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一种利用漂白工序提升溶解浆质量指标的生产工艺的制作方法

2021-01-21 10:01:16|298|起点商标网
本发明涉及制浆造纸
技术领域:
,特别涉及一种利用漂白工序提升溶解浆质量指标的生产工艺。
背景技术:
:溶解浆是通过预水解-硫酸盐法(phk法)或酸性亚硫酸盐法制得的衍生纤维素,属精制浆范畴,主要用于生产粘胶纤维、纤维素酯和纤维素醚等产品,其中用得最多的是生产粘胶纤维,部分高等级的溶解浆用于生产天丝lyocell等。溶解浆要求半纤维素、灰分和木素含量等要低,且聚合度也有特殊的规定。在溶解浆的制备过程中,漂白的主要目的有3个,一个是提高白度,这也是最主要的目的,溶解浆对白度的要求较高,粘胶纤维用溶解浆的白度一般要求在80%iso以上;第二个目的就是调节聚合度,一般粘胶纤维的聚合度要求在500±20;第三个目的就是去除灰分,灰分对溶解浆的反应性能影响较大,因此,在制备过程中要尽量去除。漂白是进一步脱除木素及其它杂质的过程,溶解浆是高纯度高白度的浆料。与普通造纸用浆不同,漂白过程中在提升浆料纯度和白度的同时,还可以通过不同的漂白方法、工艺条件调整溶解浆的聚合度、黏度以及反应性能,因而漂白成为溶解浆生产中非常重要的工序。随着漂白技术的发展,新的高效低污染的漂白工艺已广泛地应用于溶解浆生产中。目前,漂白常用的方法有氧脱木素(o)、二氧化氯漂白(d)、次氯酸盐(h)和过氧化氢漂白(p)等。氧脱木素的目的是脱除木素,降低卡帕值,控制与调节浆料的黏度、纤维素的聚合度,为后续漂白创造条件。二氧化氯(d)是一种优良的漂白试剂,能够选择性地氧化降解木素,以脱除木素提高白度,而对纤维素的损伤很轻,因而成为溶解浆生产上重要的漂白手段,通常采用了两段或者三段漂白。有研究表明,clo2不仅可以降低树脂含量,更重要的是可以改善溶解浆的反应能力、黏度和过滤性能。过氧化氢(p)漂白通常用于末段,起到补充漂白的作用,同时还可防止浆料返黄,以稳定浆料白度。酸处理(a)不仅可以提高和稳定漂后浆料的白度,而且可以降低浆中灰分和金属离子含量。溶解浆中的灰分及金属离子对再生纤维素或纤维素衍生物的生产有不利的影响。如在粘胶纤维生产中溶解浆中灰分的存在,尤其灰分中的sio2会影响老化时间和过滤,使粘胶黏度增高,降低纤维素磺酸酯在碱液中的溶解能力,其含量应尽量控制在0.60%以下;金属离子的存在会使粘胶纤维的黏度增高,并能与酸生成不溶性盐(如caso4、mgso4),从而降低酸浴的透明度或堵塞喷丝头;fe3+等金属杂质能加速碱纤维素的降解,使工艺不稳定,最终影响粘胶纤维的强度和色泽。溶解浆相对容易漂到高白度,漂白工艺选择必须考虑配备1~2个漂白段来调整黏度,使最后的聚合度尽可能地均匀分布。这与普通化学浆永远追求高黏度是有区别的,常用漂白可以选用d0-e-d1-p、o-d-e-p、o-d0-e-d1-p、o-a-zq-p等。优化溶解浆的生产工艺是改进溶解浆反应性能的重要的方法之一。为了避免漂白过程中纤维素的过度损伤,必须对漂白剂的用量、温度和ph值等加以严格控制。溶解浆实质上是天然纤维素,应具有很高的纤维素含量,极少的半纤维素、灰分等杂质含量,同时应具有适当的黏度,均匀的相对分子质量分布及良好的反应性能。这些性质对再生纤维素和纤维素衍生物的生产过程及下游产品的质量有重要影响。因而,在生产上要严格控制,应从原料选用、蒸煮工艺、漂白工艺以及化学精制等多个环节入手,才能综合提高溶解浆的质量。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种利用漂白工序提升溶解浆质量指标的生产工艺,所要解决的技术问题为结合青山纸业8年的溶解浆生产实践经验,优化升级传统的ecf四段漂白工艺,经过实验室工艺研究实验验证后,将青山溶解浆制备原漂白工艺流程d0-eop-d1-p改良为d0-eop-d1-aq,特别的,将原来的p段改为酸处理段(a段)且添加螯合剂edta(q),以达到制备工艺简约、流程顺畅,产品质量稳定提升,符合行业标准,可满足用户较高等级溶解浆甚至天丝级溶解浆需求的目的。为了实现上述技术目的,本发明的设计方案如下:一种利用漂白工序提升溶解浆质量指标的生产工艺,包括以下四个阶段:1)d0段漂白:第一段漂白段,漂剂为二氧化氯clo2水溶液,使用二氧化氯水溶液处理phk法制备的细浆料,为进一步去除浆料里的木质素和提高白度的阶段。影响二氧化氯漂白的因素有二氧化氯用量、漂白时间、ph值、漂白温度、浆料浓度等,其关键生产工艺参数均在受控范围内。2)eop段漂白:第二段漂白段,漂剂为32%工业用液碱、27.5%工业用双氧水和93%氧气。碱处理段用以进一步除去木素和有色物质,难溶的氯化木素被溶解洗出,为净化段。经过二氧化氯漂白过程,只有一部分氯化木素溶于氯化时形成的酸液中而被洗出,随着二氧化氯的消耗,还有一部分难溶的氯化木素要在后续的碱处理中被溶解洗出,故在二氧化氯漂白段后接碱处理段用以进一步除去木素和有色物质。在碱处理时,控制碱处理条件强烈些,不仅可以溶出木素还能有效地除去半纤维素,提高α-纤维素含量和平均聚合度。碱处理段影响因素有用碱量、处理温度、漂白时间和浆浓等,其关键生产工艺参数均在受控范围内。3)d1段漂白:第三段漂白,d1漂白的目的是将纸浆的白度提高到要求的水平并把phk浆料的粘度保持在一定范围内。根据含二氧化氯漂白的典型流程ceded,在d0段二氧化氯用量为0.5%~2.0%,d1段的二氧化氯用量为0.4%~0.6%,白度可达86.0%iso以上。4)酸处理a段:第四段漂白,且添加螯合剂edta-2na(乙二胺四乙酸二钠)。浆料经过酸处理,在脱除半纤维素的同时,还可以起到酸洗的效果,降低浆料的灰分以及金属离子含量。在酸性条件下,抗碱性的半纤维素能够得到明显的去除,使浆料的α-纤维素含量提高;因而对phk浆料来说,残余的半纤维素对碱的稳定性较好,但可采用酸处理(acidextraction,a)将其去除。螯合剂的作用是螯合剂与金属离子结合形成稳定的环状结构,防止金属离子被纸浆吸收,从而进一步降低浆料中微量金属离子含量特别是fe3+离子的含量。漂白是通过化学药品的作用除去浆中的木素或改变木素发色基团的结构而提高浆粕白度和纯度的化学过程,是溶解浆生产的重要工序。漂白过程中化学反应多,影响因素多,操作复杂。溶解浆的漂白需要达到三个目的:提高纤维素的白度(亮度);适当地降低纤维素的聚合度,并使分子大小趋于均匀;进一步提高纯度,去除溶解浆中的油脂、蜡质、木素、灰分和铁质等非纤维素杂质,进而提高溶解浆的反应性能。一般来讲,在纺丝工艺不变的情况下,白度越高,反应性能越好。溶解浆的质量主要依赖于原材料的性质和溶解浆的生产加工过程。对于溶解浆的生产,原料是基础,蒸煮是关键,漂白是调整,性能是目的。进一步的,所述d0段漂白的工艺如下:将浆料与浓度为8.0g/l的二氧化氯水溶液加入到反应容器中,搅拌均匀,在68-70℃反应70-75min,反应ph值为2.5。d0段漂白步骤中,所述浆料的浓度为10%,所述二氧化氯的用量为12.0kg/adt。进一步的,所述eop段漂白的工艺如下:将经过d0段漂白后的浆料与32%的工业用液碱、浓度为27.5%的工业用双氧水和浓度为93%的氧气加入到反应容器中,搅拌均匀,在75-78℃反应80-85min,反应ph值为11.0。eop段漂白步骤中,所述32%的工业用液碱的用量为12kg/adt,所述浓度为27.5%的工业用双氧水的用量为3.0kg/adt,所述浓度为93%的氧气的用量为5kg/adt。进一步的,所述d1段漂白的工艺如下:将经过eop段漂白后的浆料与浓度为8.0g/l的二氧化氯水溶液加入到反应容器中,搅拌均匀,在70-72℃反应120-130min,反应ph值为3.5。d1段漂白步骤中,所述二氧化氯的用量为4.0-6.0kg/adt。所述酸处理a段的工艺如下:将经过d1段漂白后的浆料与5%的稀硫酸、edta-2na加入到反应容器中,搅拌均匀,在78-80℃反应120-130min,反应ph值为5.5。酸处理a段步骤中,所述5%的稀硫酸的用量为1.0kg/adt,所述edta-2na的用量为3.0kg/adt。通过本发明改良型四段漂白工艺d0-eop-d1-aq,可以实现以下效果:(1)最终产品phk溶解浆质量指标灰分为0.06%,大大低于普通级溶解浆灰分指标,可满足高等级溶解浆的生产要求。(2)最终产品phk溶解浆质量指标铁质为4.0ppm,满足天丝级溶解浆质量指标要求。(3)酸处理段a段使用的介质为稀硫酸,螯合剂使用edta-2na,去除灰分及金属离子效果明显,且经济易得,性价比较高。具体实施方式一种利用漂白工序提升溶解浆质量指标的生产工艺,包括以下步骤:1)d0段漂白:将浆料与浓度为8.0g/l的二氧化氯水溶液加入到反应容器中,搅拌均匀,在68-70℃反应70-75min,反应ph值为2.5;所述浆料的浓度为10%,所述二氧化氯的用量为12.0kg/adt;2)eop段漂白:将经过d0段漂白后的浆料与32%的工业用液碱、浓度为27.5%的工业用双氧水和浓度为93%的氧气加入到反应容器中,搅拌均匀,在75-78℃反应80-85min,反应ph值为11.0;所述32%的工业用液碱的用量为12kg/adt,所述浓度为27.5%的工业用双氧水的用量为3.0kg/adt,所述浓度为93%的氧气的用量为5kg/adt;3)d1段漂白:将经过eop段漂白后的浆料与浓度为8.0g/l的二氧化氯水溶液加入到反应容器中,搅拌均匀,在70-72℃反应120-130min,反应ph值为3.5;所述二氧化氯的用量为4.0-6.0kg/adt。4)酸处理a段:将经过d1段漂白后的浆料与5%的稀硫酸、edta-2na加入到反应容器中,搅拌均匀,在78-80℃反应120-130min,反应ph值为5.5。所述5%的稀硫酸的用量为1.0kg/adt,所述edta-2na的用量为3.0kg/adt。下面通过具体实施例对本发明进行说明。实施例12019年6月10日-14日采用本发明的四段漂白工艺技术d0-eop-d1-aq试生产天丝级溶解浆,期间顺利连续生产出1032吨较高等级的辐射松溶解浆。辐射松溶解浆d0-eop-d1-a四段漂白关键生产工艺参数控制见表1:表1辐射松溶解浆d0-eop-d1-aq四段漂白工艺条件项目d0eopd1a+q浆浓/%10101010clo2用量kg/adt12.0—4.0—液碱用量kg/adt—12——双氧水用量kg/adt—3.0——氧气o2kg/adt—5.0——稀硫酸kg/adt———1.0螯合剂edtakg/adt———3.0漂白ph值2.511.93.55.5反应温度/℃68℃75℃70℃78℃反应时间/min70min80min120min120min备注:adt为风干吨的代码,即表示干度为90%的浆料。氧气为o2纯度大于93.0%的压缩气体,其压力一般为11.0bar。采用本发明实施例1的四段漂白工艺技术路线制得的溶解浆成品质量情况如表2所示:表2天丝级辐射松溶解浆成品质量情况由表2可看出,本发明实施例1制得的成品溶解浆聚合度均值为621dp,完全符合天丝级溶解浆的要求;铁离子含量(4mg/kg)能满足天丝级溶解浆要求;α-纤维素含量和白度分别为92.2%和86.86%,能满足普通粘胶级溶解浆的要求。综上所述,采用本发明四段漂白工艺技术可以制得较高质量的溶解浆。以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰,皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。当前第1页1 2 3 

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