一種思茅松丙二醇蒸煮制漿的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種思茅松使用丙二醇有機(jī)溶劑蒸煮制漿的方法，采用云南特色木材纖維原料思茅松，使用丙二醇溶劑及檸檬酸和硫酸蒸煮制漿。通過本發(fā)明方法制得的紙漿具得率高，黏度較高，強(qiáng)度較好和紙漿白度較好的特點(diǎn)。
【專利說明】一種思茅松丙二醇蒸煮制漿的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于木材原料有機(jī)溶劑法制漿【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種思茅松原料的丙二醇蒸煮制漿領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]思茅松，學(xué)名卡錫松，是云南省主要的速生用材樹種之一，是目前國(guó)內(nèi)使用的針葉木造紙?jiān)现猩L(zhǎng)速度最快的樹種，思茅松木質(zhì)結(jié)構(gòu)細(xì)密，木質(zhì)纖維長(zhǎng)，且韌性好，其纖維長(zhǎng)度平均3.78mm,纖維壁厚3.7 μ m，尤其晚材壁厚6.7 μ m，是一種制漿造紙理想原料。
[0003]目前思茅松的制漿方法主要為硫酸鹽法及燒堿法，不過這類方法制漿的主要缺點(diǎn)是污染嚴(yán)重，設(shè)備及廢液處理等投資費(fèi)用高。有機(jī)溶劑制漿法制漿，其目的在于取代傳統(tǒng)制漿工藝，尋求可提高紙質(zhì)量及產(chǎn)量的新方法。目前，得到廣泛認(rèn)可的有機(jī)溶劑制漿法中，低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，比如沸點(diǎn)都小于100°c的乙醇和甲醇等低沸點(diǎn)醇是溶劑制漿中優(yōu)先選擇的溶劑。但是，這類低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的低沸點(diǎn)、高揮發(fā)性和易燃等特性，使制漿蒸煮必須高壓下進(jìn)行，存在潛在的易燃、易爆及相關(guān)事故的安全隱患。而丙二醇溶劑沸點(diǎn)為210°c，屬于高沸點(diǎn)型的有機(jī)醇，高溫蒸煮時(shí)產(chǎn)生的蒸汽壓較小，可以在接近常壓下蒸煮從而安全性高。但目前在高沸點(diǎn)溶劑法制漿過程中，對(duì)木材原料的蒸煮溫度大多高于200°C，采用在蒸煮中配加酸類助劑，可期望降低蒸煮溫度。同時(shí)丙二醇蒸煮廢液可作為蒸煮液回用，可期望達(dá)到溶劑系統(tǒng)內(nèi)封閉循環(huán)使用的效果，從而進(jìn)一步達(dá)到高效節(jié)能清潔化生產(chǎn)的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種思茅松有機(jī)溶劑制漿的方法，采用該方法制得的紙漿具有得率高，黏度較高，強(qiáng)度較好，紙漿白度較好，且蒸煮過程中壓力小的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明蒸煮制漿方法中，是以云南特色材種思茅松為原料，使用丙二醇有機(jī)溶劑為蒸煮液，同時(shí)配加檸檬酸和硫酸為助劑進(jìn)行蒸煮制漿。
[0006]本發(fā)明思茅松有機(jī)溶劑法蒸煮制漿方法按照以下具體步驟進(jìn)行，文中百分比除特別說明外均為質(zhì)量百分比:
(O用鍘刀將思茅松劈拆成2cnT3cm,寬度3cm以下的木段,作為制衆(zhòng)實(shí)驗(yàn)原料；
(2)備料后，將木段原料、丙二醇、水及檸檬酸-硫酸混合助劑一并置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行思茅松丙二醇法蒸煮制漿；蒸煮結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦?，取出鋼制密封小罐，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；
(3)所得漿料用1:10液比(即最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用新鮮溶液體積的比值)的80-95°C的熱水于90°C的水浴鍋中攪拌洗滌三次，每30min —次，中間離心甩干，最后用清水常溫下洗滌至pH=6.5^7.5 ；
(4)步驟(3)后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到思茅松潔凈紙漿。[0007]根據(jù)最終紙漿低高錳酸鉀值和高黏度要求，步驟(2)的蒸煮制漿處理?xiàng)l件可以調(diào)節(jié)，上述步驟(2)丙二醇法蒸煮制漿工藝條件為:將思茅松木段原料和蒸煮溶液以絕干原料質(zhì)量:蒸煮溶液總體積的比值=1:41:8的液比置入鏈?zhǔn)接驮≌糁箦佒?，其中蒸煮溶液是指在體積百分比濃度為60-90%的丙二醇水溶液中添加絕干原料質(zhì)量1~3%的檸檬酸和絕干原料質(zhì)量廣3%的硫酸為助劑而制得的溶液；密閉蒸煮鍋后升溫90min至150°C小保溫90min,升溫時(shí)間從80°C開始計(jì)時(shí)，小保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至最高溫度170°C ^190°C下保溫 210min~360min。
[0008]本發(fā)明中試劑無特殊說明，均為市售的常規(guī)試劑，使用的丙二醇、檸檬酸和硫酸等試劑為分析純?cè)噭?br> [0009]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):
丙二醇的沸點(diǎn)超過200°C，高溫蒸煮時(shí)產(chǎn)生的蒸汽壓較小，可以在接近常壓下蒸煮從而安全性高。同時(shí)加入酸類助劑有利于木質(zhì)素在酸性條件下的進(jìn)一步脫除，可期望能顯著降低丙二醇蒸煮過程中所需的最高保溫溫度，從而達(dá)到降低蒸煮過程中蒸煮溫度的目的。
[0010]速生針葉木原料思茅松的丙二醇法蒸煮制漿，在盡可能清潔化生產(chǎn)前提下，并在促進(jìn)脫木質(zhì)素和保護(hù)碳水化合物的同時(shí)，可在常壓下制得較高得率，較低卡伯值，較好黏度的思茅松制漿。采用本發(fā)明方法制得的思茅松紙漿有得率高，強(qiáng)度好的特點(diǎn)，得率可達(dá)到52~63%，黏度可達(dá)120(Tl400mL/g，卡伯值可達(dá)18~28。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容，實(shí)施例中所有百分比除特別說明外均為質(zhì)量百分比，用量均為對(duì)絕干原料質(zhì)量的百分t匕，液比均為絕干原料質(zhì)量對(duì)總?cè)芤后w積的比值。
[0012]實(shí)施例1:本 思茅松丙二醇法蒸煮制漿方法，具體內(nèi)容如下:
實(shí)施例中以思茅松為原料，用鍘刀切成長(zhǎng)度2cnT3Cm，寬度3cm以下的木段；木段經(jīng)篩選后放入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行丙二醇法蒸煮制漿，具體步驟如下:
(1)配制蒸煮溶液:按照體積百分比濃度為60%配置丙二醇水溶液，再以1:4.5的液比配制丙二醇蒸煮溶液，然后再添加用量2%檸檬酸和3%硫酸；
(2)將步驟(1)所配蒸煮溶液和木段一并置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械腎L鋼制密封小罐
中；
(3)步驟(2)后將鋼制小罐密封，裝入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒?，空轉(zhuǎn)lOmin，使罐中原料與溶液進(jìn)一步混合均勻；
(4)步驟(3)后開始升溫，溫度升至80°C后開始計(jì)時(shí)，90min后溫度升至150°C，并在此溫度下保溫90min ；
(5)步驟(4)保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至190°C，并在此溫度下保溫300min；
(6)步驟(5)保溫結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦?，取出鋼制密封小罐，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；
(7)步驟(6)分離廢液后，所得漿料用1:10液比(即最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用新鮮溶液體積的比值)的90°C的熱水于90°C的水浴鍋中攪拌洗滌三次，每30min —次，中間離心甩干，最后用清水常溫下洗滌至PH=6.5^7.5 ；
(8)步驟(7)后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到潔凈紙漿。
[0013]結(jié)果:紙漿得率55.5%，黏度1290mL/g，卡伯值19.1。
[0014]實(shí)施例2:本思茅松丙二醇法蒸煮制漿方法，具體內(nèi)容如下:
實(shí)施例中以思茅松為原料，用鍘刀切成長(zhǎng)度2cnT3Cm，寬度3cm以下的木段；木段經(jīng)篩選后進(jìn)行預(yù)浸潰，預(yù)浸潰后置于IL鋼制密封小罐中，并放入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行丙二醇法蒸煮制漿，具體步驟如下:
(1)配制蒸煮溶液:按照體積百分比濃度為70%配置丙二醇水溶液，再以1:6的液比配制丙二醇蒸煮溶液，然后再添加用量3%檸檬酸和2%硫酸；
(2)將步驟(1)所配蒸煮溶液和木段一并置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械腎L鋼制密封小罐
中；
(3)步驟(2)后將鋼制小罐密封，裝入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒?，空轉(zhuǎn)lOmin，使罐中原料與溶液進(jìn)一步混合均勻；
(4)步驟(3)后開始升溫，溫度升至80°C后開始計(jì)時(shí)，90min后溫度升至150°C，并在此溫度下保溫90min ；
(5)步驟(4)保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至170°C，并在此溫度下保溫360min；
(6)步驟(5)保溫結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦?，取出鋼制密封小罐，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；
(7)步驟(6)分離廢液后，所得漿料用1:10液比(即最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用新鮮溶液體積的比值)的80°C的熱水于90°C的水浴鍋中攪拌洗滌三次，每30min —次，中間離心甩干，最后用清水常溫下洗滌至PH=6.5^7.5 ；
(8)步驟(7)后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到潔凈紙漿。
[0015]結(jié)果:紙漿得率58.2.0%，黏度1310mL/g，卡伯值20.4。
[0016]實(shí)施例3:本思茅松丙二醇法蒸煮制漿方法，具體內(nèi)容如下:
實(shí)施例中以思茅松為原料，用鍘刀切成長(zhǎng)度2cnT3Cm，寬度3cm以下的木段；木段經(jīng)篩選后進(jìn)行預(yù)浸潰，預(yù)浸潰后置于IL鋼制密封小罐中，并放入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行丙二醇法蒸煮制漿，具體步驟如下:
(O配制蒸煮溶液:按照體積百分比濃度為90% (體積百分?jǐn)?shù))的濃度配置丙二醇水溶液，再以1:8的液比配制丙二醇蒸煮溶液，然后再添加用量3%檸檬酸和1%硫酸；
(2)將步驟(1)所配蒸煮溶液和木段一并置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械腎L鋼制密封小罐
中；
(3)步驟(2)后將鋼制小罐密封，裝入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒校辙D(zhuǎn)lOmin，使罐中原料與溶液進(jìn)一步混合均勻；
(4)步驟(3)后開始升溫，溫度升至80°C后開始計(jì)時(shí)，90min后溫度升至150°C，并在此溫度下保溫90min ；
(5)步驟(4)保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至180°C，并在此溫度下保溫240min；
(6)步驟(5)保 溫結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦?，取出鋼制密封小罐，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；
(7)步驟(6)分離廢液后，所得漿料用1:10液比(即最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用新鮮溶液體積的比值)的95°C的熱水于90°C的水浴鍋中攪拌洗滌三次,每30min —次，中間離心甩干，最后用清水常溫下洗滌至PH=6.5^7.5 ；
(8)步驟(7)后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到潔凈紙漿。
[0017]結(jié)果:紙漿得率61.5%，黏度1350mL/g，卡伯值24.5。
[0018]實(shí)施例4:本思茅松丙二醇法蒸煮制漿方法，具體內(nèi)容如下:
實(shí)施例中以思茅松為原料，用鍘刀切成長(zhǎng)度2cnT3Cm，寬度3cm以下的木段；木段經(jīng)篩選后進(jìn)行預(yù)浸潰，預(yù)浸潰后置于IL鋼制密封小罐中，并放入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行丙二醇法蒸煮制漿，具體步驟如下:
(1)配制蒸煮溶液:按照體積百分比濃度為80%配置丙二醇水溶液，再以1:7的液比配制丙二醇蒸煮溶液，然后再添加用量1%檸檬酸和2%硫酸；
(2)將步驟(1)所配蒸煮溶液和木段一并置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械腎L鋼制密封小罐
中；
(3)步驟(2)后將鋼制小罐密封，裝入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒?，空轉(zhuǎn)lOmin，使罐中原料與溶液進(jìn)一步混合均勻；
(4)步驟(3)后開始升溫，溫度升至80°C后開始計(jì)時(shí)，90min后溫度升至150°C，并在此溫度下保溫90min ；
(5)步驟(4)保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至185°C，并在此溫度下保溫350min；
(6)步驟(5)保溫結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦?，取出鋼制密封小罐，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；
(7)步驟(6)分離廢液后，所得漿料用1:10液比(即最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用新鮮溶液體積的比值)的85°C的熱水于90°C的水浴鍋中攪拌洗滌三次,每30min —次，中間離心甩干，最后用清水常溫下洗滌至PH=6.5^7.5 ；
(8)步驟(7)后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到潔凈紙漿。
[0019]結(jié)果:紙漿得率62.7%，黏度1380mL/g，卡伯值27.8。
【權(quán)利要求】
1.一種思茅松丙二醇蒸煮制漿的方法，其特征在于具體工藝步驟如下: (1)將思茅松劈拆成2cnT3cm,寬度3cm以下的木段,作為蒸煮制衆(zhòng)原料； (2)備料后，將木段原料、丙二醇、水及檸檬酸-硫酸混合助劑一并置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行思茅松丙二醇法蒸煮制漿； (3)蒸煮完成后分離漿料和廢液，所得漿料以1:10液比的80-95°C的熱水于90°C的水浴鍋中攪拌洗滌三次，每30min—次，中間離心甩干，最后用清水常溫下洗滌至pH=6.5^7.5 ； (4)洗滌后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到思茅松潔凈紙漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述思茅松丙二醇法蒸煮制漿方法，其特征在于:步驟(2)蒸煮制漿工藝條件為:將思茅松木段原料和蒸煮溶液以絕干原料質(zhì)量:蒸煮溶液總體積的比值=1:41:8的液比置入鏈?zhǔn)接驮≌糁箦佒校渲姓糁笕芤菏侵冈隗w積百分比濃度為60、0%的丙二醇水溶液中添加絕干原料質(zhì)量廣3%的檸檬酸和絕干原料質(zhì)量f 3%的硫酸為助劑而制得的溶液；密閉蒸煮鍋后升溫90min至150°C小保溫90min，升溫時(shí)間從80°C開始計(jì)時(shí)，小保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至最高溫度170°C ~190°C下保溫210min~360min。
【文檔編號(hào)】D21C3/20GK103835172SQ201410096855
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】何潔, 朱勇, 陳克利 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)