喜赫化工脂肪酸甲酯乙氧基化物在脱脂棉冷堆加工中的应用

喜赫石油-FMEE，FMES，EDDHA-Na唯一供应商喜赫化工脂肪酸甲酯乙氧基化物在脱脂棉冷堆加工中的应用(上海喜赫精细化工有限公司上海金山化学工业区)摘要：随着原材料价格上涨、劳动力成本攀升，企业的生存环境日益变差，节能降耗、降低生产成本已经成为脱脂棉加工企业努力的方向。采用脂肪酸甲酯乙氧基化物作为脱脂剂对原棉进行冷堆脱脂漂白，通过正交试验确定了冷堆脱脂的最佳工艺，该工艺可以降低脱脂棉加工中的蒸汽成本，提高企业的生产竞争力。关键词：脱脂棉脱脂剂冷堆漂白节约能源中图分类号：TS192.741文献标识码：BApplicationoffattyacidmethylesterethoxylateincoldpadbatchprocessofabsorbentcottonAbstract:Withtherawmaterialandlaborcost’sraise,environmentofenterpriseispoorer,savingenergyandreducingthecostofproductionhasbecometherightdirectionofabsorbentcottonprocessingenterprises.Fattyacidmethylesterethoxylateisanexcellentdegreasingagent,Italsocanbeusedinrawcottoncoldpadbatchbleachingofdegreasing.Thebestcoldpadbatchprocessofdegreasingisdeterminedinthisorthogonaltest,thisprocesscanreducethesteamcostinprocessofabsorbentcottonandimprovethecompetitivenessofenterpriseproduction.Keywords:absorbentcotton;degreasingagent;coldpadbatchbleaching;savingenergy0前言冷堆前处理工艺在梭织物的印染加工中已经得到认可，并在很多企业形成了一定的生产规模，脱脂棉加工行业同样面临着水、电、蒸汽的用量大，生产成本负担重等问题，脱脂棉的加工企业也需要冷堆脱脂漂白等新工艺、新概念来降低成本[1]。脱脂棉的冷堆工艺与目前已经规模化的梭织布的冷轧堆工艺不同，因为散棉无法采用梭织布用的压力浸轧装置，只能在脱脂锅的循环工作液中进行堆置，最后达到脱脂、漂白和除杂的效果，因此首先根据脱脂棉的冷堆工艺特点，对所用化学品进行筛选，如在冷堆工艺中，为了获得尽可能高的脱脂度，采用偏硅酸钠替代烧碱，偏硅酸钠在提供足够的碱性同时，也喜赫石油-FMEE，FMES，EDDHA-Na唯一供应商有一定的脱脂能力[2]。在漂白的过程中，为了促进双氧水在较低的温度条件下的分解，提高漂白的白度，在工作液中加入双氧水催化剂NOBS，以达到更好的漂白效果[3]。在堆置过程中采用脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE作为脱脂剂，利用FMEE的优异的脱脂与分散性能，有效的去除棉蜡并防止棉蜡的反沾污[4]。1试验1.1材料、试剂和仪器织物长绒棉（产地新疆）试剂五水偏硅酸钠（天津渤海化工集团供销公司），27.5%双氧水（上海哈勃化学技术有限公司），脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE（上海喜赫精细化工有限公司），氧漂稳定剂DissolvineD50（上海阿克苏诺贝尔有限公司），壬酰氧基苯磺酸钠NOBS（广州宝洁日化有限公司）仪器白度仪ZB-D（温州尚荣仪表仪器有限公司），水浴恒温振荡仪SHA-B（金坛市天竞实验仪器厂），2151罗氏泡沫仪（北京金至仪器设备有限公司）1.2脱脂工艺将经过除杂的原棉，放入锥形瓶中，工作液的浴比按照1：5，设定温度为40℃，保温20h后，经一道热水洗，两道常温水洗，烘干后测量脱脂棉的白度、润湿性、表面活性剂残余等指标。1.3测试指标[5]白度取30g加工后的脱脂棉并压成薄饼，烘干并湿平衡2h后，放在白度仪上进行测试，取三个不同位置的平均值。润湿性将2g加工后的脱脂棉挤压成直径1cm的圆球，放入去离子水中，记录脱脂棉球沉降时间。记录5个棉球沉降时间并取平均值。表面活性剂残余将10g脱脂棉浸泡于100ml去离子水中，浸泡时间2h，将50ml该萃取液置入100ml带塞量筒，上下剧烈摇晃10次并静置5mins，记录量筒内的泡沫高度。2结果与讨论在冷堆脱脂漂白工艺中，对脱脂棉前处理效果影响较大是冷堆温度，冷堆温度越高，脱喜赫石油-FMEE，FMES，EDDHA-Na唯一供应商脂棉的白度越高[6]。但在实际生产中，加工企业能够接受的冷堆温度应控制在40℃以内，冷堆温度超过40℃，就失去节约能耗的意义。另外，冷堆时间不应超过20h，否则会大大降低车间生产的效率，因此，我们在试验过程中，不再探讨温度与时间对冷堆效果的影响，将冷堆温度设定为40℃，冷堆时间设定为20h。2.1漂白工艺对白度的影响冷堆工艺中，脱脂剂FMEE对漂白的白度影响较小，决定白度主要是双氧水以及相关漂白助剂的作用[7]，为了确定最佳的双氧水及其漂白助剂的用量，将FMEE用量设定为2g/L，冷堆温度设定为40℃并保温20h，以双氧水、碱剂偏硅酸钠、氧漂稳定剂、双氧水催化剂的用量为四个不定因素进行正交试验，试验因素见表1。表1因素水平表Table1FactorsandLevelsABCD水平双氧水/g·L-1偏硅酸钠/g·L-1双氧水稳定剂/g·L-1双氧水催化剂/g·L-1110.50.30.22210.60.4331.50.90.64421.20.8根据因素水平表1，采用L16（44）正交试验组合，四个因素对双氧水分解率与脱脂棉白度的影响见表2。表2正交试验组合与计算分析表Table2Analysisandcalculationoforthogonaltest序号ABCD双氧水分解率/%白度/%111118263212228769313339367414449760521238675622149562723418178824328975931349079喜赫石油-FMEE，FMES，EDDHA-Na唯一供应商̕164.7573.7571.7574.25K̕272.572.576.576K̕379.5787575.5K̕480.5737471.5R̕15.755.54.754.5注:表中k1、k2、k3、k4为双氧水分解率的各水平加和平均值，R为平均值间的极差；K̕1、K̕2、K̕3、K̕4为白度的各水平加和平均值，R̕为平均值间的极差由表2统计结果可知，各因素对双氧水分解率的影响从大到小的顺序为：双氧水催化剂用量﹥双氧水用量﹥双氧水稳定剂用量﹥碱剂偏硅酸钠用量，并确定最佳的工艺条件为A1B4C2D4，即双氧水用量为1g/L，偏硅酸钠的用量为2g/L，双氧水稳定剂的用量为0.6g/L，双氧水催化剂的用量为0.8g/L。由表2可知，各因素对双氧水分解率的影响从大到小的顺序为：双氧水用量﹥碱剂偏硅酸钠用量﹥双氧水稳定剂用量﹥双氧水催化剂用量，最佳的工艺条件为A4B3C2D2，即双氧水用量为4g/L，偏硅酸钠的用量为1.5g/L，双氧水稳定剂的用量为0.6g/L，双氧水催化剂的用量为0.4g/L。2.2冷堆工艺对润湿性的影响在冷堆工艺中，对脱脂棉润湿性影响较大的是堆置温度、堆置时间以及脱脂剂的用量，根据工厂的要求，将堆置温度和时间分别设定为40℃和20h，双氧水、碱剂、双氧水稳定剂、双氧水催化剂的用量参照正交试验所确定的最佳白度的工艺配方，即双氧水用量为4g/L，偏硅酸钠的用量为1.5g/L，双氧水稳定剂的用量为0.6g/L，双氧水催化剂的用量为0.4g/L，在上述条件下，讨论了脱脂剂FMEE不同的用量对脱脂棉润湿性以及脱脂棉化学品残留的影喜赫石油-FMEE，FMES，EDDHA-Na唯一供应商响，以脱脂棉的沉降时间表征润湿性，按照1.3的测试方法记录沉降时间与化学品残留，详细数据见表3。表3FMEE用量对脱脂棉沉降时间与表面活性剂残余影响Table3SettlingtimeandsurfactantresidualFMEE用量/g·L-10.30.60.91.21.51.82.1沉降时间/s不沉降4801103810.39.59.3化学品残余/mm0011.51.51.73.5通过表3可知，随着脱脂剂FMEE用量增加，脱脂棉的沉降时间随之减少，表面活性剂残余则相应增加，当FMEE用量为1.8g/L时，脱脂棉的沉降时间为9.5s，表面活性剂残余泡沫为1.7mm，继续增加FMEE的用量，脱脂棉的沉降时间缩短较少，但是表面活性剂残余则大幅增加。因此，在该冷堆工艺中，脱脂剂FMEE用量应控制在1.8g/L。最终，在实验室确定的冷堆工艺为堆置温度40℃，堆置时间20h，浴比1：5，脱脂剂FMEE用量1.8g/L，双氧水用量为4g/L，偏硅酸钠的用量为1.5g/L，双氧水稳定剂的用量为0.6g/L，双氧水催化剂NOBS的用量为0.4g/L，并以此工艺配方，选择江苏创伟卫生材料实业有限公司的脱脂棉设备，进行500kg脱脂棉加工生产的大货测试，该厂的具体生产工艺如下：不锈钢密封脱脂锅中注水2300kg，化料缸中注水50kg，投入化料缸脱脂剂FMEE4.5kg，全部搅拌均匀后加入脱脂锅中。化料缸中注水100kg，投入化料缸偏硅酸钠4kg，双氧水催化剂NOBS1kg，充分搅拌，待偏硅酸钠与NOBS完全溶解后加入脱脂锅中。化料缸中注水50kg，投入化料缸双氧水稳定剂1.5kg，27.5%双氧水35kg，搅拌均匀后加入脱脂锅。脱脂锅主泵正循环开1min后，投入500kg脱脂棉压成的棉饼，升温至40℃，保温20h，保温过程中，每隔10分钟进行正循环3分钟，保温完成后排液，一道90℃热水洗，两道冷水洗，最后一道水洗加入硫酸1kg，排液pH值控制为5-6，排液后进行高速脱水，脱水机转速1500转/min。2.3生产成本分析将加工后的脱脂棉甩水烘干并测试，与目前车间采用的110℃碱氧一浴脱脂漂白60mins的工艺处理的脱脂棉进行比较，比较两种工艺的成本、生产用时、脱脂棉的各种检测指标等。喜赫石油-FMEE，FMES，EDDHA-Na唯一供应商在对生产成本的分析过程中，考虑到蒸汽的节约无疑是冷堆工艺成败的关键，影响蒸汽成本的因素很多，特别是外界温度以及自来水起始温度对蒸汽用量影响较大，因此在不同的季节，冷堆工艺与高温工艺的蒸汽耗量比较结果并不一致，为了更清楚的分析冷堆工艺有关蒸汽的节约，我们分别在2013年12月份，2014年5月份和2014年8月份，三次不同的室温条件下，在同一台设备上，按照相同工艺，生产500kg脱脂棉。根据外接的蒸汽涡街流量计读取蒸汽使用量，成本分析见表4。表4蒸汽成本分析Table4Analysisofsteamcost冷堆工艺高温工艺车间水温/℃车间温度/℃蒸汽耗用量/吨成本/元蒸汽耗用量/吨成本/元实验一6834.8696025.55100实验一192820.5410020.24040实验一33424.794018.33660注：冷堆工艺蒸汽耗用量包括升温40℃并保温20h和一道90℃水洗，高温工艺蒸汽耗用量包括升温110℃并保温1h和一道90℃水洗。蒸汽的价格按照200元/吨。除蒸汽以