Совершенствование технологии получения целлюлозы окислительно-органосольвентным способом из недревесного растительного сырья

Abstract

An improved process flow diagram for the production of cellulose by oxidation-organosolvent method from non-wood vegetable raw materials with pre-alkaline treatment and recovery of the spent cooking solution has been developed. It is shown that it is possible to obtain technical cellulose with the desired properties with repeated use of the spent cooking solution, which allows to reduce the consumption of acetic acid and fresh water by two and 1.7 times, respectively. The scheme includes the following stages: preparation of raw materials; preparation of the cooking composition and alkaline solution, alkaline treatment, cooking and washing of cellulose, recovery of the spent cooking solution, neutralization of the spent alkaline solution and the use of contaminated water. When implementing the flowcharts are formed by the following types of contaminated water: water for rinsing plant material circulates through the first and second steps of adding water with catalyst; circulating the water from flushing technical pulp in three stages - the washing water from the first washing stage is directed to the Converter; the washing water from the second stage washing sent to the first stage of the wash technical cellulose; the third step of the rinsing water is fed from the drum filter with the addition of fresh water; the concentration of sodium hydroxide in the spent alkaline solution is 1.75 %. In the neutralizer, weakly acidic water with a concentration of acetic acid of 0.83% and sodium acetate with a concentration of 2.5% is formed; weakly acidic water from the neutralizer is fed to the first stage of washing plant raw materials. Fresh water is used for the preparation of balanced peracetic acid, alkaline solution and the third stage of technical cellulose washing. Solid waste is formed in the hydraulic separator during washing of vegetable raw materials; in the tank of the spent cooking solution in the form of a precipitate from zero fiber; in the neutralizer, the washed precipitate can be used as an anti-frost additive for concrete. It is proposed to use reactor and neutralizer as the main technological equipment. © 2019 Altai State University. All rights reserved.

Разработана усовершенствованная принципиальная технологическая схема получения целлюлозы окислительно-органосольвентным способом из недревесного растительного сырья с предварительной щелочной обработкой и рекуперацией отработанного варочного раствора. Показана возможность получения технической целлюлозы с заданными свойствами при многократном использовании отработанного варочного раствора, что позволяет сократить расход уксусной кислоты и свежей воды в два и 1.7 раза соответственно. Схема включает следующие стадии: подготовку сырья; приготовление варочной композиции и щелочного раствора, щелочную обработку, варку и промывку целлюлозы, рекуперацию отработанного варочного раствора, нейтрализацию отработанного щелочного раствора и использование загрязненной воды. При реализации предложенной технологической схемы образуются следующие виды загрязненной воды: вода для промывки растительного сырья циркулирует по первой и второй ступеням при добавлении воды с ;нейтрализатора; оборотная вода от промывки технической целлюлозы в три ступени - промывную воду с первой ступени промывки направляют в нейтрализатор; промывную воду со второй ступени промывки направляют на первую ступень промывки технической целлюлозы; на третью ступень промывки подают воду с барабанного фильтра с добавлением свежей воды; концентрация гидроксида натрия в отработанном щелочном растворе составляет 1.75%. В нейтрализаторе образуется вода с концентрацией уксусной кислоты 0.83 % и ацетата натрия с концентрацией 2.5%; воду с нейтрализатора подают на первую ступень промывки растительного сырья. Свежая вода используется для приготовления равновесной перуксусной кислоты, щелочного раствора и на третью ступень промывки технической целлюлозы. Твердые отходы образуются в гидроразбивателе при промывке растительного сырья; в баке отработанного варочного раствора в ;виде осадка из нулевого волокна; в нейтрализаторе промытый осадок можно использовать как противоморозную добавку для бетонов. В качестве основного технологического оборудования предложено использовать реактор и ;нейтрализатор.