本發(fā)明屬于木材原料有機(jī)溶劑法制漿技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種思茅松原料的微波協(xié)同預(yù)處理二乙醇胺蒸煮制漿的方法。

背景技術(shù)：

思茅松，學(xué)名卡錫松，是云南省主要的速生用材樹種之一，是目前國(guó)內(nèi)使用的針葉木造紙?jiān)现猩L(zhǎng)速度最快的樹種，思茅松木質(zhì)結(jié)構(gòu)細(xì)密，木質(zhì)纖維長(zhǎng)，且韌性好，其纖維長(zhǎng)度平均3.78mm，纖維壁厚3.7μm，尤其晚材壁厚6.7μm，是一種制漿造紙理想原料。

目前思茅松的制漿方法主要為硫酸鹽法及燒堿法，不過這類方法制漿的主要缺點(diǎn)是污染嚴(yán)重，設(shè)備及廢液處理等投資費(fèi)用高。有機(jī)溶劑制漿法制漿，其目的在于取代傳統(tǒng)制漿工藝，尋求可提高紙質(zhì)量及產(chǎn)量的新方法。目前，得到廣泛認(rèn)可的有機(jī)溶劑制漿法中，低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，比如沸點(diǎn)都小于100℃的乙醇和甲醇等低沸點(diǎn)醇是溶劑制漿中優(yōu)先選擇的溶劑。但是，這類低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的低沸點(diǎn)、高揮發(fā)性和易燃等特性，使制漿蒸煮必須高壓下進(jìn)行，存在潛在的易燃、易爆及相關(guān)事故的安全隱患。而二乙醇胺溶劑沸點(diǎn)為268.8℃，屬于高沸點(diǎn)型的有機(jī)溶劑，高溫蒸煮時(shí)產(chǎn)生的蒸汽壓較小，可以在接近常壓下蒸煮從而安全性高。但目前在高沸點(diǎn)溶劑法制漿過程中，對(duì)木材原料的蒸煮溫度大多高于200℃，采用在蒸煮廢液的微波協(xié)同預(yù)處理，可期望降低蒸煮溫度；同時(shí)對(duì)二乙醇胺蒸煮廢液作為預(yù)處理所用溶液及蒸煮液的回收，可盡可能的達(dá)到有二乙醇胺封閉循環(huán)使用的效果，從而進(jìn)一步達(dá)到高效節(jié)能清潔化生產(chǎn)的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種思茅松有機(jī)溶劑法制漿方法---微波輻射協(xié)同預(yù)處理二乙醇胺法蒸煮制漿，采用該方法制得的紙漿具有得率高，黏度較高，強(qiáng)度較好，且蒸煮過程中壓力小，蒸煮廢液循環(huán)回用效果好的特點(diǎn)。

本發(fā)明蒸煮制漿方法中，首先使用二乙醇胺或經(jīng)超濾分離水分的二乙醇胺蒸煮廢液對(duì)思茅松木片原料在微波輻射協(xié)同下進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后的木片原料以部分預(yù)處理所用溶液（預(yù)處理過程中的二乙醇胺或經(jīng)超濾分離水分的二乙醇胺蒸煮廢液）為蒸煮液進(jìn)行蒸煮制漿，蒸煮后分離廢液，且漿料在超聲波的輔助下進(jìn)行洗滌，再篩漿后得到成漿，分離出的廢液依次經(jīng)過微濾和超濾并通過減壓蒸餾除去水分后作為預(yù)處理溶液繼續(xù)回用。

本發(fā)明思茅松有機(jī)溶劑發(fā)蒸煮制漿方法按照以下具體步驟進(jìn)行，文中百分比均為質(zhì)量百分比，液比除特別說明外均為最初原料絕干質(zhì)量對(duì)總?cè)芤后w積的比值：

（1）用鍘刀將思茅松劈拆成長(zhǎng)2cm-3cm，寬度3cm以下的木片，作為制漿原料；

（2）步驟（1）后所得木片浸漬于二乙醇胺或經(jīng)超濾分離水分的二乙醇胺蒸煮廢液中在微波輻射的協(xié)同下進(jìn)行預(yù)處理；

（3）取步驟（2）中的預(yù)處理后木片和部分預(yù)處理后溶液（浸漬后溶液）以一定液比置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械?L鋼制密封小罐中，升溫加熱，進(jìn)行蒸煮制漿；

（4）步驟（3）蒸煮結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦仯〕鲣撝泼芊庑」?，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；

（5）步驟（4）分離廢液后，所得漿料在超聲波的輔助下進(jìn)行洗滌；

（6）步驟（5）洗滌后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到思茅松潔凈紙漿；

（7）步驟（4）所收集的廢液以1:10-1:20的體積比加水稀釋，并依次使用孔徑0.22μm-0.65μm的微濾膜進(jìn)行微濾，再使用截留分子量5000-30000的超濾膜進(jìn)行超濾，收集濾液；

（8）步驟（7）收集的濾液，進(jìn)行減壓蒸餾除去水分；

（9）步驟（8）后所得溶液作為微波輻射協(xié)同預(yù)處理溶液進(jìn)行回用。

根據(jù)最終紙漿低高錳酸鉀值和高黏度，及一定程度降低蒸煮溫度的要求，步驟（2）、步驟（3）和步驟（4）的微波輻射協(xié)同預(yù)處理、蒸煮制漿處理和超聲波輔助洗滌條件可以調(diào)節(jié)，上述步驟（2）處預(yù)處理的工藝條件為：以最初原料絕干質(zhì):總?cè)芤后w積的比值=1:10-1:20的液比，將思茅松木片浸于二乙醇胺或經(jīng)過超濾分離水分后的二乙醇胺蒸煮廢液中混合均勻，并放入微波反應(yīng)爐中固定并關(guān)閉倉門，在微波輻射功率700W-900W下升溫，升溫至80℃-95℃下處理4-8h。

上述步驟（3）的蒸煮制漿工藝條件為：取步驟（2）中的預(yù)處理后木片原料和預(yù)處理后溶液（浸漬后溶液）以最初原料絕干質(zhì)量:總?cè)芤后w積的比值=1:4-1:8的液比置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械?L鋼制密封小罐中密閉后升溫，升溫時(shí)間從80℃開始計(jì)時(shí)，90min后升至150℃保溫60min-90min，保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至最高溫度170℃-195℃下保溫210min-360min。

上述步驟（5）的超聲波輔助洗滌工藝條件為：取步驟（4）分離廢液所得漿料用清水于頻率20kHz、功率600W-900W超聲波中處理2-3次，每20min-40min一次，每次處理后均置換成清潔清水，其中漿料和清水是以最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用清水體積的比值為1:4-1:8的液比混合洗滌；最后用清水常溫下洗滌至pH=6.5-7.5。

本發(fā)明中試劑無特殊說明，均為市售的常規(guī)試劑，使用的二乙醇胺等試劑為分析純?cè)噭?/p>

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

二乙醇胺的沸點(diǎn)超過200℃，高溫蒸煮時(shí)產(chǎn)生的蒸汽壓較小，可以在接近常壓下蒸煮從而安全性高，且二乙醇胺具有一定黏性，溶劑的滲透具有一定阻礙，通過微波輻射協(xié)同預(yù)處理可達(dá)到溶液充分浸透的目的，并可溶出部分低分子木質(zhì)素和抽出物，從而降低蒸煮過程中蒸煮溫度，也可縮短蒸煮時(shí)間。

思茅松二乙醇胺漿料在洗滌過程中如果直接用室溫清水洗滌，會(huì)有木質(zhì)素等物質(zhì)回吸的現(xiàn)象發(fā)生，卡伯值明顯增高達(dá)到50以上，使用超聲波輔助洗滌可明顯減緩木質(zhì)素等物質(zhì)的回吸，使卡伯值降低到20-30。

通過超濾分離部分木質(zhì)素等成分的回收的二乙醇胺蒸煮廢液中存留著一些低分子多元醇（來自于糖等）和低分子酚類物質(zhì)等來自于植物原料制漿降解的小分子組分，可將其作為預(yù)處理過程中及制漿體系內(nèi)自我補(bǔ)加的多元醇溶劑及助劑，并作為蒸煮液的一部分進(jìn)入循環(huán)利用系統(tǒng)，從而達(dá)到清潔化生產(chǎn)的目的。

總之，思茅松的微波輻射協(xié)同預(yù)處理二乙醇胺法蒸煮制漿，在盡可能清潔化生產(chǎn)前提下，并在促進(jìn)脫木質(zhì)素和保護(hù)碳水化合物的同時(shí)，可在常壓下制得較高得率，較低卡伯值，較好黏度的思茅松制漿。采用本發(fā)明方法制得的思茅松紙漿有得率高，強(qiáng)度好的特點(diǎn)，得率可達(dá)到60-64%，黏度可達(dá)1200-1400mL/g，卡伯值可達(dá)20-30。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容，實(shí)施例中所有百分比均為質(zhì)量百分比，液比除特別說明外均為最初原料絕干質(zhì)量對(duì)總?cè)芤后w積的比值。

實(shí)施例1：本思茅松二乙醇胺法蒸煮制漿方法，具體內(nèi)容如下：

實(shí)施例中以思茅松為原料，用鍘刀切成長(zhǎng)度23cm -33cm，寬度3cm以下的木片；木片經(jīng)篩選后進(jìn)行微波輻射協(xié)同預(yù)處理，預(yù)處理后置于1L鋼制密封小罐中，并放入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行二乙醇胺法蒸煮制漿，蒸煮后所得漿料在超聲波的輔助下進(jìn)行洗滌，具體步驟如下：

（1）微波輻射協(xié)同預(yù)處理：思茅松木片以最初原料絕干質(zhì)量:總二乙醇胺體積的比值=1:15的液比浸于新鮮的二乙醇胺溶劑中混合均勻，并放入微波反應(yīng)爐中固定并關(guān)閉倉門，在微波輻射功率700W下升溫，升溫至80℃下處理8h；

（2）取步驟（1）預(yù)處理后的木片和浸漬后溶液，以最初原料絕干質(zhì)量:總?cè)芤后w積的比值=1:6的比例置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械?L鋼制密封小罐中；

（3）步驟（2）后將鋼制小罐密封，裝入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒?，空轉(zhuǎn)10min，使罐中原料與溶液進(jìn)一步混合均勻；

（4）步驟（3）后開始升溫，溫度升至80℃后開始計(jì)時(shí)，90min后溫度升至150℃，并在此溫度下保溫90min；

（5）步驟（4）保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至185℃，并在此溫度下保溫300min；

（6）步驟（5）保溫結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦?，取出鋼制密封小罐，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；

（7）步驟（6）分離廢液后，所得漿料用1:6的液比（即最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用清水體積的比值為1:6）的清水于功率700 W的超聲波中處理3次，每30min一次，每次處理后均置換成清潔清水，最后用清水常溫下洗滌至pH=6.5-7.5；

（8）步驟（7）后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到思茅松潔凈紙漿；

（9）步驟（6）所收集的廢液以1:20的體積比加水稀釋，并依次使用孔徑0.65μm的微濾膜進(jìn)行微濾，再使用截留分子量20000的超濾膜進(jìn)行超濾，收集濾液，進(jìn)行減壓蒸餾除去水分；

（10）步驟（9）后所得溶液作為預(yù)處理溶液進(jìn)行回用。

結(jié)果：紙漿得率61.2%，黏度1200mL/g，卡伯值23.4。

實(shí)施例2：本思茅松二乙醇胺法蒸煮制漿方法，具體內(nèi)容如下：

實(shí)施例中以思茅松為原料，用鍘刀切成長(zhǎng)度2 cm -3cm，寬度3 cm以下的木片；木片經(jīng)篩選后進(jìn)行微波輻射協(xié)同預(yù)處理，預(yù)處理后置于1L鋼制密封小罐中，并放入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行二乙醇胺法蒸煮制漿，蒸煮后所得漿料在超聲波的輔助下進(jìn)行洗滌，具體步驟如下：

（1）微波輻射協(xié)同預(yù)處理：思茅松木片以最初原料絕干質(zhì)量:總二乙醇胺體積的比值=1:10的液比浸于新鮮的二乙醇胺溶劑中混合均勻，并放入微波反應(yīng)爐中固定并關(guān)閉倉門，在微波輻射功率800W下升溫，升溫至90℃下處理6h；

（2）將步驟（1）預(yù)處理后的木片和浸漬后溶液，以最初原料絕干質(zhì)量:總?cè)芤后w積的比值=1:8的比例置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械?L鋼制密封小罐中；

（3）步驟（2）后將鋼制小罐密封，裝入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒校辙D(zhuǎn)10min，使罐中原料與溶液進(jìn)一步混合均勻；

（4）步驟（3）后開始升溫，溫度升至80℃后開始計(jì)時(shí)，90min后溫度升至150℃，并在此溫度下保溫60min；

（5）步驟（4）保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至195℃，并在此溫度下保溫240min；

（6）步驟（5）保溫結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦?，取出鋼制密封小罐，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；

（7）步驟（6）分離廢液后，所得漿料用1:8的液比（即最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用清水體積的比值為1:8）的清水于功率900 W的超聲波中處理2次，每40min一次，每次處理后均置換成清潔清水，最后用清水常溫下洗滌至pH=6.5-7.5；

（8）步驟（7）后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到潔凈紙漿；

（9）步驟（6）所收集的廢液以1:15的體積比加水稀釋，并依次使用孔徑0.50μm的微濾膜進(jìn)行微濾，再使用截留分子量15000的超濾膜進(jìn)行超濾，收集濾液，進(jìn)行減壓蒸餾除去水分；

（10）步驟（9）后所得溶液作為預(yù)處理溶液進(jìn)行回用。

結(jié)果：紙漿得率60.8%，黏度1260mL/g，卡伯值20.7。

實(shí)施例3：本思茅松二乙醇胺法蒸煮制漿方法，具體內(nèi)容如下：

實(shí)施例中以思茅松為原料，用鍘刀切成長(zhǎng)度2cm-3 cm，寬度3 cm以下的木片；木片經(jīng)篩選后進(jìn)行微波輻射協(xié)同預(yù)處理，預(yù)處理后置于1L鋼制密封小罐中，并放入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行二乙醇胺法蒸煮制漿，蒸煮后所得漿料在超聲波的輔助下進(jìn)行洗滌，具體步驟如下：

（1）微波輻射協(xié)同預(yù)處理：思茅松木片以最初原料絕干質(zhì)量:總?cè)芤后w積的比值=1:20的液比浸于實(shí)施例2的經(jīng)超濾分離水分的二乙醇胺蒸煮廢液中混合均勻，并放入微波反應(yīng)爐中固定并關(guān)閉倉門，在微波輻射功率900W下升溫，升溫至95℃下處理4h；

（2）將步驟（1）預(yù)處理后的木片和浸漬后溶液，以最初原料絕干質(zhì)量:總?cè)芤后w積的比值=1:4的比例置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械?L鋼制密封小罐中；

（3）步驟（2）后將鋼制小罐密封，裝入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒?，空轉(zhuǎn)10min，使罐中原料與溶液進(jìn)一步混合均勻；

（4）步驟（3）后開始升溫，溫度升至80℃后開始計(jì)時(shí)，90min后溫度升至150℃，并在此溫度下保溫80min；

（5）步驟（4）保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至170℃，并在此溫度下保溫360min；

（6）步驟（5）保溫結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦仯〕鲣撝泼芊庑」?，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；

（7）步驟（6）分離廢液后，所得漿料用1:4的液比（即最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用清水體積的比值為1:4）的清水于功率800 W的超聲波中處理3次，每20min一次，每次處理后均置換成清潔清水，最后用清水常溫下洗滌至pH=6.5-7.5；

（8）步驟（7）后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到潔凈紙漿；

（9）步驟（6）后，將所收集的廢液以1:10的體積比加水稀釋，并依次使用孔徑0.40μm的微濾膜進(jìn)行微濾，再使用截留分子量30000的超濾膜進(jìn)行超濾，收集濾液；

（10）步驟（9）收集的濾液，進(jìn)行減壓蒸餾除去水分；

（11）步驟（10）后所得溶液作為預(yù)處理溶液進(jìn)行回用。

結(jié)果：紙漿得率63.2%，黏度1330mL/g，卡伯值28.4。

實(shí)施例4：本思茅松二乙醇胺法蒸煮制漿方法，具體內(nèi)容如下：

實(shí)施例中以思茅松為原料，用鍘刀切成長(zhǎng)度2 cm -3 cm，寬度3 cm以下的木片；木片經(jīng)篩選后進(jìn)行微波輻射協(xié)同預(yù)處理，預(yù)處理后置于1L鋼制密封小罐中，并放入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒羞M(jìn)行二乙醇胺法蒸煮制漿，蒸煮后所得漿料在超聲波的輔助下進(jìn)行洗滌，具體步驟如下：

（1）微波輻射協(xié)同預(yù)處理：思茅松木片以最初原料絕干質(zhì)量:總?cè)芤后w積的比值=1:10的比例浸于實(shí)施例3的經(jīng)超濾分離水分的二乙醇胺蒸煮廢液中混合均勻，并放入微波反應(yīng)爐中固定并關(guān)閉倉門，在微波輻射功率900W下升溫，升溫至95℃下處理5h；

（2）將步驟（1）預(yù)處理后的木片和浸漬后溶液，以最初原料絕干質(zhì)量:總?cè)芤后w積的比值=1:7的液比置入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒械?L鋼制密封小罐中；

（3）步驟（2）后將鋼制小罐密封，裝入鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦佒校辙D(zhuǎn)10min，使罐中原料與溶液進(jìn)一步混合均勻；

（4）步驟（3）后開始升溫，溫度升至80℃后開始計(jì)時(shí)，90min后溫度升至150℃，并在此溫度下保溫70min；

（5）步驟（4）保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫60min至190℃，并在此溫度下保溫300min；

（6）步驟（5）保溫結(jié)束后停止加熱，打開鏈?zhǔn)焦栌驮≌糁箦?，取出鋼制密封小罐，開罐，取出漿料置于350目尼龍漿袋中，分離收集廢液；

（7）步驟（6）分離廢液后，所得漿料用1:7的液比（即最初原料絕干質(zhì)量對(duì)洗滌時(shí)所用清水體積的比值為1:7）的清水于功率900 W的超聲波中處理2次，每40min一次，每次處理后均置換成清潔清水，最后用清水常溫下洗滌至pH=6.5-7.5；

（8）步驟（7）后所得漿料置于篩漿機(jī)中，使用篩縫為0.40mm的篩板加清水進(jìn)行篩選，分離篩渣，得到潔凈紙漿；

（9）步驟（6）所收集的廢液以1:10的體積比加水稀釋，并依次使用孔徑0.22μm的微濾膜進(jìn)行微濾，再使用截留分子量10000的超濾膜進(jìn)行超濾，收集濾液；

（10）步驟（9）收集的濾液，進(jìn)行減壓蒸餾除去水分；

（11）步驟（10）后所得溶液作為預(yù)處理溶液進(jìn)行回用。

結(jié)果：紙漿得率62.0%，黏度1280mL/g，卡伯值24.1。