二氧化氯在精制棉漂白上的应用

技了Ｉ［交疆　二氧化氯在精制棉漂白上的应用　、　…　知㈣。　ｔ　篓　三墨些墨．坚　兰　旦墨瘸　瞟西／镰　各＼剜　懔西　　＠　＊Ａｐｐｌｉｃａｔｉ。ｎ。ｆ　ｃｈＩｏｒｉｎｅ　ｄｉ。ｘｉｄｅ　ｉｎ　ｂｌｅａｃｈｉｎｇ　ｃｈｅｍｉ　ｌ　ｃ。ｔｔ。ｎ　Ａｂｓｌｒａｃｔ　Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｃｈｌｏｒｉｎｅ　ｄｉｏｘｉｄｅ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｌｅａｃｈｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｔ＂ｔｏｎ　ｉｓ　ｐｒｏ—　ｄｕｃｅｄ—ｗｉｔｈ　ｉｔｓ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　ｏｖｅｒ　１　０００　ｒｒｌＰａ・ｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｈｉｔｅｎｅｓｓ　ｏｖｅｒ　８７　．Ｉｔ　ｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｔｉｍｅ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｔｈａｔ　ｃｈ］ｏ　ｆｉｎｅ　ｏ　ｄｅ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｂｌｅａｃｈｉｎｇ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｔｔｏｎ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｔｔｏｎ，ｃｈｔｏｒｉｎｅ　ｄｉｏｘｉｄｅ，ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ，ｗｈｉｔｅｎｅｓｓ　精制棉是纤维素酯类和醚类衍生物的重要原　料．制造高档纤维素衍生物对生产精制棉提出了高　的要求，既要纤维素纯度高　聚合度高，也要求白度　高、反应性能好．一般纤维素原料很难满足要求。　惠民应用化工研究所通过研制和试验，采用二　氧化氯漂白新工艺．成功地解决了产品粘度和白度　的矛盾．使精制棉质量全面达到双高的新水平．粘度　突破ｌ　０００ｍＰａ・ｓ（国标最高品级为８００ｍＰａ・ｓ），　同时白度达到特级品８７　的要求＋而且产品的纯度　左右。试验Ａ第一段仍用次氯酸钠进行氯化，温度　为常温．经一段处理后，产品粘度立即下降，后来用　Ｄ替代Ｈ，白度略有提高。试验Ｂ是用Ｄ全部替代　常规的Ｃ与Ｈ，产品出现了特高粘度．白度也上升　到一级品水平。　衰１不同漂白工艺结果对比　和化学反应性能也有相应的提高　１精制棉的漂白　１．１不同漂白工艺的对比　精制棉生产的传统漂白工艺使用氯气和次氯酸　钠等漂白剂．其生产废水对环境和人体健康有极大　的危害。次氯酸钠漂白时产生的三氯甲烷剧毒物，对　人体有致癌作用。不同程度产生的有机氯化物如二　注　裹中常规生产即传境漂白．符号ｃ指氯化ｃ使甩氯气或擞瓤　酸钠）一Ｅ代表碱处理．Ｈ代表嵌瓤酸钠漂白．Ｄ表示二氧化瓤　１．２最佳漂白工艺的选择　笔者在研究国外木浆生产的少氯漂白工艺的基　础上，进一步探索到适应精制棉生产的特殊性．　实　现高粘度、高白度为目标，既要充分发挥二氧化氯的　功效以减少其用量．又要克服少氯自身的弱点．变不　利因素为有利因素。　在Ｄ与ｃ的两种工艺控制上．对反应环境的要　求是截然不同的，用二氧化氧漂白适应低ｐＨ值和　较高反应温度的条件；而次氯酸钠则相反．要求高　ｐＨ值和尽可能低的反应温度。　１９９９年第１９卷第７期现代化工　恶英也能致癌。工业发达国家早在８０年代已明文规　定＋禁止使用多氯漂白。　传统的漂白效果不如少氯漂白．它的最大弊端　是破坏纤维素，使纤维素制品的粘度下降　见表１。　从结果对比中可明显看出．常规生产中产品白　度只能达到二级品水平．而粘度多数在５００　ｍＰａ・ｓ　・１　Ｒ・　维普资讯 http://www.cqvip.com

本工艺选择了先Ｄ后Ｃ的组合方式，即先用二　位只有在０．９　Ｖ以下才适宜．提高ｐＨ值．氧化电位　下降，对漂白有利，但ｐＨ达到７时，二氧化氯在水　溶液中快速分解．在７０Ｃ时在开始的半小时内便急　剧发生分解，这对漂白的生产控制十分不利。其分解　产物主要是无氧化能力的氯酸盐以及氧化能力较小　氧化氯处理，使用能充分发挥其漂白功能的最佳条　件，保护纤维素少受破坏．然后补加少量次氯酸钠，　前后均维持较低的ｐＨ值（不大于５）和较高的反应　温度（７０￣８０　Ｃ）．实现了前后的连贯操作，极大地简　化了工艺．缩短了流程，获得了良好的漂白效果。见　表２　衰２　Ｄ／ｃ段漂白质■情况　的亚氯酸盐（见图１），使水溶液中有效的二氧化氯　浓度显著下降，造成二氧化氯的浪费　因此．使用二　氧化氯为漂白剂时，切记不能提高水溶液的ｐＨ值　试验结果表明，在Ｄ之后补加Ｃ，产品牯度下降　甚微，不到５　．而白度在Ｄ的基础上又继续提高两　个百分点　Ｄ／Ｃ工艺的突破，为双高精制棉生产打　下了重要基础。然后进行了Ｈ段碱处理，以充分溶　解和清除前段披氧化的色素与杂质以及部分低聚糖　酸类水解物．为第２次二氧化氯漂白创造好条件，形　成了Ｄ／ｃＥＤ的漂白流程，最终精制棉达到预期的　质量指标，优于表１中的各种漂白方式。见表３。　衰３最佳漂白工艺备段质量变化　２二氧化氯漂白机理及影响因素　２．１二氧化氯的基本特性　二氧化氯性质不稳定，一般制成水溶液。作为漂　白剂是利用它的氧化能力。二氧化氯的氧化电位低　于纤维素的氧化电位，但高于附着在纤维素上的杂　质与色素的电位，所以它能氧化纤维素上的杂质与　色素，达到漂白的目的，而对纤维素碳水化台物则相　对稳定。因此，二氧化氯是一种具有选择性的氧化漂　白剂　二氧化氯在水溶液中的氧化电位随水溶液的　ｐＨ值的不同而变化。作为纤维素的漂白剂，氧化电　现代化工１　９９９年第１　９卷第７期　１总氯化物；２－－氯酸盐；３亚氯酸盐　４一二氧化氯　图１　Ｃ１０　在７０Ｃ水中舟解产物形成的速率　２　２合理运用Ｄ与Ｃ的互补性　氯气和次氯酸钠的氧化电位均较高．这正是它　破坏纤维素聚台度的致命原因　它们的水溶液的化　学形态也随ｐＨ值的变化而变化　因此，使用氯气或次氯酸钠为漂白剂时，在水溶　液中．随ｐＨ值的不同，其氯化产物比例不同．但氧　化电位均大于０．９　Ｖ，只有ｐＨ＞９．５，水溶液中ｇｇ　为Ｏｃ１一离子态时，氧化电位处于０．９４　Ｖ，此时对纤　维素的降解破坏才较小。　本工艺中Ｄ／Ｃ段的ｐＨ值控制在５以下．又是　高温，为什么次氯酸钠没有使纤维素严重降解呢？一　般情况下．次氯酸钠漂白温度不宜大于３０Ｃ，温度　每升高７　Ｃ．反应速度增大一倍　在７０～８０Ｃ的高温　下，氧化降解非常严重，而特定的Ｄ／Ｃ组合．打破了　这个规律性，这正是本工艺的特殊之处。　因为是先加入二氧化氯，它对纤维素物料进行　了选择性氧化，自身转化成ＨＣＩＯ　或其盐类。　ＣＩＯ　＋纤维索物料一ＨＣＩＯ：＋被氧化物料　残留在反应液中的亚氯酸（盐）对纤维素的氧化　作用甚微，不能继续起漂白作用，必须有其他活化物　质使之“活化”才能再显氧化性。在此情况下．朴加次　氯酸钠，形成Ｄ／ｃ进程，因介质水溶液ｐＨ值低，次　・１　９・　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｆ　低沸点催化剂催化反应设备　冯天扬　张　缨乙　志才　崔现宝　丽捕要学院．３０００７２）　遗过引＾外储环霄厦气｛醴丹离器・对低拂点催化剂催化反应设备进行　改进。介绍了改进方案厦应用效果　美量词低沸点催化剂，艟化反应设备．氯化反应　ｒ－——－　・－～　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｏｒ　ｆｏｒ　ｌｏｗ　ｂｏｉｌｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ　ｃａｔａｌｙｓｔ　Ｆｅｎｇ　Ｔｉａｎｙａｎｇ．Ｚｈａｎｇ　Ｙｉｎｇ，Ｙａｎｇ　Ｚｈｉｃａｉ．Ｃｕｉ　Ｘｉａｎｂａｏ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅ　ｒｓｉｔｙ．３０００７２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｂｙ　ａｄｄｉｎｇ　ａｎ　ｏｕｔｅｒ—ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｐｉｐｅ　ａｎｄ　ｇａｓ—ｌｉｑｕｉｄ　ｓｅｐａｒａｔｏｒ．ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｏｒ　ｔｏｒ　ｌｏｗ　ｂｏｉｌｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｍｅｌｉｏｒａｔｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｔ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｌｏｗ　ｂｏｉｌｉｎｇ　ｃａｔａｌｙｓｔ，ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｒｅａｃｔｏｒ．ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ　在某些催化反应过程中．催化剂的沸点较低，而　在催化反应过程中．催化剂在反应区被气化．经　反应器顶部冷凝器冷凝回流入反应区　由于蒸气管　内上升蒸气与冷凝液体呈逆流状态．部分回流液体　会动态地滞留在反应器上部．甚至部分液体随不凝　一　…一……一…●ｔ……‘一ｌ１．－～…●　‘…　●　…　●一●　反应温度高于（或接近）催化剂的沸点，维持催化剂　在反应区内有较高浓度是控制反应选择性及反应速　率的关键．更是节能降耗、安全生产的前提　～……………～……一一‘……　………氯酸钠绝大部分转化为ＨＣ１Ｏ。而ＨＣ１Ｏ恰好成为　亚氯酸（盐）的活化剂。　ＨＣＩＯ一２ＨＣ１０　一２Ｃｔ０７十＋Ｈ：ｏ＋ＨＣＩ　现有国家标准．它不仅粘度高、白度高、　纤维素含　量高．而且其化学反应活性也得到提高　从电子显微　镜扫描观察．经二氧化氯漂白的纤维．其纤维的管腔　出现了撕裂或溃烂，这有利于使纤维管腔内难　精　制的杂质得到清理和排除．对纤维素酯类衍生物的　过滤性提高很有好处　另一方面又使化学反应药剂　它使二氧化氯漂白后的残留亚氯酸（盐）再次活　化生成二氧化氯．继续发挥良好的漂白作用。这就是　加次氯酸钠后，精制棉白度进一步提高而粘度却下　降甚微的原因所在。在本工艺的特定条件下，次氯酸　钠成为二氧化氯残液的活化剂．而二氧化氯叉成为　次氯酸钠的保护剂，起到良性的互补作用。从而打破　了次氯酸钠不能在低ｐＨ值和高温状况下进行漂白　的常规，实现了理论上和实践上的重大突破。　易于渗入纤维内壁进行反应，有利于提高纤维素衍　生物的纯度和均匀性。　３　３生产成本可以接受　使用二氧化氯少氯漂白．虽然生产成本略有升　高．但产品是高档次的。常规生产的二级品白度的精　制棉．用二氧化氯漂白可生产出一级品和特级品的　优质精制棉，可按质论价．提高经济效益。　二氧化氯的价格问题是生产成本中的关键　若　从市场上购买二氧化氯水溶液．价格昂贵．运输也不　方便，笔者认为自产自用为宜。　二氧化氯少氯漂白工艺在木浆制造上已经开始　推广使用　在精制棉生产上的应用国内尚属空白　从　开发高档纤维素衍生物角度而言，该工艺是有推广　价值的　收稿１３期：１９９９—０４　ｌ２　３新工艺的经济效益与社会效益　３．１减少环境污染　传统的多氯漂白产生的工业废水含有剧毒物　质，对环境尤其是水源会造成严重污染．改用二氧化　氯少氯漂白工艺．可以将氯气和次氯酸钠的用量限　制到甚小程度。加之采用特定的Ｄ／Ｃ组合方式．它　不同于单纯使用氯气和次氯酸钠，完全改变了原来　的性质．所以污染危害也就更少了。　３　２提供了优质的精制棉产品　使用二氧化氯漂白精制棉，全面达到并超出了　・２０・　１　９９９年第ｌ　９卷第７期现代化工