首页 理论教育Lyocell纤维制备中重要的溶剂回收技术

Lyocell纤维制备中重要的溶剂回收技术

【摘要】:溶剂回收在Lyocell纤维制备工艺中有举足轻重的地位。稳定可靠的溶剂回收技术是生产优质Lyocell纤维的基本保证。有研究者认为,Lyocell纤维核心技术在于溶解,而产业化的成败则在于溶剂回收。这里面隐含了溶剂回收技术对企业运行的经济性和安全性的重大影响。因此,所有的杂质都必须在溶剂回收过程中去除。

溶剂回收在Lyocell纤维制备工艺中有举足轻重的地位。稳定可靠的溶剂回收技术是生产优质Lyocell纤维的基本保证。有研究者认为,Lyocell纤维核心技术在于溶解,而产业化的成败则在于溶剂回收。这里面隐含了溶剂回收技术对企业运行的经济性和安全性的重大影响。

新鲜的NMMO溶剂经过一个使用周期后,会含有各种各样的杂质,有些杂质会影响产品的色泽,有些杂质会影响工艺过程的顺利进行,有些杂质甚至会导致严重的安全问题。因此,所有的杂质都必须在溶剂回收过程中去除。

溶剂中的杂质主要来自于几个方面:首先是浆粕自身带来的杂质,包括低聚合度的纤维素纤维、半纤维素及木质素等有机成分和铁、镁、钙等无机杂质,这些杂质会有部分残留在凝固浴中,尤其是可溶性物质;其次是生产过程中添加的抗氧剂、助剂等各种添加剂;再就是溶剂、添加剂、纤维素在受热的过程中,产生的分解反应产物,尤其是作为溶剂的NMMO,因为其自身化学性质活泼,使用量又大,当它和纤维素在一起时,容易发生一系列副反应,这些分解产物具有很大的活性,对体系的危害性极大。

溶剂回收通常包括三个工艺过程,即絮凝、离子交换和蒸发。絮凝的目的是通过在回收溶剂中加入一定量的絮凝剂,使不能采用过滤去除的固体物质不断凝聚成大颗粒,而后,通过适当的方法去除。离子交换主要是去除可溶性杂质,由于这类物质有不同的电性能,因此,需要用阳离子交换和阴离子交换的方法去除体系中的可溶性物质。经过以上处理的溶液,其纯度可达到工艺的要求,而后需经过蒸发,去除多余的水分。根据不同的浆粥制备工艺要求,将NMMO的浓度提高到72%~85%。

Lyocell纤维纺丝凝固浴的除杂可以有多种方法。当采用直接过滤的方法时,由于Lyocell纤维的凝固浴存在一定量的胶状和半胶状物质,胶状物质很容易堵塞过滤网,进而大大影响了过滤的速度和效率。当采用直接进行离子交换的方法来除去杂质时,由于杂质较多,会使树脂使用寿命缩短,这也意味着需要频繁再生,进而大大增加了回收的成本。较为合理的工艺是利用絮凝剂,首先去除大量固体物质,而后,进行离子交换,去除溶解性物质,最后再蒸发提浓,这一方法已经在工业化生产中得到了应用。