Celulozes ētera izejviela

Tika pētīts augstas viskozitātes celulozes ētera ražošanas process. Tika apspriesti galvenie faktori, kas ietekmē gatavošanu un balināšanu augstas viskozitātes celulozes ražošanas procesā. Saskaņā ar klienta prasībām, izmantojot viena faktora pārbaudi un ortogonālās pārbaudes metodi, apvienojumā ar uzņēmuma faktisko aprīkojuma jaudu, augstas viskozitātes ražošanas procesa parametrusrafinēta kokvilnamīkstums izejvielacelulozes ēterim ir noteikti. Izmantojot šo ražošanas procesu, tiek iegūts augstas viskozitātes baltumsrafinētskokvilnas mīkstums, kas ražots celulozes ēterim≥85%, un viskozitāte ir≥1800 ml/g.

Atslēgas vārdi: augstas viskozitātes masa celulozes ēterim; ražošanas process; ēdiena gatavošana; balināšana

Celuloze ir dabā visizplatītākais un atjaunojamais dabiskais polimēru savienojums. Tam ir plašs avotu klāsts, zema cena un videi draudzīgums. Virkni celulozes atvasinājumu var iegūt ķīmiski modificējot. Celulozes ēteris ir polimēru savienojums, kurā ūdeņradis celulozes glikozes vienības hidroksilgrupā ir aizstāts ar ogļūdeņraža grupu. Pēc ēterizācijas celuloze šķīst ūdenī, atšķaidītā sārma šķīdumā un organiskajā šķīdinātājā, un tai ir termoplastiskums. Ķīna ir pasaulē lielākā celulozes ētera ražotāja un patērētāja, un tās vidējais gada pieauguma temps ir vairāk nekā 20%. Ir daudz veidu celulozes ēteri ar izcilu veiktspēju, un tos plaši izmanto celtniecībā, cementa, naftas, pārtikas, tekstilizstrādājumu, mazgāšanas līdzekļu, krāsu, medicīnas, papīra un elektronisko komponentu un citās nozarēs.

Strauji attīstoties atvasinājumu jomai, piemēram, celulozes ēterim, pieaug arī pieprasījums pēc izejvielām tā ražošanai. Galvenās izejvielas celulozes ētera ražošanai ir kokvilnas masa, koksnes masa, bambusa masa utt. Tostarp kokvilna ir dabiskais produkts ar visaugstāko celulozes saturu dabā, un mana valsts ir liela kokvilnas ražošanas valsts, tāpēc kokvilnas masa ir ideāla izejviela celulozes ētera ražošanai. Ekskluzīvi ieviests ārvalstu īpašs aprīkojums un tehnoloģija īpašai celulozes ražošanai, tiek izmantota zemas temperatūras zema sārma gatavošana, zaļās nepārtrauktās balināšanas ražošanas tehnoloģija, pilnībā automātiska ražošanas procesa kontrole, procesa kontroles precizitāte ir sasniegusi tās pašas nozares augsto līmeni gan mājās, gan ārvalstīs. . Pēc klientu lūguma gan mājās, gan ārvalstīs uzņēmums ir veicis augstas viskozitātes kokvilnas mīkstuma celulozes ētera izpēti un izstrādes eksperimentus, un paraugus klienti ir atzinīgi novērtējuši.

1. Eksperimentējiet

1.1. Izejvielas

Celulozes ētera augstas viskozitātes celulozes masai jāatbilst augsta baltuma, augstas viskozitātes un zemas putekļainības prasībām. Ņemot vērā augstas viskozitātes kokvilnas masas īpašības celulozes ēterim, vispirms tika veikta stingra izejvielu un kokvilnas linteru atlase ar augstu gatavību, augstu viskozitāti, bez trīs pavedieniem un ar zemu kokvilnas sēklām. korpusa saturs tika izvēlēts kā izejvielas. Atbilstoši iepriekšminētajām kokvilnas linterām Saskaņā ar dažādu rādītāju prasībām Siņdzjanā ir noteikts izmantot kokvilnas līstes kā izejvielu augstas viskozitātes celulozes ētera ražošanai. Sjiņdzjanas kašmira kvalitātes rādītāji ir: viskozitāte≥2000 mL/g, termiņš≥70%, sērskābē nešķīstoša viela≤6,0%, pelnu saturs≤1,7%.

1.2 Instrumenti un zāles

Eksperimentālais aprīkojums: elektriskā vārīšanas katls PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), instrumenta nemainīgas temperatūras ūdens vanna (Longkou Electric Furnace Factory), PHSJ 3F precizitātes pH mērītājs (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapilārais viskozimetrs, WSB～2 baltuma mērītājs (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Eksperimentālās zāles: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Apstrādes maršruts

Kokvilnas linteres→sārmu gatavošana→mazgāšana→pulēšana→balināšana (ieskaitot apstrādi ar skābi)→celulozes izgatavošana→gatavais produkts→indeksu pārbaude

1.4. Eksperimentālais saturs

Gatavošanas process ir balstīts uz faktisko ražošanas procesu, izmantojot slapjā materiāla sagatavošanas un sārmainas gatavošanas metodes. Vienkārši notīriet un noņemiet kvantitatīvās kokvilnas šķipsnas, pievienojiet aprēķināto sārmu atbilstoši šķidruma attiecībai un izmantotā sārma daudzumam, pilnībā samaisiet kokvilnas gabaliņus un sārmu, ievietojiet tos gatavošanas tvertnē un pagatavojiet atbilstoši dažādām gatavošanas temperatūrām un turēšanas laikiem. Pagatavojiet to. Mīkstumu pēc vārīšanas mazgā, saputo un balina vēlākai lietošanai.

Balināšanas process: tādi parametri kā celulozes koncentrācija un pH vērtība tiek tieši atlasīti atbilstoši iekārtas faktiskajai jaudai un balināšanas kārtībai, un attiecīgie parametri, piemēram, balinātāja daudzums, tiek apspriesti eksperimentos.

Balināšana ir sadalīta trīs posmos: (1) parastā pirmshlorēšanas stadijas balināšana, celulozes koncentrāciju noregulējiet līdz 3%, pievienojiet skābi, lai kontrolētu celulozes pH vērtību līdz 2,2-2,3, pievienojiet noteiktu daudzumu nātrija hipohlorīta balināšanai plkst. istabas temperatūrā 40 minūtes. (2) Ūdeņraža peroksīda sekcijas balināšana, noregulējiet celulozes koncentrāciju uz 8%, pievienojiet nātrija hidroksīdu, lai sārmainītu vircu, pievienojiet ūdeņraža peroksīdu un veiciet balināšanu noteiktā temperatūrā (ūdeņraža peroksīda balināšanas sekcija pievieno noteiktu daudzumu stabilizatora nātrija silikāta). Eksperimentos tika pētīta specifiskā balināšanas temperatūra, ūdeņraža peroksīda deva un balināšanas laiks. (3) Skābes apstrādes sadaļa: noregulējiet celulozes koncentrāciju līdz 6%, pievienojiet skābes un metāla jonu noņemšanas palīglīdzekļus skābes apstrādei, šīs sadaļas process tiek veikts saskaņā ar uzņēmuma parasto īpašo kokvilnas celulozes ražošanas procesu, un konkrētais process tiek veikts. nav nepieciešams tālāk eksperimentāli apspriest.

Eksperimenta laikā katrā balināšanas posmā tiek pielāgota celulozes koncentrācija un pH, pievieno noteiktu daļu balinātāja reaģenta, vienmērīgi sajauc mīkstumu un balināšanas reaģentu polietilēna plastmasas noslēgtā maisiņā un ievieto nemainīgas temperatūras ūdens vannā nemainīgai temperatūrai. balināšana uz noteiktu laiku. Balināšanas process Ik pēc 10 minūtēm izņemiet vidējo putriņu, samaisiet un mīciet to vienmērīgi, lai nodrošinātu balināšanas vienmērīgumu. Pēc katra balināšanas posma to mazgā ar ūdeni un pēc tam pāriet uz nākamo balināšanas posmu.

1.5. Suspensijas analīze un noteikšana

GB/T8940.2-2002 un GB/T7974-2002 tika izmantoti attiecīgi vircas baltuma paraugu sagatavošanai un baltuma mērīšanai; GB/T1548-2004 tika izmantots vircas viskozitātes mērīšanai.

2. Rezultāti un diskusija

2.1. Mērķa analīze

Atbilstoši klientu vajadzībām galvenie augstas viskozitātes celulozes ētera celulozes tehniskie rādītāji ir: baltums≥85%, viskozitāte≥1800 ml/g,α- celuloze≥90%, pelnu saturs≤0,1%, dzelzs≤12 mg /kg utt. Saskaņā ar uzņēmuma ilggadējo pieredzi īpašas kokvilnas mīkstuma ražošanā, kontrolējot atbilstošus gatavošanas, mazgāšanas un skābes apstrādes apstākļus balināšanas procesā,α-celuloze, pelni, dzelzs saturs un citi rādītāji, ir viegli izpildīt prasības faktiskajā ražošanā. Tāpēc šīs eksperimentālās izstrādes uzmanības centrā ir baltums un viskozitāte.

2.2. Gatavošanas process

Gatavošanas procesā tiek iznīcināta šķiedras primārā siena ar nātrija hidroksīdu noteiktā gatavošanas temperatūrā un spiedienā, lai ūdenī šķīstošie un sārmos šķīstošie necelulozes piemaisījumi, tauki un vasks kokvilnas starplikās tiktu izšķīdināti un satursα- palielinās celuloze. . Pateicoties celulozes makromolekulāro ķēžu šķelšanai gatavošanas procesā, tiek samazināta polimerizācijas pakāpe un samazināta viskozitāte. Ja gatavošanas pakāpe ir pārāk viegla, mīkstums netiks rūpīgi pagatavots, turpmākā balināšana būs slikta un produkta kvalitāte būs nestabila; ja vārīšanas pakāpe ir pārāk smaga, celulozes molekulārās ķēdes spēcīgi depolimerizēsies un viskozitāte būs pārāk zema. Visaptveroši ņemot vērā vircas balināmības un viskozitātes indeksa prasības, tiek noteikts, ka vircas viskozitāte pēc vārīšanas ir≥1900 ml/g, un baltums ir≥55%.

Saskaņā ar galvenajiem faktoriem, kas ietekmē gatavošanas efektu: izmantoto sārmu daudzumu, gatavošanas temperatūru un turēšanas laiku, ortogonālo testa metodi izmanto, lai veiktu eksperimentus, lai izvēlētos piemērotus gatavošanas procesa apstākļus.

Saskaņā ar ārkārtīgi sliktajiem ortogonālo testa rezultātu datiem trīs faktoru ietekme uz gatavošanas efektu ir šāda: gatavošanas temperatūra > sārma daudzums > turēšanas laiks. Gatavošanas temperatūrai un sārmu daudzumam ir liela ietekme uz kokvilnas mīkstuma viskozitāti un baltumu. Palielinoties gatavošanas temperatūrai un sārmu daudzumam, baltumam ir tendence palielināties, bet viskozitātei – samazināties. Augstas viskozitātes celulozes ražošanai pēc iespējas jāizmanto mēreni gatavošanas apstākļi, vienlaikus nodrošinot baltumu. Tāpēc kopā ar eksperimentālajiem datiem gatavošanas temperatūra ir 115°C, un izmantotais sārmu daudzums ir 9%. Turēšanas laika ietekme starp trim faktoriem ir salīdzinoši vājāka nekā pārējiem diviem faktoriem. Tā kā šī gatavošana izmanto gatavošanas metodi ar zemu sārmu saturu un zemu temperatūru, lai palielinātu gatavošanas vienmērīgumu un nodrošinātu gatavošanas viskozitātes stabilitāti, turēšanas laiks ir izvēlēts kā 70 minūtes. Tāpēc kombinācija A2B2C3 tika noteikta par labāko gatavošanas procesu augstas viskozitātes celulozes pagatavošanai. Ražošanas procesa apstākļos gatavās celulozes baltums bija 55,3%, bet viskozitāte bija 1945 ml/g.

2.3. Balināšanas process

2.3.1. Pirmshlorēšanas process

Pirmshlorēšanas sekcijā kokvilnas mīkstumam pievieno ļoti nelielu daudzumu nātrija hipohlorīta, lai kokvilnas mīkstumā esošo lignīnu pārvērstu hlorētā lignīnā un izšķīdinātu. Pēc balināšanas pirmshlorēšanas stadijā ir jākontrolē vircas viskozitāte, lai tā būtu≥1850 ml/g, un baltums≥63%.

Nātrija hipohlorīta daudzums ir galvenais faktors, kas ietekmē balināšanas efektu šajā sadaļā. Lai izpētītu piemērotu pieejamā hlora daudzumu, tika izmantota viena faktora testa metode, vienlaikus veicot 5 paralēlus eksperimentus. Pievienojot vircai dažādus nātrija hipohlorīta daudzumus, efektīvais hlors vircā Hlora saturs bija attiecīgi 0,01 g/l, 0,02 g/l, 0,03 g/l, 0,04 g/l, 0,05 g/l. Pēc balināšanas viskozitāte un BaiDu.

No kokvilnas mīkstuma baltuma un viskozitātes izmaiņām ar pieejamā hlora daudzumu var secināt, ka, palielinoties pieejamajam hlora daudzumam, kokvilnas mīkstuma baltums pakāpeniski palielinās, bet viskozitāte pakāpeniski samazinās. Ja pieejamā hlora daudzums ir 0,01 g/l un 0,02 g/l, kokvilnas mīkstuma baltums ir≤63%; ja pieejamā hlora daudzums ir 0,05 g/l, kokvilnas masas viskozitāte ir≤1850mL/g, kas neatbilst pirmshlorēšanas prasībām. Segmentu balināšanas kontroles indikatora prasības. Ja pieejamā hlora daudzums ir 0,03 g/l un 0,04 g/l, rādītāji pēc balināšanas ir viskozitāte 1885 ml/g, baltums 63,5% un viskozitāte 1854 ml/g, baltums 64,8%. Dozēšanas diapazons atbilst balināšanas kontroles indikatoru prasībām pirmshlorēšanas sadaļā, tāpēc provizoriski noteikts, ka šajā sadaļā pieejamā hlora deva ir 0,03-0,04g/L.

2.3.2. Ūdeņraža peroksīda stadijas balināšanas procesa izpēte

Ūdeņraža peroksīda balināšana ir vissvarīgākais balināšanas posms balināšanas procesā, lai uzlabotu baltumu. Pēc šī posma tiek veikta skābes apstrādes stadija, lai pabeigtu balināšanas procesu. Skābes apstrādes stadija un tai sekojošā papīra ražošanas un formēšanas stadija neietekmē celulozes viskozitāti un var palielināt baltumu par vismaz 2%. Tāpēc saskaņā ar augstas viskozitātes galīgās celulozes kontroles indeksa prasībām ūdeņraža peroksīda balināšanas stadijas indeksa kontroles prasības ir noteiktas kā viskozitāte.≥1800 ml/g un baltums≥83%.

Galvenie faktori, kas ietekmē ūdeņraža peroksīda balināšanu, ir ūdeņraža peroksīda daudzums, balināšanas temperatūra un balināšanas laiks. Lai sasniegtu augstas viskozitātes celulozes baltuma un viskozitātes prasības, ar ortogonālo testa metodi tika analizēti trīs balināšanas efektu ietekmējošie faktori, lai noteiktu atbilstošos ūdeņraža peroksīda balināšanas procesa parametrus.

Izmantojot ortogonālā testa ārkārtējo atšķirību datus, ir konstatēts, ka trīs faktoru ietekme uz balināšanas efektu ir: balināšanas temperatūra > ūdeņraža peroksīda deva > balināšanas laiks. Balināšanas temperatūra un ūdeņraža peroksīda daudzums ir galvenie faktori, kas ietekmē balināšanas efektu. Pakāpeniski palielinoties abu balināšanas temperatūras faktoru un ūdeņraža peroksīda daudzuma datiem, kokvilnas mīkstuma baltums pakāpeniski palielinās, bet viskozitāte pakāpeniski samazinās. Ņemot vērā ražošanas izmaksas, iekārtu jaudu un produktu kvalitāti vispusīgi, ūdeņraža peroksīda balināšanas temperatūra ir noteikta 80°C, un ūdeņraža peroksīda deva ir 5%. Tajā pašā laikā saskaņā ar eksperimentālajiem rezultātiem ūdeņraža peroksīda balināšanas laiks maz ietekmē balināšanas efektu, un ūdeņraža peroksīda vienpakāpes balināšanas laiks ir izvēlēts kā 80 minūtes.

Atbilstoši izvēlētajam ūdeņraža peroksīda stadijas balināšanas procesam laboratorija ir veikusi lielu skaitu atkārtotu verifikācijas eksperimentu, un eksperimenta rezultāti liecina, ka eksperimentālie parametri var atbilst izvirzītajām mērķa prasībām.

3. Secinājums

Saskaņā ar klienta prasībām, izmantojot viena faktora testu un ortogonālo testu, apvienojumā ar uzņēmuma faktisko iekārtu jaudu un ražošanas izmaksām, augstas viskozitātes celulozes ētera celulozes ražošanas procesa parametri tiek noteikti šādi: (1) Gatavošanas process: izmantošana 9 % sārmu, vāra Temperatūra ir 115°C, un turēšanas laiks ir 70 minūtes. (2) Balināšanas process: pirmshlorēšanas sadaļā balināšanai pieejamā hlora deva ir 0,03–0,04 g/l; ūdeņraža peroksīda sadaļā balināšanas temperatūra ir 80°C, ūdeņraža peroksīda deva ir 5%, un balināšanas laiks ir 80 minūtes; Skābes apstrādes sadaļa saskaņā ar uzņēmuma parasto procesu.

Augstas viskozitātes celuloze priekšcelulozes ēterisir īpaša kokvilnas masa ar plašu pielietojumu un augstu pievienoto vērtību. Pamatojoties uz lielu skaitu eksperimentu, uzņēmums patstāvīgi izstrādāja augstas viskozitātes celulozes celulozes ētera ražošanas procesu. Šobrīd augstas viskozitātes celulozes ētera celuloze ir kļuvusi par vienu no uzņēmuma Kima Chemical galvenajām ražošanas šķirnēm, un produktu kvalitāti vienbalsīgi atzinuši un atzinīgi novērtējuši klienti gan mājās, gan ārvalstīs.