Хлопковая целлюлоза

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

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,

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].

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.

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.

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

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

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.