Файл: Бытенский В.Я. Производство эфиров целлюлозы.pdf

способом получения продуктов с различной вязкостью, т. е. с различным молекулярным весом, является щелочная деструк­ ция целлюлозы. Чаще всего процесс снижения степени поли­ меризации целлюлозы в процессе щелочной обработки назы­ вают созреванием или предсозреванием; мы считаем нецелесооб­ разным пользоваться этим термином, пришедшим из производ­ ства вискозы, так как во многих случаях деструкция протекает в процессе щелочной обработки без стадии созревания или же

созревания сводится просто к резерву технологического вре­ мени.

Процесс щелочной деструкции целлюлозы с необходимой для технологических целей точностью описывается тем же уравнением, что и процесс деструкции ТАЦ

Г. М. Орловской).

(см. стр. 27). Скорость деструкции зависит от температуры и концентрации щелочи [66], вида и происхождения целлюлозы и даже от ее физической формы (рис. 45, 46).

Быстрее всего подвергается деструкции сульфитная целлю­ лоза в виде отдельных волокон при содержании щелочи на волокне (щелочности) ~30% . Процесс снижения молекуляр­ ного веса целлюлозы при щелочной обработке довольно мед­ ленный и требуется значительное время для заметного сниже­ ния молекулярного веса целлюлозы даже при сравнительно вы­ соких температурах (см. рис. 45).

Чтобы обеспечить непрерывный процесс получения щелоч­ ной целлюлозы, пользуются катализаторами щелочной деструк­ ции: солями марганца, железа, кобальта. Наиболее активны соли Со2+, добавка которых в количестве 3—5 мг/л щелочного раствора позволяет резко увеличить скорость деструкции

96

щелочь можно также добавлять к свежей, чтобы общее количе­ ство гемицеллюлоз не превышало 7,0%.

Отжатые листы папки и представляют собой щелочную цел­ люлозу, однако перед дальнейшей обработкой ее следует из­ мельчить. Измельчение осуществляется в аппарате периоди­ ческого действия с Z-образными мешалками (рис. 49). На лопастях мешалок и гребне днища укреплены ножи. Щелочь подают в аппарат по трубе с отверстиями для разбрызгивания 2. Чтобы предохранить отверстия от забивания, в трубе устанав­ ливают специальное очищающее устройство (рис. 50). Для бо-

Рис. 49. Аппарат для измельчения периоди­ ческого действия:

/ —Z-образные мешалки; 2—труба для подачи щелоч­ ного раствора; 3 —привод.

лее однородного перемешивания в аппарате этого типа направ­ ление вращения лопастей мешалок периодически переключается на размол и перемешивание.

Достаточно 40—60 мин, чтобы получить сравнительно одно­ родный порошок щелочной целлюлозы с насыпной плотностью от 180 до 300 г/л в зависимости от щелочности. Процесс измель­ чения легко совмещается с деструкцией целлюлозы. Для этого в рубашку аппарата подают горячую воду и измельчение про­ водят требуемое время при соответствующей температуре. Иногда измельченную щелочную целлюлозу выгружают в тележки и деструкцию ведут в специальной камере созревания. Однако скорость деструкции щелочной целлюлозы без переме­ шивания значительно ниже, чем с перемешиванием, поэтому технологически выгоднее совмещать операции измельчения и

ных процессах (метилирования, оксиэтилирования), когда тре­ буется сохранить сравнительно большие размеры гранул для облегчения последующей промывки продукта. Существенный недостаток указанного процесса в том, что он требует большого щелочного хозяйства и диализа щелочи, в результате чего уве­

98

личиваются потери раствора NaOH. Кроме того, обработка ще­ лочами с концентрацией 50% затруднительна. Эти недостатки легко преодолеваются совмещением всех операций в измельчи­ теле периодического действия.

Исходную целлюлозу в виде волокнистой массы, нарезанной бумаги или нарубленной папки подают непосредственно в из­ мельчитель, куда сливают сразу обычно тройное (от массы цел­ люлозы) количество раствора щелочи. Регулируя температуру и продолжительность измельчения, получают щелочную целлю­ лозу требуемой степени полимеризации.

Такой процесс также имеет существенные недостатки: во-первых, в измельчителе периодического действия нельзя достигнуть высокой однородности целлюлозы по щелочности, во-вторых, в щелочной целлюлозе остаются гемицеллюлозы, которые могут ухудшить качество готового продукта. Однако, несмотря на явные недостатки, до последнего времени указан­ ные способы получения щелочной целлюлозы широко приме­ няются в промышленности простых эфиров целлюлозы.

Непрерывные способы щелочной обработки целлюлозы в избытке щелочи

* Более подробное описание аппаратуры для непрерывных процессов получения щелочной целлюлозы см. Б р а в е р м а н П. Ф., Ч а ч х и а н и А. Б. Оборудование и механизация производства химических волокон, М„ «Маши­ ностроение», 1967,

Рис. 51. Схема аппарата для подачи целлюлозных листов:

—транспортер; 2—механизм подачи листов; 3 —механизм управления.

и состоят из следующих стадий: подача листов папки; приготов­ ление пульпы целлюлозы в щелочном растворе; отжим целлю­ лозной пульпы; измельчение щелочной целлюлозы; щелочная деструкция; охлаждение щелочной целлюлозы; уплотнение ще­ лочной целлюлозы.

Подача листов целлюлозной папки. Существует большое число аппаратов для осуществления непрерывной подачи ли­ стов целлюлозной папки на смешение со щелочью. На рис. 51 показан общий вид аппарата, разработанного шведской фирмой

рольганге датчик сигнализирует, сколько листов захвачено. Ана­ логичный аппарат, но с горизонтальным столом, разработан в нашей стране и работает на многих заводах, выпускающих искус­ ственное волокно.

Приготовление целлюлозной пульпы в щелочном растворе.

Для этой операции пригодна любая емкость с мешалкой, где можно получить 3—7%-ную суспензию целлюлозы в щелочном растворе. Объем аппарата (в м3) диктуется только производи­ тельностью установки и может быть рассчитан по уравнению:

а — содержание целлюлозы в пульпе, %; Р— плотность пульпы, кг/м3; ер — коэффициент заполнения аппарата.

Целлюлоза легко суспендируется в щелочном растворе, по­ этому особых требований к перемешивающему устройству и форме аппарата не предъявляется. Целлюлозная пульпа

101