纖維素黃酸酯溶解系統(tǒng)優(yōu)化措施的實施

王嘯臣

（唐山三友集團興達化纖有限公司，河北 唐山 063305）

纖維素黃酸酯溶解系統(tǒng)優(yōu)化措施的實施

王嘯臣

（唐山三友集團興達化纖有限公司，河北 唐山 063305）

摘 要：溶解是纖維素黃酸酯在溶解系統(tǒng)內(nèi)進行研磨、粉碎，以保證溶解性粘膠質(zhì)量，衡量溶解性粘膠質(zhì)量的主要指標(biāo)是其酯化度、鎳網(wǎng)值。本文介紹了在生產(chǎn)中遇到的粘膠溶解問題及對溶解問題的改善。

關(guān)鍵詞：纖維素黃酸酯；鎳網(wǎng)值；細均化器；溶解效；措施改進

我公司在20世紀(jì)90年代引進了奧地利Lenzing公司粘膠短纖維生產(chǎn)設(shè)備，自1998年起公司設(shè)備投入運行已10多年，部分設(shè)備老化進行了相應(yīng)的部分更換及工藝技術(shù)優(yōu)化。

1 纖維素黃酸酯生產(chǎn)過程

纖維素黃酸酯是漿粕（包括棉漿、木漿和竹漿，即聚合度不同的纖維素，以不同的比例混合）與NAOH（浸漬堿液）反應(yīng)，將纖維素上直立鍵上的羥基氫奪走使纖維素活化生成堿化纖維素，然后通過物理方法（壓榨、粉碎）將反應(yīng)結(jié)束后的多余堿液去除掉得到膨松的堿纖維素，堿纖維素在老成箱內(nèi)與氧反應(yīng)將纖維素進行氧化降解，調(diào)整其平均聚合度。在真空條件下堿纖維素與二硫化碳進行反應(yīng)形成纖維素黃酸酯。黃化后纖維素黃酸酯在溶解系統(tǒng)內(nèi)進行研磨、粉碎、乳化，制得合格的溶解性粘膠。

2 溶解性粘膠指標(biāo)分析

溶解性粘膠的分析包括半分析和全分析。半分析是指測定鎳網(wǎng)值和粘度，每批溶解性膠都要進行測量，半分析操作相對簡單，現(xiàn)由車間自己測量。全分析包括溶解性粘膠的甲纖、含堿、鎳網(wǎng)值、粘度、酯化度。由于本文主要介紹粘膠溶解優(yōu)化后對鎳網(wǎng)值、粘度影響，因此下面將分別介紹鎳網(wǎng)值及粘度測定方法及測定目的。

2.1 鎳網(wǎng)值的測定

2.1.1目的。了解纖維素黃酸酯溶解效果，以便對纖維素黃酸酯生產(chǎn)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)，穩(wěn)定生產(chǎn)。

2.1.2 所需儀器。 500ml取樣杯；電動攪拌器；筒狀粘膠過濾器皿；量筒（250ml）；秒表； 鎳網(wǎng)250目。

2.1.3 測定步驟。加入150ml蒸餾水于500ml取樣杯中，然后再加入溶解好的纖維素黃酸酯100ml，開啟電動攪拌器攪拌1分鐘使混合均勻，然后靜置30秒鐘，將粘膠全部倒入筒狀過濾器皿中，從流出第一滴開動秒表，測定常壓下一分鐘流出體積，即為此批纖維素黃酸酯鎳網(wǎng)值。

2.1.4 注意事項：（1）測量用鎳網(wǎng)提前放入筒狀粘膠過濾器底部壓實，避免纖維素黃酸酯不經(jīng)過鎳網(wǎng)。（2）測量用鎳網(wǎng)每批進行更換新的，保證測量準(zhǔn)確。

2.2 溶解后纖維素黃酸酯粘度測定

2.2.1 目的 。纖維素聚合度大小直接影響著粘膠的粘度，粘度高低會影響過濾

紡絲，需要控制。

表1

2.2.2 原理。落球法：以鋼球經(jīng)過上下兩刻度（20cm）之間的時間來表示。

2.2.3 儀器。粘度管；恒溫水浴；鋼球（0.130±0.001g，d=1/8英寸）；秒表；0～50℃溫度計。

2.2.4 測定步驟。將粘膠倒入粘度管中，浸入20度水浴中恒溫20分鐘，然后投入鋼球，用秒表記錄鋼球經(jīng)過上下兩刻度（20cm）之間的時間，以表示粘度的大小。

2.2.5 計算。粘度（S） = 鋼球經(jīng)過20cm所經(jīng)過的時間。

2.2.6 注意事項：（1）自粘度管中間落下，不要接觸粘度管內(nèi)壁。（2）銹的鋼球，其影響重量和摩擦力。（3）對粘度影響很大，應(yīng)該在20度時恒溫后測定。（4）傾倒時不要產(chǎn)生氣泡。

3 纖維素黃酸酯溶解系統(tǒng)改善

3.1 纖維素黃酸酯溶解問題。纖維素黃酸酯溶解效果不好，溶解性粘膠鎳網(wǎng)值低，同時溶解粘膠粘度與紡絲要求粘度差距大，對生產(chǎn)過濾系統(tǒng)、紡絲成型都造成一定問題。

3.2 纖維素黃酸酯溶解問題分析。溶解系統(tǒng)即粘膠生產(chǎn)工藝中將黃化制成纖維素黃酸酯溶解在低溫堿溶液（本行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)通常把2℃-5℃的堿稱為低溫堿）里經(jīng)溶解循環(huán)泵、細均化制得一定組成的粘膠溶液的工藝過程。溶解效果的好壞，直觀反映是溶解膠網(wǎng)值低、粘膠過濾性能差。從溶解過程發(fā)現(xiàn)在溶解過程中管道壓力、粘膠泵功率以及溶解曲線，這三方面的數(shù)據(jù)反映每一批纖維素黃酸酯的溶解效果的好壞。目前溶解系統(tǒng)的主要由溶解循環(huán)泵、溶解機攪拌、細均化器構(gòu)成。溶解循環(huán)泵又名雙螺桿泵：電機功率45Kw，工作能力100m3/h，轉(zhuǎn)速805rpm，起到輸送及循環(huán)粘膠作用；溶解機：容積40-50m3，攪拌電機功率2.2kW，轉(zhuǎn)速24rpm，黃化后的粘膠循環(huán)、溶解，貯存粘膠；細均化器：電機功率45kW，工作能力60m3/h～70m3/h，均化間隙2mm～4mm，將粘膠中的膠塊粉碎，使其充分溶解，利于過濾和熟成。

3.3 纖維素黃酸酯溶解問題解決。確定了問題重點，我公司對細均化器齒盤進行了拆檢，發(fā)現(xiàn)細均化器齒盤齒由于長時間使用磨損嚴重，纖維素黃酸酯不能很好的被粉碎，進而影響纖維素黃酸酯溶解效果。查明了問題，我公司安排對一組溶解系統(tǒng)進行改造試驗，更換新的細均化器用齒盤，通過改造測得相關(guān)溶解系統(tǒng)數(shù)據(jù)見表1。細均化器更換齒盤后，纖維素黃酸酯溶解明顯改善，鎳網(wǎng)值得到提高，溶解性粘膠粘度下降同時與紡絲要求粘度差距降低；溶解循環(huán)管道壓力和粘度泵功率不同程度的上升，且漲幅較大。從更換前后數(shù)據(jù)對比看細均化器更換齒盤后粘膠的溶解效果得到了改善。對溶解曲線進行比較，從溶解開始到溶解平穩(wěn)，更換后所用的時間明顯比更換前所用的時間要少10分鐘左右。

結(jié)語

通過長期工藝生產(chǎn)對溶解系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計及總結(jié)，我們根據(jù)溶解系統(tǒng)過程中反應(yīng)的出來的數(shù)據(jù)進行整理總結(jié)，對均化齒盤進行有目的的更換、修復(fù)，使纖維素黃酸酯溶解效果得到改進，優(yōu)化溶解系統(tǒng)、保證過濾性能，減小對紡絲成型影響。

參考文獻

[1]王飛俊，郝紅英，邵自強.蔗渣閃爆處理及其黃原酸化物的制備和應(yīng)用[J].纖維素科學(xué)與技術(shù)，2003（03）.

中圖分類號：TQ352

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