Surovina za celulozni eter

Proučevali smo proizvodni proces visoko viskozne celuloze za celulozni eter. Obravnavani so bili glavni dejavniki, ki vplivajo na kuhanje in beljenje v procesu proizvodnje visoko viskozne celuloze. V skladu z zahtevami kupca, s preskusom z enim faktorjem in ortogonalno preskusno metodo, v kombinaciji z dejansko zmogljivostjo opreme podjetja, parametri proizvodnega procesa visoke viskoznostirafiniran bombažceluloza surovinaza celulozni eter so določeni. S tem proizvodnim postopkom dobimo belino z visoko viskoznostjorafiniranobombažna kaša, proizvedena za celulozni eter, je≥85 %, viskoznost pa je≥1800 ml/g.

Ključne besede: celuloza z visoko viskoznostjo za celulozni eter; proizvodni proces; kuhanje; beljenje

Celuloza je najbolj razširjena in obnovljiva naravna polimerna spojina v naravi. Ima široko paleto virov, nizko ceno in prijaznost do okolja. S kemično modifikacijo je mogoče pridobiti vrsto celuloznih derivatov. Celulozni eter je polimerna spojina, v kateri je vodik v hidroksilni skupini na enoti celulozne glukoze nadomeščen z ogljikovodikovo skupino. Po eterifikaciji je celuloza topna v vodi, razredčeni raztopini alkalij in organskem topilu ter ima termoplastičnost. Kitajska je največja svetovna proizvajalka in porabnica celuloznega etra s povprečno letno stopnjo rasti več kot 20 %. Obstaja veliko vrst celuloznih etrov z odličnimi zmogljivostmi in se pogosto uporabljajo v gradbeništvu, cementu, nafti, hrani, tekstilu, detergentih, barvah, medicini, proizvodnji papirja in elektronskih komponent ter drugih industrijah.

S hitrim razvojem področja derivatov, kot je celulozni eter, se povečuje tudi povpraševanje po surovinah za njegovo proizvodnjo. Glavne surovine za proizvodnjo celuloznega etra so bombažna celuloza, lesna celuloza, bambusova celuloza itd. Med njimi je bombaž naravni proizvod z najvišjo vsebnostjo celuloze v naravi, moja država pa je velika proizvajalka bombaža, zato je bombažna celuloza idealna surovina za proizvodnjo celuloznega etra. Ekskluzivno predstavljena tuja posebna oprema in tehnologija za posebno proizvodnjo celuloze, sprejema nizkotemperaturno nizkoalkalno kuhanje, proizvodno tehnologijo zelenega neprekinjenega beljenja, popolnoma samodejni nadzor proizvodnega procesa, natančnost nadzora procesa je dosegla napredno raven iste industrije doma in v tujini. . Na zahtevo strank doma in v tujini je podjetje izvedlo raziskovalne in razvojne poskuse na bombažni celulozi z visoko viskoznostjo za celulozni eter, kupci pa so vzorce dobro sprejeli.

1. Eksperimentirajte

1.1 Surovine

Pulpa z visoko viskoznostjo za celulozni eter mora izpolnjevati zahteve visoke beline, visoke viskoznosti in nizke prašnosti. Glede na značilnosti bombažne celuloze z visoko viskoznostjo za celulozni eter je bila najprej izvedena stroga kontrola izbire surovin in bombažnih linterjev z visoko zrelostjo, visoko viskoznostjo, brez treh filamentov in z nizkim številom bombažnih semen. vsebina trupa je bila izbrana kot surovine. V skladu z zgornjimi bombažnimi lintri V skladu z zahtevami različnih indikatorjev je odločeno, da se bombažni linters v Xinjiangu uporabljajo kot surovina za proizvodnjo visoko viskozne celuloze za celulozni eter. Indikatorji kakovosti Xinjiang kašmirja so: viskoznost≥2000 ml/g, zrelost≥70 %, v žveplovi kislini netopna snov≤6,0%, vsebnost pepela≤1,7 %.

1.2 Instrumenti in zdravila

Eksperimentalna oprema: električni kuhalni lonec PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), instrumentna vodna kopel s konstantno temperaturo (Longkou Electric Furnace Factory), natančni pH meter PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Kapilarni viskozimeter, WSB～2 merilnik beline (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Eksperimentalna zdravila: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Procesna pot

Bombažni linterji→alkalno kuhanje→pranje→obdelava kaše→beljenje (vključno s kislinsko obdelavo)→izdelava celuloze→končni izdelek→testiranje indeksa

1.4 Eksperimentalna vsebina

Postopek kuhanja temelji na dejanskem proizvodnem procesu z uporabo mokre priprave materiala in alkalnih metod kuhanja. Enostavno očistite in odstranite kvantitativne bombažne podlage, dodajte izračunano lug glede na razmerje tekočine in količino uporabljene alkalije, popolnoma premešajte bombažne podlake in lug, jih dajte v posodo za kuhanje in kuhajte glede na različne temperature kuhanja in čase zadrževanja. Skuhaj ga. Celuloza po kuhanju se opere, pretlači in pobeli za kasnejšo uporabo.

Postopek beljenja: parametri, kot sta koncentracija celuloze in pH vrednost, se neposredno izberejo glede na dejansko zmogljivost opreme in rutine beljenja, ustrezni parametri, kot je količina belilnega sredstva, pa se razpravljajo s poskusi.

Beljenje je razdeljeno na tri stopnje: (1) Običajno beljenje pred kloriranjem, prilagodite koncentracijo celuloze na 3%, dodajte kislino za nadzor pH vrednosti celuloze na 2,2-2,3, dodajte določeno količino natrijevega hipoklorita za beljenje pri sobni temperaturi 40 minut. (2) Beljenje v odseku z vodikovim peroksidom, prilagodite koncentracijo celuloze na 8 %, dodajte natrijev hidroksid za alkalizacijo brozge, dodajte vodikov peroksid in izvedite beljenje pri določeni temperaturi (oddelek za beljenje z vodikovim peroksidom doda določeno količino stabilizatorja natrijevega silikata). Specifična temperatura beljenja, odmerek vodikovega peroksida in čas beljenja so bili raziskani s poskusi. (3) Oddelek za obdelavo s kislino: prilagodite koncentracijo celuloze na 6%, dodajte kislino in sredstva za odstranjevanje kovinskih ionov za obdelavo s kislino, postopek tega oddelka se izvaja v skladu s konvencionalnim posebnim postopkom proizvodnje bombažne celuloze v podjetju in poseben postopek ne ni treba nadalje eksperimentalno razpravljati.

Med poskusnim postopkom vsaka stopnja beljenja prilagodi koncentracijo pulpe in pH, doda določen delež belilnega reagenta, enakomerno zmeša pulpo in belilni reagent v polietilenski plastični zaprti vrečki in jo postavi v vodno kopel s konstantno temperaturo za konstantno temperaturo. beljenje za določen čas. Postopek beljenja Vsakih 10 minut vzemite ven srednjo mešanico, premešajte in enakomerno pregnetite, da zagotovite enakomerno beljenje. Po vsaki stopnji beljenja se spere z vodo in nato nadaljuje z naslednjo stopnjo beljenja.

1.5 Analiza in odkrivanje gnojevke

GB/T8940.2-2002 in GB/T7974-2002 sta bila uporabljena za pripravo in merjenje beline vzorcev beline brozge; GB/T1548-2004 je bil uporabljen za merjenje viskoznosti gnojevke.

2. Rezultati in razprava

2.1 Ciljna analiza

V skladu s potrebami kupcev so glavni tehnični indikatorji celuloze z visoko viskoznostjo za celulozni eter: belina≥85%, viskoznost≥1800 ml/g,α- celuloza≥90%, vsebnost pepela≤0,1%, železo≤12 mg/kg itd. Glede na dolgoletne izkušnje podjetja v proizvodnji posebne bombažne kaše, z nadzorom ustreznih pogojev kuhanja, pranja in kislinske obdelave v procesu beljenja,α-celuloza, pepel, vsebnost železa in drugi indikatorji, je enostavno izpolniti zahteve v dejanski proizvodnji. Zato sta belina in viskoznost v središču tega eksperimentalnega razvoja.

2.2 Postopek kuhanja

Postopek kuhanja je uničenje primarne stene vlakna z natrijevim hidroksidom pri določeni temperaturi in tlaku kuhanja, tako da se vodotopne in alkalije topne necelulozne nečistoče, maščoba in vosek v bombažnem lintru raztopijo in vsebinaα-celuloza se poveča. . Zaradi cepitve celuloznih makromolekularnih verig med kuhanjem se zmanjša stopnja polimerizacije in zmanjša viskoznost. Če je stopnja kuhanja prenizka, celuloza ne bo dobro kuhana, naknadno beljenje bo slabo, kakovost izdelka pa nestabilna; če je stopnja kuhanja previsoka, se molekularne verige celuloze močno depolimerizirajo in viskoznost bo prenizka. Ob celovitem upoštevanju zahtev glede belilnosti in indeksa viskoznosti gošče je ugotovljeno, da je viskoznost gošče po kuhanju≥1900 ml/g, belina pa je≥55 %.

Glede na glavne dejavnike, ki vplivajo na učinek kuhanja: količino uporabljene alkalije, temperaturo kuhanja in čas zadrževanja, se ortogonalna preskusna metoda uporablja za izvajanje poskusov za izbiro ustreznih pogojev postopka kuhanja.

Glede na izjemno slabe podatke rezultatov ortogonalnega testa je vpliv treh dejavnikov na učinek kuhanja naslednji: temperatura kuhanja > količina alkalije > čas zadrževanja. Temperatura kuhanja in količina alkalije močno vplivata na viskoznost in belino bombažne kaše. S povišanjem temperature kuhanja in količine alkalije se belina povečuje, viskoznost pa se zmanjšuje. Za proizvodnjo celuloze z visoko viskoznostjo je treba čim bolj sprejeti zmerne pogoje kuhanja, hkrati pa zagotoviti belino. Zato je v kombinaciji z eksperimentalnimi podatki temperatura kuhanja 115°C, količina uporabljene alkalije pa je 9%. Učinek časa zadrževanja med tremi dejavniki je relativno šibkejši od učinka drugih dveh dejavnikov. Ker to kuhanje vključuje metodo kuhanja z nizko vsebnostjo alkalij in nizko temperaturo, je za povečanje enakomernosti kuhanja in zagotavljanje stabilnosti viskoznosti kuhanja izbran čas zadrževanja 70 minut. Zato je bila kombinacija A2B2C3 ugotovljena kot najboljši postopek kuhanja za visoko viskozno celulozo. V pogojih proizvodnega procesa je bila belina končne celuloze 55,3 %, viskoznost pa 1945 ml/g.

2.3 Postopek beljenja

2.3.1 Postopek predkloriranja

V oddelku predkloriranja se bombaževi pulpi doda zelo majhna količina natrijevega hipoklorita, da se lignin v bombažni pulpi pretvori v kloriran lignin in se raztopi. Po beljenju v fazi predkloriranja je treba viskoznost brozge nadzorovati, da se≥1850 mL/g, in belino≥63 %.

Količina natrijevega hipoklorita je glavni dejavnik, ki vpliva na učinek beljenja v tem delu. Da bi raziskali ustrezno količino razpoložljivega klora, je bila uporabljena preskusna metoda z enim faktorjem za izvedbo 5 vzporednih poskusov hkrati. Z dodajanjem različnih količin natrijevega hipoklorita v gnojevko je bil učinkovit klor v gnojevki. Vsebnost klora je bila 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, 0,05 g/L. Po beljenju, viskoznost in BaiDu.

Iz sprememb beline in viskoznosti bombažne kaše s količino razpoložljivega klora je mogoče ugotoviti, da se s povečanjem razpoložljivega klora belina bombažne celuloze postopoma povečuje, viskoznost pa postopoma zmanjšuje. Ko je količina razpoložljivega klora 0,01 g/L in 0,02 g/L, je belina bombažne kaše≤63 %; ko je količina razpoložljivega klora 0,05 g/l, je viskoznost bombažne kaše≤1850 ml/g, kar ne izpolnjuje zahtev predkloriranja. Zahteve za kontrolni indikator beljenja segmentov. Ko je količina razpoložljivega klora 0,03 g/L in 0,04 g/L, sta indikatorja po beljenju viskoznost 1885 ml/g, belina 63,5 % in viskoznost 1854 ml/g, belina 64,8 %. Razpon doziranja je v skladu z zahtevami kontrolnih indikatorjev beljenja v delu predkloriranja, zato je predhodno ugotovljeno, da je razpoložljivi odmerek klora v tem delu 0,03-0,04 g/L.

2.3.2 Raziskave postopka beljenja z vodikovim peroksidom

Beljenje z vodikovim peroksidom je najpomembnejša stopnja beljenja v procesu beljenja za izboljšanje beline. Po tej stopnji se izvede faza obdelave s kislino, da se zaključi postopek beljenja. Stopnja obdelave s kislino in kasnejša faza izdelave in oblikovanja papirja ne vplivata na viskoznost celuloze in lahko povečata belino za vsaj 2 %. Zato so glede na zahteve glede kontrolnega indeksa končne celuloze z visoko viskoznostjo zahteve za kontrolo indeksa stopnje beljenja z vodikovim peroksidom določene kot viskoznost≥1800 ml/g in belina≥83 %.

Glavni dejavniki, ki vplivajo na beljenje z vodikovim peroksidom, so količina vodikovega peroksida, temperatura beljenja in čas beljenja. Da bi dosegli zahteve glede beline in viskoznosti visoko viskozne celuloze, so bili trije dejavniki, ki vplivajo na učinek beljenja, analizirani z ortogonalno preskusno metodo, da bi določili ustrezne parametre postopka beljenja z vodikovim peroksidom.

S podatki o ekstremni razliki ortogonalnega testa je bilo ugotovljeno, da je vpliv treh dejavnikov na učinek beljenja: temperatura beljenja > odmerek vodikovega peroksida > čas beljenja. Temperatura beljenja in količina vodikovega peroksida sta glavna dejavnika, ki vplivata na učinek beljenja. S postopnim povečevanjem podatkov dveh faktorjev, temperature beljenja in količine vodikovega peroksida, se belina bombažne kaše postopoma povečuje, viskoznost pa postopoma zmanjšuje. Ob upoštevanju proizvodnih stroškov, zmogljivosti opreme in celovite kakovosti izdelkov je temperatura beljenja z vodikovim peroksidom določena na 80°C, odmerek vodikovega peroksida pa je 5 %. Hkrati glede na eksperimentalne rezultate čas beljenja z vodikovim peroksidom malo vpliva na učinek beljenja, enostopenjski čas beljenja z vodikovim peroksidom pa je izbran na 80 minut.

V skladu z izbranim postopkom beljenja z vodikovim peroksidom je laboratorij izvedel veliko število ponovljenih verifikacijskih poskusov in eksperimentalni rezultati kažejo, da lahko eksperimentalni parametri izpolnjujejo zastavljene ciljne zahteve.

3. Zaključek

V skladu z zahtevami kupca se s preskusom z enim faktorjem in ortogonalnim preskusom v kombinaciji z dejansko zmogljivostjo opreme podjetja in proizvodnimi stroški določijo parametri proizvodnega procesa visoko viskozne celuloze za celulozni eter, kot sledi: (1) Postopek kuhanja: uporabite 9 % alkalije, kuhamo Temperatura je 115°C, čas zadrževanja pa je 70 minut. (2) Postopek beljenja: v odseku predkloriranja je odmerek razpoložljivega klora za beljenje 0,03–0,04 g/L; v oddelku z vodikovim peroksidom je temperatura beljenja 80°C, odmerek vodikovega peroksida je 5%, čas beljenja pa 80 minut; Oddelek za obdelavo s kislino, v skladu s konvencionalnim postopkom podjetja.

Pulpa z visoko viskoznostjo zacelulozni eterje posebna bombažna kaša s široko uporabo in visoko dodano vrednostjo. Podjetje je na podlagi velikega števila poskusov samostojno razvilo proizvodni proces visokoviskozne celuloze za celulozni eter. Trenutno je visoko viskozna celuloza za celulozni eter postala ena od glavnih proizvodnih sort podjetja Kima Chemical, kakovost izdelka pa so soglasno priznali in pohvalili kupci doma in v tujini.