[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用秸稈或能源植物制備溶解漿的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710947155.X
• 申請(qǐng)日: 2017-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109653012B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李濱;劉兆彥;劉超;王東;張躍冬;馬君志;王樂(lè)軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所;恒天纖維集團(tuán)有限公司;恒天海龍（濰坊）新材料有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): D21C3/00
• 分類(lèi)號(hào): D21C3/00;D21C3/02;D21C3/26;D21C9/10;D21C9/14;D21C9/16;D21C1/00
• 代理公司: 北京金信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;黃威

本發(fā)明公開(kāi)了一種利用秸稈和能源植物制備溶解漿的方法，包括以下步驟：1)原料預(yù)處理；2)預(yù)浸漬處理；3)水熱處理；4)溫和堿處理；5)精制處理等。根據(jù)本發(fā)明的制備方法針對(duì)農(nóng)作物秸稈類(lèi)原料和能源植物的原料特性，設(shè)計(jì)了一整套新的溶解漿制備工藝，為其高值化利用提供了更多的選擇；本發(fā)明工藝步驟簡(jiǎn)單，設(shè)備和工廠管理成本低；處理?xiàng)l件相對(duì)溫和，化學(xué)試劑用量少，生產(chǎn)能耗、化學(xué)試劑成本以及廢液處理難度低；簡(jiǎn)單的處理過(guò)程和溫和的反應(yīng)條件，降低了纖維素的過(guò)度降解，從而提高或穩(wěn)定了α?纖維素含量、纖維素聚合度、純度和產(chǎn)品得率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)再利用領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于生產(chǎn)粘膠纖維、天絲(Lyocell纖維)和其他纖維素衍生物產(chǎn)品的溶解漿(高純纖維素)的制備方法。

背景技術(shù)

溶解漿是一種高純纖維素，是生產(chǎn)粘膠纖維、醋酸纖維、硝化纖維和纖維素醚等產(chǎn)品的重要中間產(chǎn)品，在紡織、軍工、食品、涂料、化工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)粘膠纖維的原料主要是來(lái)自棉漿和木漿的溶解漿，還包括少量竹漿溶解漿。近年來(lái)，由于棉花的種植面積減少，木漿的使用量逐年增加，同時(shí)我國(guó)對(duì)溶解漿的需求量也在逐年增加。2015年我國(guó)進(jìn)口的溶解漿超過(guò)200萬(wàn)噸，且近幾年進(jìn)口量以每年14-17％的速度遞增。進(jìn)口溶解漿的質(zhì)量較高，而且價(jià)格低，近四年國(guó)產(chǎn)溶解漿與進(jìn)口溶解漿的月均差價(jià)約為850元/噸。所以，國(guó)內(nèi)相關(guān)骨干企業(yè)在努力提升國(guó)產(chǎn)溶解漿質(zhì)量的同時(shí)，也在尋求生產(chǎn)溶解漿的其他廉價(jià)原料，以期降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)于溶解漿的生產(chǎn)技術(shù)，主要分為兩種，即酸性亞硫酸鹽法和預(yù)水解硫酸鹽法(Sixta，Handbook of Pulp，2006)。過(guò)去，溶解漿的生產(chǎn)以酸性亞硫酸鹽法為主(US5139617)，但由于環(huán)境及其他原因，近些年新改建的生產(chǎn)線(xiàn)基本上都采用預(yù)水解硫酸鹽法，導(dǎo)致酸性亞硫酸鹽法工藝所占比例逐漸下降。此外，也有少量采用有機(jī)溶劑等制漿工藝進(jìn)行溶解漿的制備。所用原料主要是棉短絨、木片和竹片。由于近年棉花欠收和種植面積的縮減，木片的使用量逐漸增加，而且直接利用商品漂白木漿為原料通過(guò)堿浸漬脫除半纖維素來(lái)生產(chǎn)溶解漿的新工藝也被多家粘膠廠采用(Zhang et al.,Carbohydrate Polymers,2016,141,238-243)。非木材原料除了竹片的利用，甘蔗渣、龍須草也可被用來(lái)生產(chǎn)溶解漿，但由于地域的限制等因素還未被大量用于生產(chǎn)(Yuan et al.,Biotechnology forBiofuels,2017,10(1),38)。所以，相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)也在尋求其他廉價(jià)易得的原料來(lái)代替昂貴的木漿，來(lái)生產(chǎn)粘膠纖維用高純纖維素產(chǎn)品。

本發(fā)明針對(duì)大量廉價(jià)易得的農(nóng)作物秸稈(例如玉米秸稈、麥稈、稻稈等)和正在大量種植的能源植物(芒草、柳枝稷等)的原料特性，適應(yīng)性的開(kāi)發(fā)了一種新的溶解漿制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)農(nóng)作物廢棄物秸稈和能源植物的綜合利用以及現(xiàn)有的溶解漿制備過(guò)程中的工藝技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面提出一種利用秸稈和能源植物制備溶解漿的新方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的制備方法包括以下步驟：

1)原料預(yù)處理：對(duì)原料進(jìn)行初步破碎，使原料顆粒長(zhǎng)度不多于3厘米，

其中所述原料為秸稈或能源植物，所述秸稈選自玉米秸稈、麥稈或稻稈等，所述能源植物選自芒草或柳枝稷等。

2)預(yù)浸漬處理：向步驟1)中得到的原料顆粒中加水至固液比1:5-1:15，然后加入鹽酸或硫酸調(diào)節(jié)pH＝1-7，再加入助劑A攪拌均勻后直接在40-95℃進(jìn)行預(yù)浸漬處理20-90min，預(yù)浸漬完成后，擠出預(yù)浸漬液，用預(yù)浸漬原料產(chǎn)物5-20倍重量的水將預(yù)浸漬原料洗凈；