專利名稱：以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及羧甲基纖維素鈉的生產(chǎn)方法，尤其是涉及以涂布損紙為原料來生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法。技術(shù)背景損紙是指造紙廠抄紙、涂布或完成部的任何點(diǎn)所廢棄的、已部分或全部制成的紙或紙板。它包括濕損 紙和干損紙兩部分。濕損紙是從成形部和壓搾部收集的；干損紙則來自干燥部、壓光機(jī)、巻紙機(jī)、復(fù)巻機(jī)、 涂布機(jī)和完成部。損紙作為二次纖維的一種，常被回用于抄紙過程。涂布損紙是一類特殊的損紙，其纖維 部分發(fā)生了嚴(yán)重的角質(zhì)化，均一性和結(jié)合能力都有所下降且難碎解；涂層中含有火量膠粘劑、表面活性劑 等陰離子垃圾，對(duì)紙機(jī)正常運(yùn)行以及紙張的質(zhì)量帶來不利的影響。所以涂布損紙不宜回用于抄紙，或需單 獨(dú)的損紙?zhí)幚硐到y(tǒng)。經(jīng)分析涂布損紙除富含纖維素外，還含有少量半纖維素、鹽類、水分和造紙化學(xué)助劑， 這些都可以作為工業(yè)原料重新利用。所以將涂布損紙作為l:業(yè)生產(chǎn)原料進(jìn)行資源化處理，開辟了涂布損紙 回用的新途徑。例如，公開號(hào)為CN1299790A的利用造紙廢料的制磚法專利技術(shù)，其造紙廢料是一個(gè)廣義 的概念，包括涂布損紙。還有用造紙廢料生產(chǎn)建筑構(gòu)件或吸收性產(chǎn)品的方法，見公開號(hào)為CN1556777A的 專利。美國專利5,876,505中介紹了一種以造紙污泥為原料生產(chǎn)葡萄糖的方法，即首先去除其中的碳酸鈣， 再將剩余的纖維素水解得葡萄糖。美國專利5,777,086中介紹了一種用強(qiáng)堿提取造紙污泥中木質(zhì)素的方法。生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉(Sodium Carboxy Methyl CelMose，簡(jiǎn)稱CMC-Na，慣稱CMC)的原料最主要 的是精制纖維素。在我國主要是由棉短絨經(jīng)堿液蒸煮并經(jīng)洗選、凈化、漂白、干燥等工序精制而成，其制 造成本高，原料不易得到。利用涂布損紙為原料生產(chǎn)CMC解決了這一問題。CMC屬陰離子型表面活性劑， 被人們譽(yù)為"工業(yè)味精"，它在石油、鉆井、陶瓷工業(yè)、建材工業(yè)、涂料、日用化工(如洗衣粉、牙膏、化 妝品)、紡織、印染、巻煙、油墨、屯池、焊條和造紙等工業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。用涂布損紙生產(chǎn)CMC 的做法國內(nèi)外還未有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服論述中的不足，提供一種用涂布損紙生產(chǎn)CMC的方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明包括原料預(yù)處理、堿化、(壓濾、)醚化、中和、醇洗、甩干、烘干和粉碎，所使用的涂布損紙 含水率《80°/。，纖維含量》80% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。本發(fā)明的l:藝流程圖見附圖，下面結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施步驟作說明本發(fā)明所述的預(yù)處理步驟，指向涂布損紙中加入預(yù)處理助劑，于室溫下或者60 75'C溫度下連續(xù)攪拌 45~60min。本發(fā)明所述的預(yù)處理步驟中，預(yù)處理助劑主耍含無機(jī)酸，如鹽酸，硫酸成醋酸(其質(zhì)量濃度為3~20%, 優(yōu)化質(zhì)量濃度為5~10%，最佳質(zhì)量濃度為8~9%)。本發(fā)明所述的預(yù)處理步驟中，經(jīng)上述處理后的原料再經(jīng)壓濾并在室溫下自然風(fēng)干或者氣流干燥，得含 水率《10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的干料；產(chǎn)生的廢水經(jīng)絮凝、沉淀后回用于預(yù)處理步驟。本發(fā)明所述的堿化處理步驟，指加入質(zhì)量濃度為1040%，優(yōu)化質(zhì)量濃度為16~20%氫氧化鈉溶液或者 氫氧化鈉固體適量，丁室溫下連續(xù)攪拌30 90min，制得堿纖維素，其化學(xué)反應(yīng)式如下[C6H702(OH)3]n+nNaOH — [C6H702(OH)2ONa〗n+nH20 本發(fā)明所述的壓濾處理步驟，指用氫氧化鈉溶液堿化的堿纖維素需用壓濾機(jī)壓濾，濾出的堿液回用。 本發(fā)明所述的醚化處理步驟，指滴加一氯乙酸的乙醇溶液，于室溫或4(TC下反應(yīng)1 1.5小時(shí)，升溫至 60 75'C下反應(yīng)1~3.5小時(shí)，其化學(xué)反應(yīng)式如下[C6H702(OH)2ONa]n+nClCH2COOH+ nNaOH — [C6H702(OH)2OCH2COONa]n+nNaCl+nH20本發(fā)明所述的堿化和醚化步驟中反應(yīng)物質(zhì)量比是，經(jīng)預(yù)處理的涂布損紙氫氧化鈉 一氯乙酸=1: (0.8~1.2): (U 1.5);醚化過程中原料與乙醇溶液(85~95%濃度)質(zhì)量比為1: 15~25。本發(fā)明所述的中和步驟，指用稀鹽酸或者醋酸，也可是稀硫酸調(diào)節(jié)pH值至中性。本發(fā)明所述的醇洗步驟，指用70~75%濃度的乙醇洗三次，85~95%濃度的乙醇洗一次。本發(fā)明所述的甩干步驟，指用離心機(jī)甩干產(chǎn)品，廢乙醇溶液經(jīng)蒸餾后可回用。本發(fā)明所述經(jīng)烘干、粉碎步驟，得到含水率《5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，150~200日粉末狀產(chǎn)品。本發(fā)明原料易得，生產(chǎn)成本低，l:藝步驟簡(jiǎn)潔且不產(chǎn)生二次污染，所得產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。既使涂布損紙變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了資源再生，又保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，解決了造紙工業(yè)的一大難題，體現(xiàn)了廢物處理的3R (Reduce, Ruse， Recycle)原則，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，是一項(xiàng)具有環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的新技術(shù)。


圖i為羧甲基纖維素鈉生產(chǎn):丄:藝圖，注圖中虛線表示可選步驟。 下面通過具體實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:取8.3g經(jīng)鹽酸預(yù)處理的涂布損紙干料，加入100mL質(zhì)量濃度為18%的氫氧化鈉溶液，室溫連續(xù)攪拌 45min，用壓濾機(jī)壓濾堿纖維素，濾出的堿液回用；將堿纖維加入反應(yīng)瓶中，加入120 mL質(zhì)量濃度為95% 的乙醇并攪勻，再加入8.9g —氯乙酸與30mL質(zhì)量濃度為95%的乙醇混合而成的溶液，于40'C下反應(yīng)1 小時(shí)，升溫至75'C下反應(yīng)3小時(shí)；用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至中性；用質(zhì)量濃度75%的乙醇洗二次，質(zhì)量濃度 95%的乙醇洗一次；甩干產(chǎn)品，廢乙醇溶液經(jīng)蒸餾回用；最后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行烘干和粉碎。實(shí)施例2:取1Kg經(jīng)硫酸預(yù)處理的涂布損紙干料，加入12L質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉溶液，室溫連續(xù)攪拌 45min，用壓濾機(jī)壓濾堿纖維素，濾出的堿液回用；將堿纖維加入反應(yīng)釜中，加入15L質(zhì)量濃度為95%的 乙醇并攪勻，再加入14Kg —氯乙酸與4L質(zhì)量濃度為95%的乙醇混合而成的溶液，于40'C下反應(yīng)1.5小 時(shí)，升溫至75'C下反應(yīng)3.5小時(shí)；用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至中性；用質(zhì)量濃度75%的乙醇洗三次，質(zhì)量濃度 95%的乙醇洗一次；甩千產(chǎn)品，廢乙醇溶液經(jīng)蒸餾回用；最后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行烘干和粉碎。 實(shí)施例3:取9g經(jīng)鹽酸預(yù)處理的涂布損紙干料，加入120mL85X乙醇，混合均勻后加入8g氫氧化鈉固體，在45 。C條件下連續(xù)攪拌90min，再加入11.5g—氯乙酸與30mL質(zhì)量濃度為95%的乙醇混合而成的溶液，于40 'C下反應(yīng)1.0小時(shí)，升溫至601:下反應(yīng)3.5小時(shí)；ffl稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至中性；用質(zhì)量濃度75%的乙醇洗 三次，質(zhì)量濃度95%的乙醇洗一次；甩干產(chǎn)品，廢乙醇溶液經(jīng)蒸餾回用；最后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行烘干和粉碎。實(shí)施例4:取100g經(jīng)硫酸預(yù)處理的涂布損紙干料，加入1.5L85o/。乙醇，混合均勻后加入90g氫氧化鈉固體，在 45'C條件下連續(xù)攪拌90min，再加入130g—氯乙酸與350mL質(zhì)量濃度為95%的乙醇混合而成的溶液，于 4(TC下反應(yīng)1.0小時(shí)，升溫至6(TC下反應(yīng)4.0小時(shí)；用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至中性；用質(zhì)量濃度75%的乙醇 洗三次，質(zhì)量濃度95%的乙醇洗一次；甩干產(chǎn)品，廢乙醇溶液經(jīng)蒸餾回用；最后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行烘干和粉碎。
權(quán)利要求
1、以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于包括原料預(yù)處理、堿化、(壓濾、)醚化、中和、醇洗、甩干 、烘干和粉碎，所使用的涂布損紙含水率80％，纖維含量≥80％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于預(yù)處理步驟 指向涂布損紙中加入預(yù)處理助劑，于室溫下或者6(K75'C溫度下連續(xù)攪拌45 60min;預(yù)處理步驟中的助劑 主要含無機(jī)酸，如鹽酸，硫酸或醋酸(其質(zhì)量濃度為3~20%，優(yōu)化質(zhì)量濃度為5~10%，最佳質(zhì)量濃度為 8~9%);預(yù)處理后的原料經(jīng)壓濾后在室溫下自然風(fēng)干或者氣流干燥至含水率《10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))；產(chǎn)生的廢 水經(jīng)絮凝、沉淀后回用于預(yù)處理步驟。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于堿化處理步驟指加入質(zhì)量濃度為10^40%，優(yōu)化質(zhì)量濃度為16~20%的氫氧化鈉溶液或者氫氧化鈉固體適量，于室溫下 連續(xù)攪拌30 90min，制得堿纖維素，其化學(xué)反應(yīng)式如下[C6H702(OH)3]n+nNaOH — [C6H702(OH)2ONa]n+nH20
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于用氫氧化鈉 溶液堿化的堿纖維素需用壓濾機(jī)壓濾，濾出的堿液回用。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于醚化處理步 驟指滴加一氯乙酸的乙醇溶液，于室溫或40'C下反應(yīng)1-1.5小時(shí)，升溫至6(K75'C下反應(yīng)1~3.5小時(shí)，其 化學(xué)反應(yīng)式如下[C6H702(OH)2ONa]n+nClCH2COOH+ nNaOH — [C6H702(OH)2OCH2COONa]n+nNaCl+nH20
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3或5所述的以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于堿 化和醚化步驟中反應(yīng)物質(zhì)量比是，經(jīng)預(yù)處理的涂布損紙氫氧化鈉 一氯乙酸-l: (0.8-1.2): (1.1-1.5); 醚化過程中原料與乙醇溶液(85~95%濃度)質(zhì)量比為1: 15 25。
7、 根據(jù)權(quán)利耍求1所述的以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于中和步驟指 用稀鹽酸，硫酸或者醋酸，調(diào)節(jié)pH值至中性。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于醇洗步驟指用70~75%濃度的乙醇洗三次，85~95%濃度的乙醇洗一次。
9、 根據(jù)權(quán)利耍求1所述的以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于甩干步驟指 ffl離心機(jī)甩干產(chǎn)品，廢乙醇溶液經(jīng)蒸餾后可回ffl。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以涂布損紙為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于經(jīng)烘干和粉碎步驟，得到含水率《5%， i5o~2oo g的粉末狀羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種以涂布損紙為原料來生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的方法。包括原料預(yù)處理、堿化、(壓濾、)醚化、中和、醇洗、甩干、烘干和粉碎，所使用的造紙污泥含水率≤80％，纖維含量≥80％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。本發(fā)明原料來自造紙工業(yè)的廢棄物，工藝步驟簡(jiǎn)潔，不產(chǎn)生二次污染且生產(chǎn)成本低。本發(fā)明提供的方法開辟了涂布損紙資源化利用的新途徑。本發(fā)明還涉及由所述方法得到的回收產(chǎn)品。
文檔編號(hào)D21C5/02GK101324034SQ20071011083
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2007年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者何霄嘉, 倪晉仁, 吳紹祖, 王玉枝 申請(qǐng)人:北京蓋雅技術(shù)中心有限公司;北京大學(xué)