Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Применение новой технологии получения целлюлозы, т. е'. варки на растворимых (аммонийном и натриевом) и полурастворимых (магниевом) основаниях, позволяет на 10—15% повысить производительность, увеличить выход целлюлозы и ее прочность. Применение растворимых оснований позволяет вести варку в кислой, нейтральной в щелочной средах, в несколько ступеней и из различного сырья получать разнообразные марки целлюлоз.
Сульфатный метод производства, при котором щепа варится в щелочном растворе (NaOH+Na2S), способствовал расширению сырьевой базы промышленности, так как данным методом можно перерабатывать любую древесину и в том числе отходы лесопиления и деревообработки. Хорошо разработанная система регенерации щелока с последующим возвращением его в производство позволила свести до минимума сброс загрязненных вод, который сравнительно велик в производстве сульфитной целлюлозы.
В настоящее время все шире применяется непрерывная варка. Применяемые для этой цели реакторы в виде котла или труб с непрерывной загрузкой исходного сырья и выгрузкой готовой целлюлозы рассчитаны на выпуск 300—400 т/сут целлюлозы. Варочные аппараты в зависимости от продолжительности пребывания сырья могут быть подразделены на две группы: аппараты, в которых сырье находится до 4 ч, и аппараты для скоростной варки (до 1 ч). На рис. 101 представлен многотрубный аппарат «Пандия», имеющий от двух до восьми труб длиной 6—10 м каждая и диаметром от 300 до 1200 мм. Внутри каждой трубы вращается шнек, служащий для перемещения сырья к выходу из трубы. Щелок и пар, обеспечивающие варку, подаются через сопла, расположенные на верхней части первой и второй варочных труб.
Условия варки: давление до 12•1O5 Н/м2 и температура 170— 190 °С. Варочный аппарат работает при режиме, близком к идеальному вытеснению.
Все шире развивается производство древесной массы, успешно используемой в производстве бумаги и картона различных марок.
Рис. 101. Трубчатый варочный аппарат типа «Пандия»:
/ — бункер, 2 — шнековый питатель, 3 — варочные трубы со шнеками; 4 — разгрузочный механизм, 5 — выдувная труба
В СССР выпускается около 350 видов и марок бумаги и примерно 200 видов картона. Обычная древесная масса получается механическим истиранием древесины на цилиндрических камнях с шероховатой поверхностью — дефибрерах, в присутствии воды. Химическую древесную массу получают или из балансов, пропитанных Химикатами с истиранием их на дефибрерах, или из пропитанной
щепы с измельчением ее на рафинерах различного устройства. Выход массы составляет около 85%. Прочность ее в 2—3 раза выше прочности обычной древесной массы. Производство целлюлозы целесообразно комбинировать с электрохимическим получением хлора и едкого натра.
Большое значение имеет использование газов и щелоков сульфитного способа производства. Из газообразных веществ отбирают смесь цимола и терпеновых углеводородов и получают сульфитное масло. Затем варочной кислотой из газов абсорбируется SO2. Отделяющийся от целлюлозы после варки сульфитный щелок в количестве 10—12 т на 1 т целлюлозы содержит свыше половины орга-^ нического вещества исходной древесины: лигносульфоновые кислоты различной степени сульфирования и полимеризации, сахара — продукты гидролиза гемицеллюлоз, муравьиную и уксусную кислоты, цимол, фурфурол и пр. Около 65% Сахаров (гексозы), находящихся в щелоке после нейтрализации его, используется для получения этилового спирта сбраживанием в присутствии дрожжей: C6H12Oe-^2C2H5OH-|-2CO2. Полученный при этом слабый раствор называют бражкой, из которой можно выделить 80—90 л спирта на каждую тонну целлюлозы. В оставшейся после отгонки спирта барде содержатся несбраживающиеся пентозные сахара, из которых могут быть получены кормовые дрожжи. Барда после упаривания до 50%-ной концентрации используется для выработки литейных крепителей. Бардяные концентраты применяются также в нефтяной промышленности, в производстве пластифицированного цемента, безобжигового кирпича, для агломерации и флотации руд, при изготовлении наждачных кругов, противопригарных красок, моющих средств, брикетов, электродов, изоляционного картона и т. п.
Лигносульфоновая часть щелока служит для получения дубильных экстрактов, ванилина. Сухой остаток сульфитного щелока используется как топливо. Существующие методы не обеспечивают полной утилизации щелоков, получаемых при варке целлюлозы. Большие количества таких щелоков приходится спускать в водоемы. При этом необходимо обезвреживать их, так как они вредно действуют на растительные и животные организмы.
Основными потребителями целлюлозы являются бумажные и картонные производства, промышленность искусственного волокна, пластмасс, лаков, кожзаменителей, кинопленок, заводы бездымного пороха и т. п. Для получения бумаги размешанное в воде волокно и другие составные части в соответствии с заданной рецептурой выливают на движущуюся бесконечную сетку бумажной машины. При этом вода уходит сквозь сетку, волокна переплетаются во всех направлениях и образуется бумажная лента, которая отжимается от воды и высушивается. Чтобы получить равномерное сплетение волокон, их предварительно размалывают. Высшие сорта бумаги изготовляют из чистой беленой целлюлозы, тогда как в состав газетной бумаги входит 25% небеленой целлюлозы и 75% древесной массы.
