Тэхналогія эфіру гидроксипропилметилцеллюлозы

Гидроксипропилметилцеллюлозный эфір - гэта свайго роду непалярны эфір цэлюлозы, растваральны ў халоднай вадзе, атрыманы з натуральнай цэлюлозы шляхам подщелачивания і мадыфікацыі этэрыфікацыі.

Ключавыя словы:эфір гидроксипропилметилцеллюлозы; рэакцыя ощелачивания; рэакцыя этерификации

1. Тэхналогія

Натуральная цэлюлоза нерастваральная ў вадзе і арганічных растваральніках, устойлівая да святла, цяпла, кіслаты, солі і іншых хімічных асяроддзяў, і можа быць увільгатнена ў разведзеным растворы шчолачы, каб змяніць паверхню цэлюлозы.

Гидроксипропилметилцеллюлозный эфір - гэта свайго роду непалярны, растваральны ў халоднай вадзе эфір цэлюлозы, атрыманы з натуральнай цэлюлозы шляхам подщелачивания і мадыфікацыі этэрыфікацыі.

2. Формула асноўнай хімічнай рэакцыі

2.1 Рэакцыя ощелачивания

Ёсць дзве магчымасці для рэакцыі цэлюлозы і гідраксіду натрыю, гэта значыць, у адпаведнасці з рознымі ўмовамі для атрымання малекулярных злучэнняў, R – OH – NaOH; або для стварэння металічных спіртавых злучэнняў, R – ONa.

Большасць навукоўцаў лічаць, што цэлюлоза рэагуе з канцэнтраванай шчолаччу з адукацыяй фіксаванага рэчыва, і лічаць, што кожная або дзве групы глюкозы злучаюцца з адной малекулай NaOH (адна група глюкозы злучаецца з трыма малекуламі NaOH, калі рэакцыя завершана).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH або C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5 ) 2 NaOH або C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONa + H2O

У апошні час некаторыя навукоўцы лічаць, што ўзаемадзеянне паміж цэлюлозай і канцэнтраванай шчолаччу будзе мець два эфекту адначасова.

Незалежна ад структуры, хімічная актыўнасць цэлюлозы можа быць зменена пасля дзеяння цэлюлозы і шчолачы, і яна можа ўступаць у рэакцыю з рознымі хімічнымі асяроддзямі для атрымання значных відаў.

2.2 Рэакцыя этэрыфікацыі

Пасля подщелачивания актыўная шчолачная цэлюлоза ўступае ў рэакцыю з агентам этэрыфікацыі з адукацыяй эфіру цэлюлозы. Этерифицирующими агентамі выкарыстоўваюцца хларыд метыла і аксід прапілену.

Гідраксід натрыю дзейнічае як каталізатар.

n і m абазначаюць ступень замяшчэння гідраксіпрапіла і метыла на адзінку цэлюлозы адпаведна. Максімальная сума m + n роўная 3.

Акрамя вышэйзгаданай асноўнай рэакцыі, існуюць і пабочныя рэакцыі:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Апісанне працэсу атрымання эфіру гидроксипропилметилцеллюлозы

Працэс атрымання эфіру гидроксипропилметилцеллюлозы (скарочана «эфір цэлюлозы») прыкладна складаецца з 6 працэсаў, а менавіта: драбнення сыравіны, (подщелачивания) этэрыфікацыі, выдалення растваральніка, фільтрацыі і сушкі, драбнення і змешвання і ўпакоўкі гатовай прадукцыі.

3.1 Падрыхтоўка сыравіны

Для палягчэння наступнай апрацоўкі набытая на рынку натуральная коротковорсистая цэлюлоза здрабняецца ў парашок з дапамогай пульверызатара; цвёрдая шчолач (або вадкая шчолач) плавіцца і рыхтуецца, і награваецца прыкладна да 90°C для падрыхтоўкі 50% раствора з'едлівага натра для выкарыстання. Адначасова падрыхтуйце рэакцыйны хларыд метыла, агент для этэрыфікацыі аксіду прапілену, ізапрапанол і растваральнік для рэакцыі талуол.

Акрамя таго, працэс рэакцыі патрабуе дапаможных матэрыялаў, такіх як гарачая вада і чыстая вада; пара, нізкатэмпературная астуджальная вада і цыркуляцыйная астуджальная вада патрабуюцца для забеспячэння харчавання.

Асноўнымі матэрыяламі для вытворчасці этэрыфікаванай цэлюлозы з'яўляюцца кароткія лінты, хлорысты метыл і аксід прапілену, якія выкарыстоўваюцца ў вялікай колькасці. Метылхларыд і аксід прапілену ўдзельнічаюць у рэакцыі ў якасці агентаў этэрыфікацыі для мадыфікацыі натуральнай цэлюлозы, колькасць выкарыстання невялікая.

Растваральнікі (або разбаўляльнікі) у асноўным уключаюць талуол і ізапрапанол, якія ў асноўным не спажываюцца, але ў сувязі з уцягнутымі і лятучымі стратамі, ёсць невялікія страты ў вытворчасці, і колькасць выкарыстоўваецца вельмі малая.

Працэс падрыхтоўкі сыравіны мае ўчастак сыравіны і прыбудаваны склад сыравіны. Этэрыфікатары і растваральнікі, такія як талуол, ізапрапанол і воцатная кіслата (якія выкарыстоўваюцца для рэгулявання значэння рн рэагентаў), захоўваюцца ў зоне бака для сыравіны. Прапанова кароткага ворсу дастатковая, рынак можа забяспечыць яго ў любы час.

Здробнены кароткі ворс з каляскай адпраўляюць для выкарыстання ў цэх.

3.2 (подщелачивание) этэрыфікацыя

(Шчолачная) этэрыфікацыя - важны працэс у працэсе этэрыфікацыі цэлюлозы. У ранейшым спосабе вытворчасці двухстадыйныя рэакцыі праводзіліся асобна. Цяпер працэс удасканалены, і двухстадыйныя рэакцыі аб'яднаны ў адну стадыю і праводзяцца адначасова.

Спачатку ачысціце этэрыфікацыйны бак вакуумам, каб выдаліць паветра, а затым заменіце яго азотам, каб у баку не было паветра. Дадайце прыгатаваны раствор гідраксіду натрыю, дадайце пэўную колькасць ізапрапанолу і растваральніка талуолу, пачніце памешваць, затым дадайце кароткую вату, уключыце цыркуляцыйную ваду для астуджэння, а пасля таго, як тэмпература апусціцца да пэўнага ўзроўню, уключыце нізкі тэмпература вады, каб панізіць тэмпературу матэрыялу сістэмы Знізіце прыкладна да 20℃, і падтрымліваць рэакцыю на працягу пэўнага перыяду часу да поўнага подщелачивания.

Пасля подщелачивания дадайце этэрыфікуючы агент метылхларыд і аксід прапілену, вымераныя дазатарам высокага ўзроўню, працягвайце памешваць, выкарыстоўвайце пару, каб падняць тэмпературу сістэмы амаль да 70℃~ 80℃, а затым выкарыстоўвайце гарачую ваду для працягу нагрэву і падтрымання Тэмпература рэакцыі кантралюецца, а затым кантралюецца тэмпература рэакцыі і час рэакцыі, і аперацыю можна завяршыць шляхам мяшання і змешвання на працягу пэўнага перыяду часу.

Рэакцыю праводзяць пры тэмпературы каля 90°С і 0,3 МПа.

3.3 Дэсольватацыя

Вышэйзгаданыя ўступілі ў рэакцыю тэхналагічныя матэрыялы адпраўляюцца ў дэсольвентызатар, матэрыялы ачышчаюцца і награваюцца парай, а растваральнікі талуол і ізапрапанол выпарваюцца і збіраюцца для перапрацоўкі.

Выпараны растваральнік спачатку астуджаецца і часткова кандэнсуецца цыркулявалай вадой, а затым кандэнсуецца вадой з нізкай тэмпературай, і сумесь кандэнсату паступае ў пласт вадкасці і сепаратар для падзелу вады і растваральніка. Змешаны растваральнік талуолу і ізапрапанолу ў верхнім пласце даводзяць у прапорцыі. Выкарыстоўвайце яго непасрэдна і вярніце ваду і раствор ізапрапанолу ў ніжнім слоі ў дэсольвентызатар для выкарыстання.

Дадайце воцатную кіслату ў рэагент пасля дэсольватацыі, каб нейтралізаваць лішак гідраксіду натрыю, затым выкарыстоўвайце гарачую ваду для прамывання матэрыялу, у поўнай меры выкарыстайце характарыстыку каагуляцыі эфіру цэлюлозы ў гарачай вадзе для прамывання эфіру цэлюлозы і ачысціце рэагент. Ачышчаныя матэрыялы адпраўляюцца ў наступны працэс для падзелу і сушкі.

3.4 Прафільтраваць і высушыць

Ачышчаны матэрыял накіроўваецца ў гарызантальны шнекавы сепаратар шнекавым помпай высокага ціску для аддзялення свабоднай вады, а астатні цвёрды матэрыял паступае ў сушылку паветра праз шнекавы сілкавальнік і сушыцца ў кантакце з гарачым паветрам, а затым праходзіць праз цыклон сепаратар і Падзел паветра, цвёрды матэрыял паступае на наступнае драбненне.

Вада, аддзеленая гарызантальным спіральным сепаратарам, паступае ў рэзервуар для ачысткі вады пасля адстойвання ў адстойніку для аддзялення захопленай цэлюлозы.

3.5 Драбненне і змешванне

Пасля высыхання этэрыфікаваная цэлюлоза будзе мець нераўнамерны памер часціц, якія неабходна здрабніць і змяшаць так, каб размеркаванне часціц па памерах і агульны выгляд матэрыялу адпавядалі стандартным патрабаванням прадукту.

3. 6 Упакоўка гатовай прадукцыі

Матэрыял, атрыманы пасля драбнення і змешвання, уяўляе сабой гатовую этэрыфікаваную цэлюлозу, якую можна фасаваць і закладваць на захоўванне.

4. Рэзюмэ

Аддзеленыя сцёкавыя вады ўтрымліваюць пэўную колькасць солі, у асноўным хларыд натрыю. Сцёкавыя вады выпарваюцца для аддзялення солі, а выпараная другасная пара можа кандэнсавацца для аднаўлення кандэнсаванай вады або непасрэдна выводзіцца. Асноўным кампанентам выдзеленай солі з'яўляецца хларыд натрыю, які таксама змяшчае пэўную колькасць ацэтату натрыю з-за нейтралізацыі воцатнай кіслатой. Гэтая соль мае прамысловае ўтылізацыйнае значэнне толькі пасля перакрышталізацыі, падзелу і ачысткі.