Интенсификация процесса непрерывной мерсеризации целлюлозы в вискозном производстве

• Автор: Серков, Александр Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.17.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 156 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Получение щелочной целлюлозы.

1.1.1. Методы получения щелочной целлюлозы.

1.1.2. Кинетика взаимодействия целлюлозы с растворами едкого натра.

1.1.3. Производительность мерсеризационных прессов. . .

1.2. Ксантогенирование щелочной целлюлозы

1.2.1. Механизм реакции ксантогенирования

1.2.2. Влияние некоторых факторов на кинетику ксантогенирования.

1.2.3. Влияние некоторых факторов на фильтруемость вискозы.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Опытные установки, приборы и методы анализа
при получении щелочной целлюлозы
2.2. Опытные установки и методы анализа при ксантогенировании щелочной целлюлозы
2.3. Методика определения фильтруемости вискозы. .
Глава 3. ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВКОЙ МЕРСЕРИЗАЦИИ
3.1. Изучение производительности мерсеризационных установок в зависимости от степени отжима. .
3.2. Получение вискозы из щелочной целлюлозы с пониженной степенью отжима
3.3. Установка непрерывной мерсеризации целлюлозы
расчетным количеством раствора едкого натра. . .
Глава 4. НАКОПЛЕНИЕ ГЕМИЦЕЛЖШОЗЫ В МЕРСЕРИЗАЦИОННОИ
ЩЕЛОЧИ И Е ВЛИЯНИЕ НА ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ ВИСКОЗЫ
4.1. Влияние гемицеллюлозы на производительность мерсеризационных установок и фильтруемость вискозы. . .
4.2. О механизме удаления гемицеллюлозы при мерсеризации
4.3. Окислительная деструкция гемицеллюлозы в процессе мерсеризации.
Глава 5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА КСАНТОГЕНИРОВАНИЯ ЩЕЛОЧНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С РАЗЛИЧНОЙ СТЕЛЕНЫ ОТЕИМД
5.1. Продолжительность процесса в зависимости
от степени отжима и температуры
5.2. Ксантогенирование щелочной целлюлозы с разной степенью отжима в присутствии добавок поверхностноактивных веществ.
5.3. Ксантогенирование щелочной целлюлозы с двойным вакуумированием.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


При взаимодействии водных растворов едкого натра с целлюлозой происходят следующие явления: сильное набухание волокон целлюлозы, усадка их по длине и увеличение их толщины, химическое связывание едкого натра и частичное растворение низкомолекулярных фракций. Если концентрация едкого натра выше -$, то изменяется рентгенограмма, что свидетельствует об образовании нового химического соединения, имеющего, согласно данным М. При более подробном изучении литературного материала по кинетике мерсеризации оказывается, что, наряду с данными о быстром протекании процессов, имеются противоположные сведения. Процесс мерсеризации протекает в две стадии. По данным работ / 9,, / взаимодействие целлюлозы с раствором УаОН на первой стадии протекает очень быстро и заканчивается в течение 5- с, однако, затем на второй стадии оно протекает довольно медленно, в течение -0 мин. Быстрая стадия процесса составляет лишь -$ от тех значений набухания, выделения тепла, укорачивания целлюлозных волокон, которые достигаются в равновесном состоянии, спустя большой промежуток времени. Структурные изменения находятся в тесной связи с химическим взаимодействием. Через I мин. Так, например, С. М.Липатов / /, изучая кинетику связывания едкого натра косвенным методом (по падению концентрации ' АН), обнаружил, что этот процесс идет сравнительно медленно и достигает равновесного состояния через - мин. Позднее, используя модифицированный косвенный метод, примерно к таким же результатам пришел Б. Филипп / /. Причина несоответствия кинетических данных, полученных прямым и косвенным методами, заключается, по-видимому, в том, что подвод реагента осуществляется по двум механизмам: капиллярным смачиванием (конвективная диффузия) и молекулярной диффузией. Молекулярная диффузия начинается после того, как прореагирует щелочь, вступившая в непосредственный контакт с целлюлозой и соответствует медленно протекающей части процесса, на которой затрачивается всего около % от общего количества щелочи. Что же касается данных, полученных косвенным методом, то они соответствуют механизму второй стадии, то есть молекулярной диффузии / II /. В связи с медленной диффузией едкого натра в целлюлозу с заполненными порами Э. Трайбер / / и Г. Шмидекнехт / / обращают внимание на возможность неравномерной мерсеризации даже при длительной обработке, если предварительно некоторые участки целлюлозы были смочены водой или разбавленной щелочью. Однако, все вышеизложенное относится к мерсеризации в прессе, которая проводится без измельчения листов целлюлозы и перемешивания. Наиболее важным способом мерсеризации, применяемым в производственной практике, является мерсеризация в массе. Как отмечалось Э. Трайбером / /, в случае более благоприятной по своим условиям мерсеризации в массе, такого рода отклонения (недостаточно полно прошедшая мерсеризация из-за предварительной обработки щелочью неоптимального состава) практически не наблюдается. В последнее время кинетикой мерсеризации в массе занимались советские исследователи / , /. Как отмечалось, в условиях интенсивного перемешивания предварительно измельченной целлюлозы образование щелочной целлюлозы заканчивается в течение 2-х мин. Установка из двух аппаратов имеет большие преимущества перед одним мерсеризатором в отношении разброса времени обработки элементов массы / /. Рассмотренные литературные данные позволяют сделать вывод, что продолжительность мерсеризации, определяемая завершением молекулярной диффузией в листах или волокнах, зависит от степени измельчения листов. Если масса измельчена до элементарных волокон, то диффузионное равновесие устанавливается через 2-5 мин. Имеющееся оборудование на установках непрерывной мерсеризации обеспечивает продолжительность процесса - мин. Если принять необходимые меры для контроля степени измельчения листов и проводить процесс в двух последовательно установленных аппаратах / , /, то стадия собственно мерсеризации не лимитирует интенсификацию процесса. Экспериментальное доказательство этого предположения приводится в экспериментальной части (раздел ,3. Более сложная ситуация складывается на стадии отжима. Обзор литературных данных по этому вопросу дается в следующем разделе.