一种利用二次蒸煮工艺生产三醋酸纤维素用棉浆粕的方法
技术领域
本发明涉及一种三醋酸纤维素棉浆粕的生产工艺,具体地说是一种利用二次蒸煮工艺生产三醋酸纤维素用棉浆粕的方法,属于棉浆粕生产领域。
背景技术
三醋酸纤维素由于其强韧、拉伸强度高、抗压强度大、耐热性能好等性能,是生产液晶显示器偏振片不可或缺的部分,随着液晶显示器的快速发展,对三醋酸纤维素提出了更高的要求。制备三醋酸纤维素最主要的原材料为棉浆粕,其中棉浆粕最难解决的是二氯甲烷抽取物含量指标达到要求,影响着液晶显示器偏振片的加工和使用性能。
名称为“一种制造三醋酸纤维素用的棉浆粕生产工艺”、申请号为“CN200910016408.7”的中国专利中公开了制造三醋酸纤维素用的棉浆粕生产工艺,包括:选料、开棉、除杂,配碱、浸渍,电催化反应,前除砂,前打浆,浓缩,二氧化氯漂白,双氧水漂白,碱抽提,酸处理,后除砂,后打浆,抄浆制得成品,制得产品中二氯甲烷抽取物含量130~200PPM,整个制浆过程废水COD排放量在20250~25050mg/l。然而该发明的方法棉浆粕中二氯甲烷抽取物含量仍然较高。
发明内容
为了解决上述问题,本发明设计了一种利用二次蒸煮工艺生产三醋酸纤维素用棉浆粕的方法,使制得的棉浆粕中二氯甲烷抽取物含量在30~90PPM,生产三醋酸纤维素时,其二氯甲烷溶液具有很低的浊度、优良的清晰度、好的过滤性能和色度,提升了三醋酸纤维素的品质。
本发明的技术方案为:
一种利用二次蒸煮工艺生产三醋酸纤维素用棉浆粕的方法,包括:选料、开棉、除杂,一次配碱、浸渍、蒸煮,二次配碱、浸渍、蒸煮,前除砂,前打浆,浓缩,二氧化氯漂白,双氧水漂白,碱抽提,酸处理,后除砂,后打浆,抄浆,制得成品,具体操作如下:
(1)选料、开棉、除杂工序:选取成熟度≥80%的三类一级棉短绒,用开棉机对棉短绒撕裂后,通过除杂机进行疏松、除杂,再转入挤棉机,精选除杂后,通过旋风分离器送至螺旋压榨、浸渍;
(2)一次配碱、浸渍、蒸煮工序:配碱温度控制在80~85℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为5.2~6.3%,配碱液比1︰4.5~5.2%,双氧水相对绝干浆重量为0.5~1.0%,煮练剂相对绝干浆重量为0.5~1%;经旋风分离器碱液喷淋、螺旋挤压,与棉短绒充分渗透混合;通过螺旋输送进入蒸球,在蒸球内,保温时间60~70min,温度130~135℃,保温结束后利用蒸汽压力将黑液压出;
(3)二次配碱、浸渍、蒸煮工序:配碱温度控制在80~85℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为13.4~14.2%,配碱液比1︰3.7~4.2,双氧水相对绝干浆重量为1.5~2.2%,煮练剂相对绝干浆重量为2.1~2.6%;通过球轴打入蒸球内通过冷转与棉绒充分混合,保温时间120~130min,温度150~155℃;
(4)前除砂工序:在除砂器中进行,压力控制在0.30~0.32Mpa,浆浓控制在0.4~0.6%;
(5)前打浆工序:在第一台大锥度精浆机中进行,打浆电流控制在260~320A,浆浓度控制在1.0~1.8%;
(6)浓缩工序:在侧压圆网浓缩机中进行,浆浓度控制在10~12%;
(7)二氧化氯漂白工序:
a、第一台中浓混合器中,通入蒸汽,温度控制在65~80℃,混合20~30 min,转入第二台中浓混合器;
b、第二台中浓混合器中,加入二氧化氯相对绝干浆量0.6~1.0%,温度控制在65~80℃,混合10~20 min,转入二氧化氯漂白塔;
c、二氧化氯漂白塔中,温度控制在65~80℃,漂白70~80min后,用去离子水稀释,浆浓度控制在5~6%,再送到真空洗浆机用去离子水进行洗涤至中性,洗涤后转入第三台中浓混合器;
(8)双氧水漂白工序:
a、第三台中浓混合器中,加入二乙烯三胺五乙酸相对绝干浆量为0.17~0.22%,通入蒸汽,温度控制在90~110℃,混合20~30min,转入第四台中浓混合器;
b、第四台中浓混合器中,加入双氧水相对绝干浆量2.2~2.8%,温度控制在90~110℃,混合10~20min,转入过氧化氢漂白塔;
c、过氧化氢漂白塔中,温度控制在90~110℃,漂白反应100~120min后,用去离子水稀释,浆浓度控制在5~6%,送至真空洗浆机用去离子水洗涤至中性,洗涤后进入碱抽提塔;
(9)碱抽提工序:碱抽提塔中,加入碱量相对绝干浆量为10~16%, 温度控制在60~70℃,反应60~70min后,转入真空洗浆机用去离子水洗涤至中性后,转入酸处理池;
(10)酸处理工序:酸处理池中,加入盐酸相对绝干浆量为2~2.5%,酸处理30~40min,再用去离子水进行水洗2~3小时,转入后除砂机;
(11)后除砂工序:后除砂机压力控制在≥0.3Mpa,浆浓控制在0.5%—0.7%,除砂后,转入第二台大锥度精浆机;
(12)后打浆工序:第二台大锥度精浆机电流控制在280~300A,浆浓控制在2.5~2.7%,精浆后,转入抄浆机;
(13)抄浆工序:抄浆机纸机长网上浆浓度控制在8~12g/l,烘缸压力≤0.20Mpa,抄浆完成后制得成品。
其中,上述步骤(2)的优选工序为:配碱温度控制在83℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为5.7%,配碱液比1︰4.8%,双氧水相对绝干浆重量为0.7%,煮练剂相对绝干浆重量为0.7%;经旋风分离器碱液喷淋、螺旋挤压,与棉短绒充分渗透混合;通过螺旋输送进入蒸球,在蒸球内,保温时间65min,温度133℃,保温结束后利用蒸汽压力将黑液压出。
上述步骤(3)的优选工序为:配碱温度控制在83℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为13.8%,配碱液比1︰3.9,双氧水相对绝干浆重量为1.8%,煮练剂相对绝干浆重量为2.4%;通过球轴打入蒸球内通过冷转与棉绒充分混合,保温时间125min,温度152℃。
棉绒中的二氯甲烷抽取物主要是蜡质和脂肪,而蜡质和脂肪大部分分布在棉纤维的初生壁,主要包括脂肪酸、脂肪酯、高醇类物质,蒸煮初期脂肪酸、脂肪酯皂化溶出,而对蜡质中所含的髙醇类等无法皂化的物质,通过表面活性剂的乳化能力帮助其溶出。通过蒸球二次蒸煮工艺,在第一次蒸煮时利用加入的化学品--碱、双氧水、蒸煮助剂对棉短绒进行预处理,除去棉绒中大部分的非纤维杂物,使得第二次蒸煮加入的蒸煮助剂对蜡质、脂肪的反应更有针对性,从而在生产三醋酸纤维素时,二氯甲烷溶液具有很低的浊度、优良的清晰度、好的过滤性能和色度,提升了三醋酸纤维素的品质。
本发明的优点在于:本发明采用简单工艺,以棉短绒为原料,采用蒸球二次蒸煮工艺,通过配比适宜浓度的碱、双氧水和蒸煮助剂,将棉绒中的杂质进行一次蒸煮,保温结束,利用蒸汽余压将蒸煮残液压出;重新打入一定量的碱、双氧水和蒸煮助剂进行第二次保温蒸煮,制得棉浆粕中二氯甲烷抽取物含量为30~90PPM,整个制浆过程废水COD排放量在20250~25050mg/l,减轻了污水治理压力。
其成品主要指标如下:
从上表中可以看出,同过本发明的方法得到的棉浆粕中二氯甲烷抽取物含量低,金属离子含量低,灰分低、尘埃少,能够应用于制造液晶显示器偏振片行业。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
除非另有说明,本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1
一种利用二次蒸煮工艺生产三醋酸纤维素用棉浆粕的方法,具体操作如下:
(1)选料、开棉、除杂工序:选取成熟度≥80%的三类一级棉短绒,用开棉机对棉短绒撕裂后,通过除杂机进行疏松、除杂,再转入挤棉机,精选除杂后,通过旋风分离器送至螺旋压榨、浸渍;
(2)一次配碱、浸渍、蒸煮工序:配碱温度控制在80℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为5.2%,配碱液比1︰4.5%,双氧水相对绝干浆重量为0.5%,煮练剂相对绝干浆重量为0.5%;经旋风分离器碱液喷淋、螺旋挤压,与棉短绒充分渗透混合;通过螺旋输送进入蒸球,在蒸球内,保温时间60min,温度130℃,保温结束后利用蒸汽压力将黑液压出;
(3)二次配碱、浸渍、蒸煮工序:配碱温度控制在80℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为13.4%,配碱液比1︰3.7,双氧水相对绝干浆重量为1.5%,煮练剂相对绝干浆重量为2.1%;通过球轴打入蒸球内通过冷转与棉绒充分混合,保温时间120min,温度150℃;
(4)前除砂工序:在除砂器中进行,压力控制在0.30Mpa,浆浓控制在0.4%;
(5)前打浆工序:在第一台大锥度精浆机中进行,打浆电流控制在260A,浆浓度控制在1.0%;
(6)浓缩工序:在侧压圆网浓缩机中进行,浆浓度控制在10%;
(7)二氧化氯漂白工序:
a、第一台中浓混合器中,通入蒸汽,温度控制在65℃,混合20min,转入第二台中浓混合器;
b、第二台中浓混合器中,加入二氧化氯相对绝干浆量0.6%,温度控制在65℃,混合10 min,转入二氧化氯漂白塔;
c、二氧化氯漂白塔中,温度控制在65℃,漂白70min后,用去离子水稀释,浆浓度控制在5%,再送到真空洗浆机用去离子水进行洗涤至中性,洗涤后转入第三台中浓混合器;
(8)双氧水漂白工序:
a、第三台中浓混合器中,加入二乙烯三胺五乙酸相对绝干浆量为0.17%,通入蒸汽,温度控制在90℃,混合20min,转入第四台中浓混合器;
b、第四台中浓混合器中,加入双氧水相对绝干浆量2.2%,温度控制在90℃,混合10min,转入过氧化氢漂白塔;
c、过氧化氢漂白塔中,温度控制在90℃,漂白反应100min后,用去离子水稀释,浆浓度控制在5%,送至真空洗浆机用去离子水洗涤至中性,洗涤后进入碱抽提塔;
(9)碱抽提工序:碱抽提塔中,加入碱量相对绝干浆量为10%,温度控制在60℃,反应60min后,转入真空洗浆机用去离子水洗涤至中性后,转入酸处理池;
(10)酸处理工序:酸处理池中,加入盐酸相对绝干浆量为2%,酸处理30min,再用去离子水进行水洗2小时,转入后除砂机;
(11)后除砂工序:后除砂机压力控制在≥0.3Mpa,浆浓控制在0.5%%,除砂后,转入第二台大锥度精浆机;
(12)后打浆工序:第二台大锥度精浆机电流控制在280A,浆浓控制在2.5%,精浆后,转入抄浆机;
(13)抄浆工序:抄浆机纸机长网上浆浓度控制在8g/l,烘缸压力≤0.20Mpa,抄浆完成后制得成品。
所述的煮练剂为青岛海怡精细化工有限公司生产的,HaiYi牌, SDO-A型号煮练剂。
结果:其成品主要指标如下:
从上表可以看出,整个制浆过程废水COD排放量在23450mg/l,二氯甲烷抽取物含量为30PPM,减轻了污水治理压力。
实施例2
一种利用二次蒸煮工艺生产三醋酸纤维素用棉浆粕的方法,具体操作如下:
(1)选料、开棉、除杂工序:选取成熟度≥80%的三类一级棉短绒,用开棉机对棉短绒撕裂后,通过除杂机进行疏松、除杂,再转入挤棉机,精选除杂后,通过旋风分离器送至螺旋压榨、浸渍;
(2)一次配碱、浸渍、蒸煮工序:配碱温度控制在85℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为6.3%,配碱液比1︰5.2%,双氧水相对绝干浆重量为1.0%,煮练剂相对绝干浆重量为1%;经旋风分离器碱液喷淋、螺旋挤压,与棉短绒充分渗透混合;通过螺旋输送进入蒸球,在蒸球内,保温时间70min,温度135℃,保温结束后利用蒸汽压力将黑液压出;
(3)二次配碱、浸渍、蒸煮工序:配碱温度控制在85℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为14.2%,配碱液比1︰4.2,双氧水相对绝干浆重量为2.2%,煮练剂相对绝干浆重量为2.6%;通过球轴打入蒸球内通过冷转与棉绒充分混合,保温时间130min,温度155℃;
(4)前除砂工序:在除砂器中进行,压力控制在0.32Mpa,浆浓控制在0.6%;
(5)前打浆工序:在第一台大锥度精浆机中进行,打浆电流控制在320A,浆浓度控制在1.8%;
(6)浓缩工序:在侧压圆网浓缩机中进行,浆浓度控制在12%;
(7)二氧化氯漂白工序:
a、第一台中浓混合器中,通入蒸汽,温度控制在80℃,混合30 min,转入第二台中浓混合器;
b、第二台中浓混合器中,加入二氧化氯相对绝干浆量1.0%,温度控制在80℃,混合20 min,转入二氧化氯漂白塔;
c、二氧化氯漂白塔中,温度控制在80℃,漂白80min后,用去离子水稀释,浆浓度控制在6%,再送到真空洗浆机用去离子水进行洗涤至中性,洗涤后转入第三台中浓混合器;
(8)双氧水漂白工序:
a、第三台中浓混合器中,加入二乙烯三胺五乙酸相对绝干浆量为0.22%,通入蒸汽,温度控制在110℃,混合30min,转入第四台中浓混合器;
b、第四台中浓混合器中,加入双氧水相对绝干浆量2.8%,温度控制在110℃,混合20min,转入过氧化氢漂白塔;
c、过氧化氢漂白塔中,温度控制在110℃,漂白反应120min后,用去离子水稀释,浆浓度控制在6%,送至真空洗浆机用去离子水洗涤至中性,洗涤后进入碱抽提塔;
(9)碱抽提工序:碱抽提塔中,加入碱量相对绝干浆量为16%, 温度控制在70℃,反应70min后,转入真空洗浆机用去离子水洗涤至中性后,转入酸处理池;
(10)酸处理工序:酸处理池中,加入盐酸相对绝干浆量为2.5%,酸处理40min,再用去离子水进行水洗3小时,转入后除砂机;
(11)后除砂工序:后除砂机压力控制在≥0.3Mpa,浆浓控制在0.7%,除砂后,转入第二台大锥度精浆机;
(12)后打浆工序:第二台大锥度精浆机电流控制在300A,浆浓控制在2.7%,精浆后,转入抄浆机;
(13)抄浆工序:抄浆机纸机长网上浆浓度控制在12g/l,烘缸压力≤0.20Mpa,抄浆完成后制得成品。
所述的煮练剂为青岛海怡精细化工有限公司生产的,HaiYi牌, SDO-A型号煮练剂。
结果:其成品主要指标如下:
从上表可以看出,整个制浆过程废水COD排放量在20460mg/l,二氯甲烷抽取物含量为68PPM,减轻了污水治理压力。
实施例3
一种利用二次蒸煮工艺生产三醋酸纤维素用棉浆粕的方法,具体操作如下:
(1)选料、开棉、除杂工序:选取成熟度≥80%的三类一级棉短绒,用开棉机对棉短绒撕裂后,通过除杂机进行疏松、除杂,再转入挤棉机,精选除杂后,通过旋风分离器送至螺旋压榨、浸渍;
(2)一次配碱、浸渍、蒸煮工序:配碱温度控制在83℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为5.7%,配碱液比1︰4.8%,双氧水相对绝干浆重量为0.7%,煮练剂相对绝干浆重量为0.7%;经旋风分离器碱液喷淋、螺旋挤压,与棉短绒充分渗透混合;通过螺旋输送进入蒸球,在蒸球内,保温时间65min,温度133℃,保温结束后利用蒸汽压力将黑液压出;
(3)二次配碱、浸渍、蒸煮工序:配碱温度控制在83℃,总碱以NaOH计相对绝干浆重量为13.8%,配碱液比1︰3.9,双氧水相对绝干浆重量为1.8%,煮练剂相对绝干浆重量为2.4%;通过球轴打入蒸球内通过冷转与棉绒充分混合,保温时间125min,温度152℃;
(4)前除砂工序:在除砂器中进行,压力控制在0.31Mpa,浆浓控制在0.5%;
(5)前打浆工序:在第一台大锥度精浆机中进行,打浆电流控制在290A,浆浓度控制在1.4%;
(6)浓缩工序:在侧压圆网浓缩机中进行,浆浓度控制在11%;
(7)二氧化氯漂白工序:
a、第一台中浓混合器中,通入蒸汽,温度控制在73℃,混合25 min,转入第二台中浓混合器;
b、第二台中浓混合器中,加入二氧化氯相对绝干浆量0.8%,温度控制在73℃,混合15 min,转入二氧化氯漂白塔;
c、二氧化氯漂白塔中,温度控制在73℃,漂白75min后,用去离子水稀释,浆浓度控制在5.5%,再送到真空洗浆机用去离子水进行洗涤至中性,洗涤后转入第三台中浓混合器;
(8)双氧水漂白工序:
a、第三台中浓混合器中,加入二乙烯三胺五乙酸相对绝干浆量为0.2%,通入蒸汽,温度控制在100℃,混合25min,转入第四台中浓混合器;
b、第四台中浓混合器中,加入双氧水相对绝干浆量2.5%,温度控制在100℃,混合15min,转入过氧化氢漂白塔;
c、过氧化氢漂白塔中,温度控制在100℃,漂白反应110min后,用去离子水稀释,浆浓度控制在5.5%,送至真空洗浆机用去离子水洗涤至中性,洗涤后进入碱抽提塔;
(9)碱抽提工序:碱抽提塔中,加入碱量相对绝干浆量为13%, 温度控制在65℃,反应65min后,转入真空洗浆机用去离子水洗涤至中性后,转入酸处理池;
(10)酸处理工序:酸处理池中,加入盐酸相对绝干浆量为2.2%,酸处理35min,再用去离子水进行水洗2.5小时,转入后除砂机;
(11)后除砂工序:后除砂机压力控制在≥0.3Mpa,浆浓控制在0.6%,除砂后,转入第二台大锥度精浆机;
(12)后打浆工序:第二台大锥度精浆机电流控制在290A,浆浓控制在2.6%,精浆后,转入抄浆机;
(13)抄浆工序:抄浆机纸机长网上浆浓度控制在10g/l,烘缸压力≤0.20Mpa,抄浆完成后制得成品。
所述的煮练剂为青岛海怡精细化工有限公司生产的,HaiYi牌, SDO-A型号煮练剂。
结果:其成品主要指标如下:
从上表可以看出,整个制浆过程废水COD排放量在20255mg/l,二氯甲烷抽取物含量为35PPM,减轻了污水治理压力。
本发明各个实施例中,所用化工料均为本领域生产中所用之料,均可从市场中得到,且对于生产结果不会产生影响;在各工序中用到的设备,均采用当前生产中所用的常规设备,并无特别之处。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。