一种醋化级纤维浆粕的生产方法与流程

本发明涉及天然纤维素浆粕生产，具体涉及一种醋化级纤维浆粕的生产方法。

背景技术：

1、醋化级木浆粕是生产二醋酸纤维素及醋酸纤维丝束的关键原料，与普通化学纸浆（甲种纤维素含量约85%左右）和粘胶级普通溶解浆（甲种纤维素含量约92%左右）不同，醋化级浆粕属于高等级溶解浆，要求高纤维素含量（甲种纤维素含量＞96.5%）、同时具有高聚合度、高白度、高反应活性。这就要求在化学制浆漂白过程中既要尽可能深度的去除半纤维素、木素、抽出物、金属离子等非纤维素物质，还要尽可能减少纤维素降解，对原料及制浆漂白技术工艺要求很高。生产醋化级浆粕核心技术长期被美国、巴西等少数几家公司垄断，国内企业对其关键生产技术尚未完全掌握，也未形成规模化生产。国内浆粕企业主要生产普通粘胶级溶解浆，并不具备生产醋化级浆粕的技术能力。

2、我国实现醋化级木浆粕国产化生产主要存在以下技术难点：

3、（1）制浆原料的挑战：我国木材资源相对缺乏，且不同产地的原料质量参差不齐；

4、（2）制浆漂白技术工艺的挑战：醋化级木浆粕要求甲种纤维素含量在96.5%以上，白度90%以上，这就要求在制浆漂白过程中尽可能深度去除非纤维素物质；

5、（3）纤维素聚合度的控制：醋化级溶解浆要求特性粘度高达7.0-8.5dl/g，相应的聚合度为1000-1020，不仅平均聚合度高，且聚合度的集中度较高，纯化的过程要尽可能减少纤维素降解；给原料选择及制浆漂白生产技术工艺带来很大的挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术难点而提供的一种流程简便、高效环保、节能减排，同时浆粕纯度高、反应性能优良的醋化级纤维浆粕生产技术工艺。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种醋化级纤维浆粕的生产方法，依次包括下述步骤：

4、s1、以白松木片或桉木为原料，对原料进行洗涤、除砂，加入路易斯酸催化剂的酸性亚硫酸盐法蒸煮，得到木浆，木浆中甲种纤维素含量≥91.0 %，卡伯值5-8，特性粘度9.0-10.5；

5、s2、将步骤s1中的木浆进行筛选、洗涤、浓缩，去除未蒸解的木节和纤维浆团，得到浆料a；

6、s3、再用氯化胆碱-乙醇胺低共熔溶剂对步骤s2中的浆料a进行预处理，洗涤至浆粕不再粘稠，浆料呈中性，得到浆料b；

7、s4、向浆料b中加入二氧化氯进行一段漂白，ph值为3.0-3.5；漂白时间为80-100min；

8、s5、碱提；

9、s6、再采用二氧化氯对浆料进行第二次漂白；

10、s7、碱性过氧化氢漂白、酸处理后，得到醋化级纤维浆粕，醋化级纤维浆粕中甲种纤维素含量≥98.0 %，特性粘度7.0-8.5，纤维素结晶度67-69。

11、进一步的，步骤s1中，采用梯度温度进行蒸煮，第一段升温至100℃，在100℃条件下保温2-3h；第二段温度为138-143℃，并保温2-3h。

12、进一步的，所述蒸煮条件为：蒸煮原酸的游离so2为6.8-7.7%，化合so2为1.0-1.5%；路易斯酸催化剂用量为原料质量的1-3%，液比1：6。

13、进一步的，步骤s3中，所述氯化胆碱-乙醇胺低共熔溶剂是按氯化胆碱：乙醇胺的重量比为3：7配制得到的低共熔溶剂。

14、进一步的，步骤s3中，预处理的方法为：

15、按绝干纸浆与氯化胆碱-乙醇胺低共熔溶剂质量比1：20将纸浆溶解在低共熔溶剂中，在70℃下反应3-5h；待反应结束后，使用40℃清水洗涤3-4次，直至浆粕不再粘稠并测得ph在7±0.5停止洗涤。

16、进一步的，步骤s4中，采用二氧化氯一段漂白时：浆浓控制为10％，温度70℃，二氧化氯用量1.2-1.5%，ph值控制在3.0-3.5；漂白时间为90min。

17、进一步的，步骤s5中，碱提的方法为：用碱量10-12%，温度60℃，浆浓10%，时间60min。

18、进一步的，步骤s6中，二氧化氯二段漂白的控制参数为：浆浓10％，温度70℃，二氧化氯用量0.3-0.4%，ph值为4.0，时间90min。

19、进一步的，步骤s7中，采用过氧化氢漂白的方法为：浆浓10%，用碱量0.5%，过氧化氢用量1%，硫酸镁用量0.2%，硅酸钠用量2.5%。

20、进一步的，步骤s7中，酸处理的方法为：浆浓5%，以绝干浆计hcl用量为1.0%，六偏磷酸钠用量2.0%，搅拌加热至50℃，处理时间60min，得到浆粕。

21、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

22、一、本发明中，以国内相对富余的白松木片或桉木为原料，采用添加路易斯酸催化剂（氯化铝）的酸性亚硫酸盐（镁盐基）法蒸煮，由于路易斯酸可以催化木素苯环上的芳香取代反应，因而能够催化加快蒸煮药剂中亚硫酸根离子对木素的磺化反应，进而大幅提高酸性亚硫酸盐法蒸煮过程中脱木素反应速率和脱木素程度；此外，路易斯酸金属离子和氯离子对半纤维素多糖都有较强的的降解作用，因此可以大幅提高蒸煮后纸浆的甲种纤维素含量。

23、二、本发明中，在漂白前先用氯化胆碱-乙醇胺低共熔溶剂对制备的纸浆进行预处理，然后再进行常规的二氧化氯一段漂白、碱抽提、二氧化氯二段漂白等工艺处理，从而得到纯度高、反应性能优良的醋化级木浆粕。氯化胆碱-乙醇胺低共熔溶剂处理纸浆可以提高半纤维素的选择性溶出，而且能减少纤维素的降解；此外，乙醇胺-氯化胆碱低共熔溶剂处理纸浆可以使纤维素表面变得粗糙、纸浆纤维结构松弛，改善了化学试剂与纸浆纤维素的可及性，从而提升了后续漂白、碱抽提、酸处理的效果，提高木浆粕的醋化反应性能。

24、三、本发明中，采用本方案的工艺制得的木浆粕：甲种纤维素含量≥98.0%，特性粘度7.0-8.5，纤维素结晶度67-69（进口醋化醋化级木浆粕结晶度为82-83），浆粕的fock 反应性能从38% （传统工艺处理得到的浆粕的fock 反应性能）提升至75%左右。

技术特征：

1.一种醋化级纤维浆粕，其特征在于：其中甲种纤维素含量99.1 %，特性粘度8.33，白度92%，纸浆灰分含量0.04%、铁离子含量10ppm；纤维素结晶度65.39%。

2.制备权利要求1所述的醋化级纤维浆粕的生产方法，其特征在于，依次包括下述步骤：

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤s1中，采用梯度温度进行蒸煮，第一段升温至100℃，在100℃条件下保温2-3h；第二段温度为138-143℃，并保温2-3h。

4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤s3中，所述氯化胆碱-乙醇胺低共熔溶剂是按氯化胆碱：乙醇胺的重量比为3：7配制得到的低共熔溶剂。

5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，步骤s4中，采用二氧化氯一段漂白时：浆浓控制为10％，温度70℃，二氧化氯用量1.2-1.5%，漂白时间为90min。

6.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，步骤s5中，碱提的方法为：用碱量10-12%，温度60℃，浆浓10%，时间60min。

7.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，步骤s6中，二氧化氯二段漂白的控制参数为：浆浓10％，温度70℃，二氧化氯用量0.3-0.4%，ph值为4.0，时间90min。

8.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，步骤s7中，采用过氧化氢漂白的方法为：浆浓10%，用碱量0.5%，过氧化氢用量1%，硫酸镁用量0.2%，硅酸钠用量2.5%。

9.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，步骤s7中，酸处理的方法为：浆浓5%，hcl用量为绝干浆计1.0%，六偏磷酸钠用量2.0%，搅拌加热至50℃，处理时间60min，即得。

技术总结本发明公开了一种醋化级纤维浆粕的生产方法，涉及天然纤维素浆粕生产技术领域，包括下述步骤：S1、以白松木片或桉木为原料，加入路易斯酸催化剂的酸性亚硫酸盐法蒸煮，得到木浆；S2、筛选、洗涤、浓缩，去除未蒸解的木节和纤维浆团；S3、再用氯化胆碱‑乙醇胺低共熔溶剂对浆料A进行预处理；S4、加入二氧化氯进行一段漂白；S5、碱提；S6、进行第二次二氧化氯漂白；S7、碱性过氧化氢漂白、酸处理后，得到醋化级纤维浆粕，醋化级纤维浆粕中甲种纤维素含量≥98.0%，特性粘度7.0‑8.5，纤维素结晶度67‑69，该工艺流程简便、高效环保、节能减排，同时制得的浆粕纯度高、反应性能优良，满足醋化级纤木浆粕的要求。技术研发人员：蒲俊文,李文刚,李华悦,梁春银,陈晓璐受保护的技术使用者：延边石岘双鹿实业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12