Хлопковая целлюлоза
..pdfЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Утверждено Управлением кадров
иучебных заведений 2 апреля 1975 г.
Л.В. Забелин, А. П. Закощиков, В. К. Постников
ХЛОПКОВАЯ
ЦЕЛЛЮЛОЗА
Учебная п.авобы,&
Мо с к в а 1976
Рецензенты: проф., д-р техн. наук Д. И. Гальперин, проф., докт. техн. наук Н. А. Кривошеев
Книга является учебным пособием для студентов технологических институтов и техникумов, обучающихся специальностям, связанным с получением или переработкой хлопковой целлюлозы. Она необходи ма и для подготовки аспирантов по тем же специальностям. В кни ге подведены итоги крупных достижений советской техники в об ласти производства сырья для получения хлопковой целлюлозы, технологии самого производства различных типов хлопковых цел люлоз и получения из них различных производных за последние 25—30 лет. Книга является полезной для инженерно-технических ра ботников химических производств.
©Центральный научно-исследовательский институт на учно-технической информации и технико-экономических исследований (ЦНИИНТИ), 1976 г.
П Р Е Д И С Л О В И Е
Значение хлопководства и отраслей промышленности, перера батывающих урожай хлопчатника (текстильной промышленности, производства одежной и гигроскопической ваты, производства эфи ров целлюлозы в различных отраслях химической промышленнос
ти), в народном хозяйстве СССР непрерывно возрастает. В |
1973 г. |
у нас собран рекордный урожай хлопка-сырца 7 660000 т |
[3], что |
дает возможность получить 2 047 500 т хлопкового волокна для |
текстильных и трикотажных фабрик.
В послевоенные годы непрерывный количественный рост хлопко водства сопровождался огромными качественными изменениями. Еще в 1940-х гг. весь урожай хлопчатника в СССР собирался мало производительным ручным способом, обеспечивающим малую засо ренность собираемого хлопка-сырца. В 1973 г. по Союзу более 60% урожая, а в отдельных районах Узбекистана — до 80% было собрано хлопкоуборочными комбайнами. При машинном сборе воз растает засоренность собираемого хлопка-сырца, в связи с чем из меняется и характер засоренности — в хлопок-сырец попадают час тички веток, створок плодовых коробочек, остатки листьев хлопчат ника и другие неволокнистые примеси, наличие которых значитель но затрудняет переработку хлопкового волокна как в текстильной промышленности, так и при получении хлопковой целлюлозы в раз личных отраслях химической промышленности.
Это обстоятельство вызвало необходимость полного переоснаще ния и коренной реконструкции хлопкоочистительной промышленно сти. Хлопкоочистительные заводы— в предвоенные годы полукус тарные предприятия, в значительной части доставшиеся нам от дореволюционного периода, с примитивной техникой, в послевоен ные годы превратились в крупные, оснащенные современным и со вершенным оборудованием, многоцеховые предприятия, на которых проводится весь цикл операций по переработке хлопкового урожая,
начиная с сушки |
влажного хлопка-сырца и |
кончая получением |
после джиннирования текстильного хлопка |
и после линтерова- |
|
ния различных |
видов короткого волокна линта — для химической |
переработки и производства ваты.
На всем протяжении сложного цикла технологических операций материал очищается от засоренности. Техника хлопкоуборки джин-
з
нирования, линтеровки и особенно очистки от неволокнистых при месей непрерывно совершенствуется. Возросшая засоренность во локна потребовала значительных изменений в технологии получения очищенной хлопковой целлюлозы. Много внимания уделяется проб леме расширения ресурсов самого коротковолокнистого линта с длиной волокна менее 6 мм, потребность в котором непрерывно возрастает.
За послевоенные годы в СССР сложились и успешно ведут ши рокие исследования новые научно-исследовательские центры — в Институтах союзных Академий наук — Узбекской ССР, Киргизской ССР и др., во Владимирском научно-исследовательском институте синтетических смол (ВНИИСС), в ряде проблемных лабораторий вузов и др.
Главы I, II, III, IV, V и VI написаны А. П. Закощиковым, а гла вы VII, VIII, IX, X и XI Л. В. Забелиным и В. К. Постниковым. Ав торы заранее благодарны за все критические замечания и предложе ния, касающиеся данного учебного пособия.
Г Л А В А I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ХЛОПЧАТНИКА
1. Хлопководство в СССР
Хлопчатник является одним из древнейших видов растений. Во локно дикорастущего хлопчатника использовалось еще 15—30 тыс. лет тому назад [1]. Сведения о культивировании хлопчатника от носятся к X веку до н. э. В Средней Азии и Закавказье хлопковод ство стало развиваться значительно позднее. Культивировались ма лоурожайные сорта, дававшие волокно низкого качества.
Потребность русской текстильной промышленности в волокне в большей части покрывалась импортом хлопка из-за границы.
Благодаря постоянному вниманию Центрального Комитета Ком мунистической партии Советского Союза и Правительства отстава ние хлопководства в послевоенные годы было преодолено. Совет ское хлопководство и связанные с ним перерабатывающие отрасли промышленности в настоящее время достигли небывалого расцвета. Освоение и обводнение больших массивов целинных земель, исполь зование большого количества удобрений, самых современных сель скохозяйственных орудий, машинного сбора урожая позволили по лучать рекордно высокие урожаи хлопка-сырца.
Основные этапы в развитии советского хлопководства видны из данных табл. 1 [2].
|
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
|
Сбор хлопка-сырца в СССР (по годам) |
|
||
Годы |
Софано хлопка- |
Годы |
Собрано хлопка- |
|
сырца, тыс. т |
сырца, тыс. т |
|||
|
|
|||
1913 |
223 |
1955 |
955 |
|
1921 |
14 |
1960 |
1546 |
|
1928 |
209 |
1966—1970 |
6100 |
|
1937 |
717 |
(в среднем за год) |
||
1972 |
7300 |
|||
1945 |
312 |
1973 |
7600 |
1913 год был годом самого большого урожая хлопчатника в до революционной России. Ко времени окончания первой империалис тической и гражданской войн хлопководство пришло в полный упадок. Оно очень медленно восстанавливалось в годы первых пя тилеток, но во время Великой Отечественной войны урожай хлопкасырца снова уменьшился почти в 2 раза и только в последние годы достиг рекордных размеров.
О месте советского хлопководства в- мировом хлопководстве можно судить по следующим данным табл. 2 [4].
Т а б л и ц а 2
Производство хлопкового волокна в разных странах, тыс. т.
Страны |
Годы |
||
1969—1970 |
1970—1971 |
||
|
|||
США |
2171 |
2233 |
|
Мексика |
379 |
306 |
|
ОАР |
541 |
510 |
|
Индия |
1052 |
1014 |
|
Пакистан |
539 |
564 |
|
Турция |
400 |
390 |
|
Бразилия |
672 |
542 |
|
В других капиталистических странах |
2009 |
1900 |
|
Во всех капиталистических странах |
7762 |
7459 |
|
В СССР и других социалистических странах |
3503 |
3818 |
|
Всего |
1:1265 |
11277 |
Из данных табл. 2 надо отметить тенденцию к снижению сбора хлопка в капиталистических странах, причиной чего является кон куренция химических (синтетических) волокон. Этой тенденции в СССР нет и не может быть по условиям социалистического хозяй ствования.
Крупнейшее значение в росте советского хлопководства имела механизация сбора урожая хлопчатника. Были разработаны и осво ены хлопкоуборочные комбайны и налажено их массовое производ ство. Только в 1972 г. машиностроительная промышленность поста вила хлопкоробам 11 100 хлопкоуборочных комбайнов (в двухряд ном исчислении), конструкция которых постоянно совершенствует ся (комбайны СХМ-48М, ХВС-1,2 и др.). Вертикально-шпиндельная хлопкоуборочная машина ХВС-1,2 имеет шпиндельные барабаны, с 15 шпинделями на каждом. При работе машины шпиндели вра щаются и захватывают (наматывают) на себя хлопок-сырец. При выходе из рабочей зоны шпиндели вращаются в обратном направ лении, а хлопок-сырец снимается с них съемным щеточным бара баном и далее пневматически подается в бункер.
В табл. 3 приводим сведения о селекционных сортах хлопчатни ка, культивируемых в настоящее время в СССР, которые заменя ются более урожайными и технически выгодными сортами, напри мер сортами Ташкеит-1, Ташкент-2, Ташкент-3 и др.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3 |
|
Сведения об основных селекционных сортах хлопчатника, |
||||||
|
|
культивируемых в СССР [2] |
|
|
||
|
|
Продолжитель |
|
|
|
|
|
|
ность вегетаци |
|
Выход |
Масса хлоп |
|
|
Название |
онного периода |
Длина |
|||
Хлопки |
волокна от |
ка-сырца |
||||
селекцион |
(от дня посева |
|||||
волокна, мм |
массы сыр |
в одной ко |
||||
|
ного сорта |
до дня раскры |
||||
|
|
тия коробочек), |
|
ца, % |
робочке, г |
|
|
|
дни |
|
|
|
|
Советские. |
108Ф |
140-155 |
31/32 |
35—36 |
6,8-7,3 |
|
|
138Ф |
143—155 |
34/35 |
34—35 |
6,9-7,3 |
|
|
С-450-555 |
142—155 |
30/31 |
31—32 |
6,5-6,8 |
|
|
С-4727 |
150—160 |
32/33 |
36-37 |
6,4 |
|
|
149Ф |
140—170 |
33/34 |
33—34 |
6,4 |
|
|
С-1622 |
140—160 |
32/33 |
34—35 |
5,9 |
|
|
2421 |
135—141 |
30/31 |
34—35 |
5,3—5,7 |
|
|
С-3381 |
135—140 |
3Q/31 |
29—30 |
3,7-4,7 |
|
Длинново |
504В |
140—160 |
39/40 |
29—30 |
3,5—3,8 |
|
локнистые |
С-6002 |
140—146 |
38/39 |
32—33 |
3,4—4,0 |
|
советские |
8763-И |
142—155 |
40/41 |
31-32 |
3,0—3,2 |
|
|
5004-И |
140—150 |
35/36 |
33—34 |
3,2—3,5 |
Из табл. 3 видно, что селекционные сорта хлопчатника разли чаются как по длительности вегетационного периода, так и по ка честву получаемого из них хлопкового волокна. Особо ценными яв ляются длинноволокнистые советские сорта хлопка, с длиной во локна до 36—41 мм.
Интересны данные об использовании урожая хлопчатника в на родном хозяйстве. До 1870-х гг. в США, до 1890-х гг. в России ис
пользовалось |
только длинное хлопковое |
волокно, хлопковые же |
семена были |
обременительным отходом |
и сжигались. В конце |
XIX века хлопковые семена стали ценным |
сырьем для получения |
пищевого и технического хлопкового масла. Так, в настоящее время в СССР хлопковое масло составляет более 30% от общей выработ ки в стране растительного масла [7].
К 1930-м гг. в промышленности начинает широко использовать ся хлопковая шелуха — отходы маслобойных заводов. Раньше ее сжигали. Появились первые крупные заводы по переработке хлоп ковой шелухи методом гидролиза (Ферганский и др. заводы). Уже началось промышленное использование (Андижанский завод) отхо дов после гидролиза шелухи — лигнина, с получением ценнейших производных (нитролигнин, хлорлигнин и др.).
Из листьев хлопчатника и отходов хлопкоочистительных заво дов получают лимонную кислоту — важный вид сырья для пищевой промышленности.
3. Механическая уборка урожая хлопчатника и влияние ее на качество хлопка-сырца
Введение машинного сбора хлопка очень резко повлияло на за соренность хлопка-сырца неволокнистыми Примесями. В США ма шинная уборка урожая была введена значительно раньше, чем у нас. В настоящее время в США до 46% урожая собирается хлопко уборочными машинами. Хорошо известны данные о засоренности хлопка при переходе от ручного к машинному сбору в США. При ручном сборе хлопка сырец имеет засоренность равную 1,5—3% (по массе сырца), при сборе машинами шпиндельного типа из рас крытых коробочек — 6—8% по массе, а при уборке хлопка из не раскрытых коробочек засоренность хлопка-сырца увеличивается до 25—35%. Данные об увеличении засоренности хлопка-сырца, полу ченного при машинном сборе в СССР, приведены в табл. 4 (ГОСТ 10202—62).
Т а б л и ц а 4
Засоренность хлопка-сырца в зависимости от характера уборки урожая
по ГОСТ 10202—62
|
Засоренность в % от массы сырца, |
||
Сорт хлопка- |
|
не более |
|
сырца |
при ручном сборе |
при машинном |
|
|
|||
|
сборе |
||
|
|
|
|
I |
3 |
|
12 |
II |
5 |
|
12 |
III |
8 |
|
16 |
IV |
16 |
|
20 |
Увеличение засоренности хлопка-сырца повлекло за собой не обходимость реконструкции и резкого изменения технологии и тех нического оснащения хлопкоочистительной промышленности, на правленных на возможно более тщательную очистку от неволок нистых примесей текстильного волокна и линта, предназначенного для химической переработки.