Статья по теме: Древесного целлюлозного

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Производство древесного целлюлозного материала для получения ацетатов, несмотря на более жесткие требования к этому материалу включает те же стадии технологического процесса, какие существуют для производства вискозной целлюлозы. Условия проведения отдельных стадий отличаются от получения вискозного целлюлозного материала.[1, С.21]

Для производства древесного целлюлозного материала для синтеза ацетатов исходную древесину перерабатывают с использованием следующих операций: 1) окорка древесного баланса, 2) получение древесной щепы 3x4 см, 3) варка щепы с кислыми, щелочными, нейтральными варочными растворами, 4) сортировка целлюлозного материала, 5) отбелка и облагораживание целлюлозного материала, б) сортировка и сушка целлюлозного материала, 7) резка получи!,и,я ч цсллюл'пиою материала и транспортировка потребителям.[1, С.21]

Для производства древесного целлюлозного материаладля ацетилнровапия используют лиственную (тополь, осина и др.) и хвойную (сосна, ель, лиственница) балансовую древесину высокого качества. Для производства ацетатного древесного целлюлозного материала производится также специальное выращивание пород деревьев. Древесину для производства ацетатной целлюлозы окоряют в барабанных или ножевых корообдирках. С баланса удаляется кора и луб, которые при варке не провариваются и в дальнейшем засоряют готовый целлюлозный материал. Окоренный баланс рубят в многоножевых рубильных машинах, при этом большое внимание уделяется однородности шспы по фракционному составу. Наличие крупной и мелкой щепы не позволяет при последующей варке получить равномерно проваренную однородную целлюлозную массу Подготовленную древесную щепу подвергают химической обработке варочным раствором при повышенных температурах и давлении. В настоящее время имеется очень большое разнообразие режимов варки древесины. Наряду с наиболее распространенными способами варки; сульфитным и сульфатным, широко применяются комбинированные, многоступенчатые способы варки целлюлозы.[1, С.22]

Интересным способом получения древесного целлюлозного, материала для аиетилирования есть способ одной пз финляндских фирм (41), который основан на применении трехступенчатой варки. По этому способу древесную щепу, полученную из сосны, лиственницы или осины варят в три стадии: предварительное сульфонирование, основная варка и гидролиз, щелочная варка. Варка проводится и биметаллических котлах с непрямым обогревом, рассчитанных на давление не менее 10 кгс/см2. Котлы снабжены эффективной циркуляцией для варочного раствора. При загрузке щепы применяют паровые уплотнители, которые позволяют проводить пропарку щепы. После подачи жидкости давление в котле поднимают до 9-10 кгс/см: и проводят пропитку щепы. Варка проводится с раствором бисульфита натрия с концентрацией в пересчете на содержание окиси натрия в растворе от 1,4 до 2,3% при рН ~ 3,5-6,5 Пропитка начинается при температуре 80-90°С, а в процессе пропитки, которая длится 2-3 часа, температура повышается до 110-130°С. По окончании пропитки из котла удаляется горячая избыточная жидкость, а затем вводится горячая вода. Одновременно с этим проводится инжекция жидкой двуокиси серы в количестве 7-10% от веса древесины. Температура повышается до 145-155° в течение 1-2 часов. Продолжительность стоянки на конечной температуре определяется значением вязкости получаемого целлюлозного материала. Контроль за ходом варки проводится по цвету варочного раствора.[1, С.27]

Таким образом, природа облагороженного древесного целлюлозного материала, возраст исходной древесины, наличие химических спутникоз древесины и гемицеллюлоз оказывают влияние на свойства древесной целлюлозы и ацетатов на ее основе. Кроме того условия облаюраживагаш древесины (32) оптимальная концентрация шелочи менее 9-10% способствует получению древесного целлюлозного материала достагочно однородного (не содержащего больших количеств модификации целлюлозы II и обладающего хорошей пригодностью к ацетилированию. И наконец, условия хранения древесины (33) и в частности выдержка древесины оказывает влияние на пригодность облагороженного древесного материала к ацетилированию. Так уксуснокислый сироп ацетата на основе древесной целлюлозы, полученный из свежесрубленной древесины ели несмотря на высокую вязкость имел удовлетворительную фильтруемость, в то время как сироп ацетата на основе целлюлозы из высушенной на воздухе и замоченной древесины ели при примерно такой же вязкости имел очень низкую фильтруемость и соответственно содержал много гелеобразных частиц.[1, С.40]

Расход азотной кислоты на варку определяется исходным видом древесины, назначением древесного целлюлозного материала и особенностями технологии. Варка древесины лиственных пород требует по сравнению с хвойной древесиной меньшего расхода азотной кислоты из-за низкого содержания лигнина лиственной древесины по отношению к азотной кислоте. Около 30-45% израсходованного количества азотной кислоты может быть регенерировано и возвращено на варку окислением образующихся в процессе варки окислов азота и абсорбцией их водой. Кроме азотной кислоты могут использоваться различные добавки для ускорения процесса и т.д.[1, С.23]

Низкое содержание остаточного лигнина в небеленной азотнокислой целлюлозе позволяет проводить отбелку целлюлозы с меньшим расходом отбеливающих реагентов, чем при других способах получения древесного целлюлозного материала для химической переработки в ацетаты[1, С.23]

Очищенная небеленая целлюлоза содержит еше значительное количество лигнина, гемииеллюдоз, смолы Потгому необходим процесс доочисгкн целлюлозного материала от других компонентов. Для этого проводится отбелка древесного целлюлозного материала, при которой протекаю] процессы дальнейшей делнгнификации и облагораживания продукта. Лигнин можно удалить, проводя его окисление или переводя его в хлорлигнин. Образующиеся продукты распада лигнина растворяются в слабощелочных варочных растворах или а воде.[1, С.25]

Б последние годы в связи с огромной актуальностью вопроса защиты природной среды за счет максимального использования оборотных вод, резкого сокращения количества сбрасываемых сточных вод и снижения их токсичности одним из перспективных способов производства древесного целлюлозного материала является способ, не связанный с использованием хлора и серы содержащих соединений становится азотнокислый процесс варки древесины, основанный на обработке растительного сырья разбавленной азотной кислотой с последующим растворением продуктов взаимодействия в щелочной среде (36). При обработке древесины слабой азотной кислотой происходит нитрование и окисление лигнина, сопровождающееся его деструкцией и растворением на стадии щелочной экстракции. Основными технологическими преимуществами азотнокислой варки являются: быстрота, умеренная температура и отсутствие повышенного давления. Низкая температура варки и щелочной экстракции (80-100°С) способствует уменьшению расхода энергетики. Проведение варки при атмосферном давлении позволяет упростить варочное оборудование. Самое главное и существенное преимущество азотнокислой варки заключается в легкости осуществления замкнутости схемы водооборота, проведения варочною процесса и парогазовой фазе. Все это существенно может снизить загрязнение окружающей среды промышленными стоками по сравнению с существующими технологическими процессами производства сульфитной и сульфатной целлюлозы. Мягкие условия обработки и избирательное действие азотной кислоты по отношению к компонентам древесины позволяют получить менее деструктированную целлюлозу по сравнению с целлюлозой, получаемой сульфитным, сульфатным и кислородно-щелочным способом варки. Полученный ютовый целлюлозный материал отличается малым содержанием остаточного лигнина, смол и жиров. Высокая степень полимеризации древесного целлюлозного материала свидетельствует о незначительной дест рукции целлюлозы в процессе варки. Ввиду низкого содержания остаточного лигнина, получаемая целлюлоза легко отбеливается при малом расходе отбеливающих реагентов и достигается устойчивая и высокая белизна. Азотно-кислал варка, помимо целлюлозы, позволяет получить ряд ценных побочных продуктов, которые могут быть подвергнуты биохимической переработке с получением кормовых дрожжей. Отработанный щелок может быть использован в качестве эффективного удобрения.[1, С.22]

Характеристика беленого облагороженного древесного целлюлозного материала для ацетилирования.[1, С.24]

Влияние свойств исходной древесины и облагороженного древесного целлюлозного материала на физико-химические показатели ацетатов целлюлозы рассматривается в ряде работ. Установлено Ю.Н. Непениным с сотрудниками (22), что возраст древесины влияет на пригодность облагороженного древесного целлюлозного материала к ацетилированию. С увеличением биологического возраста древесины несколько увеличивается содержание а-целлюлозы и пентозанов. Возраст древесины не оказывает существенного влияния на скорость ацетилирования, но влияет на качественные показатели уксуснокислых сиропов. Чем больше возраст исходной древесины, тем выше мутность и ниже прозрачность уксуснокислых сиропов и выше средневесовой радиус гелеобразных частиц. Лучшим по свойствам, по данным Ю.Н. Непенина был сироп из целлюлозы, полученной из древесины, образовавшейся в 25-40 летнем возрасте. Уксуснокислый сироп целлюлозы из древесины 175-летней ели (без разделения на возрастные фракции) в исследованных условиях облагораживания был наиболее мутным. Дальнейшие исследования в данном направлении, проведенные Ю.К Непениным и ГА. Петропавловским (23) показали, что с увеличением возраста древесины уменьшается степень провара и возрастает вязкость целлюлозы. Авторы считают, что древесина ели молодого возраста легче делигнифицируется, чем древесина старого возраста. При одном и том же времени варки из молодой древесины получена целлюлоза более мягкая, потребовавшая для отбелки меньше хлора. Можно полагать, что структурирование растворов целлюлоз увеличивается с возрастом исходной древесины. Наибольшей пригодностью к реакции ацетилирования, как установили Ю-Н. Ненснин и ГА. Петропавловский обладает целлюлоза, полученная из молодой древесины (10-25 лет). В работе (24) указывается, что сибирские породы древесины хуже делигнифицируются, и следовательно из сибирской древесины труднее получить целлюлозный материал для химической переработки.[1, С.39]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь