Surowiec do eteru celulozy

Badano proces wytwarzania masy celulozowej o dużej lepkości na eter celulozy. Omówiono główne czynniki wpływające na warzenie i bielenie w procesie produkcji masy celulozowej o dużej lepkości. Zgodnie z wymaganiami klienta, poprzez test jednoczynnikowy i metodę testu ortogonalnego, w połączeniu z rzeczywistą wydajnością sprzętu firmy, parametry procesu produkcyjnego o wysokiej lepkościrafinowana bawełnamiąższ surowiecdla eteru celulozy są zdeterminowani. Dzięki temu procesowi produkcyjnemu biel ma wysoką lepkośćrafinowanypulpa bawełniana produkowana z eteru celulozy≥85%, a lepkość jest≥1800 ml/g.

Słowa kluczowe: masa celulozowa o wysokiej lepkości na eter celulozy; proces produkcyjny; gotowanie; wybielanie

Celuloza jest najobficiej występującym i odnawialnym naturalnym związkiem polimerowym w przyrodzie. Charakteryzuje się szeroką gamą źródeł, niską ceną i przyjaznością dla środowiska. Poprzez modyfikację chemiczną można otrzymać szereg pochodnych celulozy. Eter celulozy jest związkiem polimerowym, w którym wodór w grupie hydroksylowej jednostki glukozy celulozy zastąpiono grupą węglowodorową. Po eteryfikacji celuloza jest rozpuszczalna w wodzie, rozcieńczonym roztworze alkalicznym i rozpuszczalniku organicznym oraz ma termoplastyczność. Chiny są największym na świecie producentem i konsumentem eteru celulozy, ze średnią roczną stopą wzrostu przekraczającą 20%. Istnieje wiele rodzajów eterów celulozy o doskonałych właściwościach i są one szeroko stosowane w budownictwie, cementu, ropie naftowej, żywności, tekstyliach, detergentach, farbach, medycynie, papiernictwie i komponentach elektronicznych oraz w innych gałęziach przemysłu.

Wraz z szybkim rozwojem dziedziny pochodnych takich jak eter celulozy, wzrasta także zapotrzebowanie na surowce do jego produkcji. Głównymi surowcami do produkcji eteru celulozy są pulpa bawełniana, pulpa drzewna, pulpa bambusowa itp. Wśród nich bawełna jest produktem naturalnym o najwyższej zawartości celulozy w przyrodzie, a mój kraj jest krajem o dużej produkcji bawełny, więc miazga bawełniana jest idealny surowiec do produkcji eteru celulozy. Wprowadzony wyłącznie zagraniczny sprzęt i technologia do specjalnej produkcji celulozy, przyjmuje niskotemperaturowe gotowanie niskoalkaliczne, technologię produkcji zielonego ciągłego wybielania, w pełni automatyczną kontrolę procesu produkcyjnego, dokładność kontroli procesu osiągnęła zaawansowany poziom tej samej branży w kraju i za granicą . Na zlecenie klientów w kraju i za granicą firma przeprowadziła eksperymenty badawczo-rozwojowe nad masą bawełnianą o dużej lepkości na eter celulozy, a próbki zostały dobrze przyjęte przez klientów.

1. Eksperymentuj

1.1 Surowce

Masa celulozowa o wysokiej lepkości na eter celulozy musi spełniać wymagania dotyczące wysokiej białości, dużej lepkości i niskiego pylenia. Ze względu na charakterystykę masy bawełnianej o dużej lepkości na eter celulozy, przede wszystkim przeprowadzono ścisłą kontrolę doboru surowców i lintersów bawełnianych o dużej dojrzałości, dużej lepkości, braku trójwłókna i niskiej zawartości nasion bawełny jako surowce wybrano zawartość kadłuba. Zgodnie z powyższym lintersem bawełnianym. Zgodnie z wymaganiami różnych wskaźników zdecydowano się na wykorzystanie lintersu bawełnianego w Xinjiangu jako surowca do produkcji masy celulozowej o dużej lepkości na eter celulozy. Wskaźniki jakości kaszmiru Xinjiang to: lepkość≥2000 mL/g, dojrzałość≥70%, substancja nierozpuszczalna w kwasie siarkowym≤6,0%, zawartość popiołu≤1,7%.

1.2 Instrumenty i leki

Sprzęt doświadczalny: Elektryczny garnek do gotowania PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), łaźnia wodna o stałej temperaturze (Longkou Electric Furnace Factory), precyzyjny miernik pH PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Wiskozymetr kapilarny, WSB～2 mierniki białości (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Leki eksperymentalne: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Droga procesu

Linters bawełniany→gotowanie alkaliczne→mycie→rozcieranie→wybielanie (w tym leczenie kwasami)→wytwarzanie pulpy→gotowy produkt→testowanie indeksu

1.4 Treść eksperymentalna

Proces gotowania opiera się na rzeczywistym procesie produkcyjnym, z wykorzystaniem mokrego przygotowania materiału i metod gotowania alkalicznego. Po prostu wyczyść i usuń ilościową linters bawełnianą, dodaj obliczony ług zgodnie ze stosunkiem cieczy i ilością użytej zasady, całkowicie wymieszaj linters bawełniany i ług, włóż je do zbiornika do gotowania i gotuj zgodnie z różnymi temperaturami gotowania i czasami przetrzymywania Ugotuj to. Miąższ po ugotowaniu jest myty, ubijany i bielony do późniejszego wykorzystania.

Proces wybielania: parametry takie jak stężenie miazgi i wartość pH dobiera się bezpośrednio w zależności od rzeczywistej wydajności sprzętu i procedur wybielania, a odpowiednie parametry, takie jak ilość środka wybielającego, omawia się w drodze eksperymentów.

Wybielanie dzieli się na trzy etapy: (1) Konwencjonalny etap wybielania przed chlorowaniem, należy dostosować stężenie masy celulozowej do 3%, dodać kwas w celu kontrolowania wartości pH miazgi na poziomie 2,2-2,3, dodać pewną ilość podchlorynu sodu do wybielenia w temperaturze temperaturze pokojowej przez 40 minut. (2) Sekcja wybielania nadtlenkiem wodoru, ustawić stężenie pulpy na 8%, dodać wodorotlenek sodu w celu alkalizowania zawiesiny, dodać nadtlenek wodoru i przeprowadzić wybielanie w określonej temperaturze (sekcja wybielania nadtlenkiem wodoru dodaje pewną ilość stabilizatora krzemianu sodu). Specyficzną temperaturę wybielania, dawkę nadtlenku wodoru i czas wybielania badano eksperymentalnie. (3) Sekcja obróbki kwasem: dostosuj stężenie pulpy do 6%, dodaj środki wspomagające usuwanie kwasu i jonów metali do obróbki kwasem, proces w tej sekcji jest przeprowadzany zgodnie z konwencjonalnym procesem produkcji specjalnej masy celulozowej firmy, a specyficzny proces nie nie wymaga dalszej dyskusji eksperymentalnej.

Podczas procesu eksperymentalnego na każdym etapie wybielania dostosowuje się stężenie i pH masy celulozowej, dodaje się pewną proporcję odczynnika wybielającego, równomiernie miesza masę celulozową i odczynnik wybielający w szczelnie zamykanej torbie z tworzywa polietylenowego i umieszcza ją w łaźni wodnej o stałej temperaturze w celu uzyskania stałej temperatury wybielanie na określony czas. Proces wybielania Wyjmuj średnią zawiesinę co 10 minut, mieszaj i równomiernie ugniataj, aby zapewnić równomierność wybielania. Po każdym etapie wybielania jest myty wodą, po czym przechodzi do kolejnego etapu wybielania.

1.5 Analiza i wykrywanie gnojowicy

GB/T8940.2-2002 i GB/T7974-2002 zastosowano odpowiednio do przygotowania i pomiaru białości próbek białości zawiesiny; Do pomiaru lepkości zawiesiny zastosowano GB/T1548-2004.

2. Wyniki i dyskusja

2.1 Analiza celu

W zależności od potrzeb klientów głównymi wskaźnikami technicznymi masy celulozowej o wysokiej lepkości na eter celulozy są: białość≥85%, lepkość≥1800 ml/g,α-celuloza≥90%, zawartość popiołu≤0,1%, żelazo≤12 mg/kg itp. Zgodnie z wieloletnim doświadczeniem firmy w produkcji specjalnej masy bawełnianej, kontrolując odpowiednie warunki gotowania, warunki prania i kwasowania w procesie bielenia,α-celuloza, popiół, zawartość żelaza i inne wskaźniki, łatwo jest spełnić wymagania w rzeczywistej produkcji. Dlatego też białość i lepkość są głównymi elementami tego eksperymentalnego rozwoju.

2.2 Proces gotowania

Proces gotowania polega na zniszczeniu pierwotnej ścianki włókna za pomocą wodorotlenku sodu w określonej temperaturze i ciśnieniu gotowania, tak aby rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w zasadach zanieczyszczenia niecelulozowe, tłuszcz i wosk zawarte w lintrze bawełnianym, a zawartośćα-zwiększa się zawartość celulozy. . W wyniku rozszczepienia łańcuchów wielkocząsteczkowych celulozy podczas procesu gotowania zmniejsza się stopień polimeryzacji i zmniejsza się lepkość. Jeśli stopień wygotowania jest zbyt jasny, miąższ nie zostanie dokładnie ugotowany, późniejsze wybielenie będzie słabe, a jakość produktu będzie niestabilna; jeśli stopień gotowania jest zbyt duży, łańcuchy molekularne celulozy ulegną gwałtownej depolimeryzacji, a lepkość będzie zbyt niska. Kompleksowo biorąc pod uwagę wymagania dotyczące wybielalności i wskaźnika lepkości zawiesiny, ustala się, że lepkość zawiesiny po gotowaniu wynosi≥1900 mL/g, a białość jest≥55%.

W zależności od głównych czynników wpływających na efekt gotowania: ilości użytej zasady, temperatury gotowania i czasu przechowywania, do przeprowadzenia eksperymentów stosuje się ortogonalną metodę testową w celu dobrania odpowiednich warunków procesu gotowania.

Zgodnie z wyjątkowo słabymi danymi wynikami testów ortogonalnych, wpływ trzech czynników na efekt gotowania jest następujący: temperatura gotowania > ilość zasady > czas utrzymywania. Temperatura gotowania i ilość alkaliów mają duży wpływ na lepkość i białość masy bawełnianej. Wraz ze wzrostem temperatury gotowania i ilości zasad białość ma tendencję do zwiększania się, ale lepkość ma tendencję do zmniejszania się. Do produkcji masy celulozowej o dużej lepkości należy w miarę możliwości stosować umiarkowane warunki gotowania, zapewniając jednocześnie białość. Dlatego w połączeniu z danymi eksperymentalnymi temperatura gotowania wynosi 115°C, a ilość użytej zasady wynosi 9%. Wpływ czasu utrzymywania trzech czynników jest stosunkowo słabszy niż w przypadku pozostałych dwóch czynników. Ponieważ w tym gotowaniu stosuje się metodę gotowania niskoalkalicznego i niskotemperaturowego, w celu zwiększenia równomierności gotowania i zapewnienia stabilności lepkości podczas gotowania, czas utrzymywania wynosi 70 minut. Dlatego też uznano, że kombinacja A2B2C3 jest najlepszym procesem gotowania masy celulozowej o dużej lepkości. W warunkach procesu produkcyjnego biel końcowej masy celulozowej wynosiła 55,3%, a lepkość 1945 ml/g.

2.3 Proces wybielania

2.3.1 Proces wstępnego chlorowania

W sekcji wstępnego chlorowania do miazgi bawełnianej dodaje się bardzo małą ilość podchlorynu sodu w celu przekształcenia ligniny zawartej w miazdze bawełnianej w chlorowaną ligninę i rozpuszczenia. Po bieleniu na etapie wstępnego chlorowania należy kontrolować lepkość zawiesiny≥1850 mL/g i białość≥63%.

Głównym czynnikiem wpływającym na efekt wybielający w tej sekcji jest ilość podchlorynu sodu. W celu zbadania odpowiedniej ilości dostępnego chloru zastosowano metodę badania jednoczynnikowego, przeprowadzając jednocześnie 5 równoległych eksperymentów. Dodając różne ilości podchlorynu sodu do zawiesiny, efektywny chlor w zawiesinie. Zawartość chloru wynosiła odpowiednio 0,01 g/l, 0,02 g/l, 0,03 g/l, 0,04 g/l, 0,05 g/l. Po wybieleniu lepkość i BaiDu.

Ze zmian białości i lepkości miazgi bawełnianej wraz z ilością dostępnego chloru można stwierdzić, że wraz ze wzrostem dostępnego chloru białość masy bawełnianej stopniowo wzrasta, a lepkość stopniowo maleje. Gdy ilość dostępnego chloru wynosi 0,01 g/L i 0,02 g/L, białość masy bawełnianej wynosi≤63%; gdy ilość dostępnego chloru wynosi 0,05 g/l, lepkość masy bawełnianej wynosi≤1850mL/g, co nie spełnia wymagań dotyczących wstępnego chlorowania. Wymagania dotyczące wskaźnika kontroli wybielenia segmentu. Gdy ilość dostępnego chloru wynosi 0,03g/L i 0,04g/L, wskaźnikami po bieleniu są lepkość 1885mL/g, białość 63,5% i lepkość 1854mL/g, białość 64,8%. Zakres dozowania jest zgodny z wymaganiami wskaźników kontroli wybielania w sekcji wstępnego chlorowania, dlatego wstępnie ustala się, że dostępna dawka chloru w tej sekcji wynosi 0,03-0,04 g/L.

2.3.2 Badania procesu bielenia metodą nadtlenku wodoru

Wybielanie nadtlenkiem wodoru jest najważniejszym etapem wybielania w procesie wybielania, mającym na celu poprawę białości. Po tym etapie przeprowadza się etap obróbki kwasem, kończący proces bielenia. Etap obróbki kwasem oraz następujący po nim etap wytwarzania papieru i formowania nie mają wpływu na lepkość masy celulozowej i mogą zwiększyć białość o co najmniej 2%. Dlatego też, zgodnie z wymaganiami dotyczącymi wskaźnika kontrolnego końcowej masy celulozowej o dużej lepkości, wymagania dotyczące kontroli wskaźnika etapu bielenia nadtlenkiem wodoru określa się jako lepkość≥1800 mL/g i białość≥83%.

Głównymi czynnikami wpływającymi na wybielanie nadtlenkiem wodoru są ilość nadtlenku wodoru, temperatura wybielania i czas wybielania. Aby spełnić wymagania dotyczące białości i lepkości masy celulozowej o dużej lepkości, trzy czynniki wpływające na efekt bielenia zostały przeanalizowane ortogonalną metodą testową w celu określenia odpowiednich parametrów procesu bielenia nadtlenkiem wodoru.

Na podstawie danych dotyczących ekstremalnych różnic w teście ortogonalnym stwierdzono, że wpływ trzech czynników na efekt wybielania jest następujący: temperatura wybielania > dawka nadtlenku wodoru > czas wybielania. Temperatura wybielania i ilość nadtlenku wodoru to główne czynniki wpływające na efekt wybielania. Wraz ze stopniowym wzrostem danych dwóch czynników: temperatury bielenia i ilości nadtlenku wodoru, białość masy bawełnianej stopniowo wzrasta, a lepkość stopniowo maleje. Biorąc pod uwagę koszty produkcji, wydajność sprzętu i jakość produktu, temperaturę bielenia nadtlenkiem wodoru określa się na 80°C°C, a dawka nadtlenku wodoru wynosi 5%. Jednocześnie, zgodnie z wynikami eksperymentów, czas wybielania nadtlenkiem wodoru ma niewielki wpływ na efekt wybielania, a jednostopniowy czas wybielania nadtlenkiem wodoru wynosi 80 minut.

Zgodnie z wybranym procesem bielenia etapem nadtlenku wodoru, laboratorium przeprowadziło dużą liczbę powtarzanych eksperymentów weryfikacyjnych, a wyniki eksperymentów pokazują, że parametry eksperymentalne mogą spełnić założone wymagania docelowe.

3. Wniosek

Zgodnie z wymaganiami klienta, poprzez test jednoczynnikowy i test ortogonalny, w połączeniu z rzeczywistą wydajnością sprzętu firmy i kosztami produkcji, parametry procesu produkcyjnego masy celulozowej o dużej lepkości na eter celulozy określa się w następujący sposób: (1) Proces gotowania: zastosowanie 9 % alkaliów, gotować. Temperatura wynosi 115°C, a czas utrzymywania wynosi 70 minut. (2) Proces wybielania: w sekcji wstępnego chlorowania dawka dostępnego chloru do wybielania wynosi 0,03-0,04 g/l; w sekcji nadtlenku wodoru temperatura bielenia wynosi 80°C, dawka nadtlenku wodoru wynosi 5%, a czas wybielania 80 minut; Sekcja oczyszczania kwasem, zgodnie z konwencjonalnym procesem firmy.

Masa celulozowa o wysokiej lepkości doeter celulozyto specjalna masa bawełniana o szerokim zastosowaniu i wysokiej wartości dodanej. Na podstawie dużej liczby eksperymentów firma samodzielnie opracowała proces produkcji masy celulozowej o dużej lepkości na eter celulozy. Obecnie wysokolepka masa celulozowa na eter celulozowy stała się jedną z głównych odmian produkcyjnych firmy Kima Chemical, a jakość produktu została jednogłośnie doceniona i doceniona przez klientów w kraju i za granicą.