i oblikovanja papira nema utjecaja na viskoznost pulpe i može povećati bjelinu za najmanje 2%. Prema tome, prema zahtjevima za kontrolnim indeksom konačne pulpe visoke viskoznosti, zahtjevi za kontrolu indeksa u fazi izbjeljivanja vodikovim peroksidom su određeni kao viskoznost≥1800 mL/g i bjelina≥83%.

Glavni čimbenici koji utječu na izbjeljivanje vodikovim peroksidom su količina vodikovog peroksida, temperatura izbjeljivanja i vrijeme izbjeljivanja. Kako bi se postigli zahtjevi bjeline i viskoznosti visoko viskozne pulpe, tri čimbenika koji utječu na učinak izbjeljivanja analizirana su metodom ortogonalnog ispitivanja kako bi se odredili odgovarajući parametri procesa izbjeljivanja vodikovim peroksidom.

Kroz podatke o ekstremnoj razlici ortogonalnog testa, utvrđeno je da je utjecaj tri čimbenika na učinak izbjeljivanja: temperatura izbjeljivanja > doza vodikovog peroksida > vrijeme izbjeljivanja. Temperatura izbjeljivanja i količina vodikovog peroksida glavni su čimbenici koji utječu na učinak izbjeljivanja. S postupnim povećanjem podataka dva faktora temperature izbjeljivanja i količine vodikovog peroksida, bjelina pamučne pulpe postupno se povećava, a viskoznost postupno opada. Sveobuhvatno uzimajući u obzir troškove proizvodnje, kapacitet opreme i kvalitetu proizvoda, temperatura izbjeljivanja vodikovim peroksidom je 80°C, a doza vodikovog peroksida je 5%. U isto vrijeme, prema eksperimentalnim rezultatima, vrijeme izbjeljivanja vodikovim peroksidom ima mali utjecaj na učinak izbjeljivanja, a jednostupanjsko vrijeme izbjeljivanja vodikovog peroksida odabrano je na 80 minuta.

U skladu s odabranim postupkom izbjeljivanja s vodikovim peroksidom, laboratorij je proveo velik broj ponovljenih verifikacijskih eksperimenata, a eksperimentalni rezultati pokazuju da eksperimentalni parametri mogu zadovoljiti postavljene ciljne zahtjeve.

3. Zaključak

U skladu sa zahtjevima kupca, putem testa jednog faktora i ortogonalnog testa, u kombinaciji sa stvarnim kapacitetom opreme tvrtke i troškovima proizvodnje, parametri proizvodnog procesa visokoviskozne pulpe za celulozni eter određuju se kako slijedi: (1) Proces kuhanja: koristite 9 % lužine, kuhati Temperatura je 115°C, a vrijeme držanja je 70 minuta. (2) Postupak izbjeljivanja: u odjeljku predkloriranja, doza dostupnog klora za izbjeljivanje je 0,03-0,04 g/L; u odjeljku vodikovog peroksida temperatura izbjeljivanja je 80°C, doza vodikovog peroksida je 5%, a vrijeme izbjeljivanja je 80 minuta; Odjel za obradu kiselinom, prema konvencionalnom procesu tvrtke.

Pulpa visoke viskoznosti zacelulozni eterje specijalna pamučna pulpa široke primjene i visoke dodane vrijednosti. Na temelju velikog broja eksperimenata tvrtka je samostalno razvila proces proizvodnje visokoviskozne pulpe za celulozni eter. Trenutačno je visokoviskozna pulpa za celulozni eter postala jedna od glavnih proizvodnih varijanti tvrtke Kima Chemical, a kvalitetu proizvoda jednoglasno su prepoznali i pohvalili kupci u zemlji i inozemstvu.