Tecnologia de l'èter d'hidroxipropil metil cel·lulosa

L'èter d'hidroxipropil metil cel·lulosa és una mena d'èter de cel·lulosa no polar soluble en aigua freda obtinguda a partir de cel·lulosa natural mitjançant alcalització i modificació d'eterificació.

Paraules clau:èter d'hidroxipropil metilcel·lulosa; reacció d'alcalinització; reacció d'eterificació

1. Tecnologia

La cel·lulosa natural és insoluble en aigua i dissolvents orgànics, estable a la llum, la calor, l'àcid, la sal i altres mitjans químics, i es pot humitejar en una solució alcalina diluïda per canviar la superfície de la cel·lulosa.

L'èter d'hidroxipropil metil cel·lulosa és un tipus d'èter de cel·lulosa no polar i soluble en aigua freda obtingut a partir de cel·lulosa natural mitjançant l'alcalització i la modificació de l'eterificació.

2. La fórmula principal de la reacció química

2.1 Reacció d'alcalinització

Hi ha dues possibilitats per a la reacció de la cel·lulosa i l'hidròxid de sodi, és a dir, segons diferents condicions per generar compostos moleculars, R – OH – NaOH; o per generar compostos d'alcohol metàl·lic, R – ONa.

La majoria dels estudiosos creuen que la cel·lulosa reacciona amb l'àlcali concentrat per formar una substància fixa, i creu que cada o dos grups de glucosa es combinen amb una molècula de NaOH (un grup de glucosa es combina amb tres molècules de NaOH quan la reacció s'ha completat).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH o C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Recentment, alguns estudiosos creuen que la interacció entre la cel·lulosa i l'àlcali concentrat tindrà dos efectes al mateix temps.

Independentment de l'estructura, l'activitat química de la cel·lulosa es pot canviar després de l'acció de la cel·lulosa i l'àlcali, i pot reaccionar amb diversos mitjans químics per obtenir espècies significatives.

2.2 Reacció d'eterificació

Després de l'alcalinització, la cel·lulosa alcalina activa reacciona amb l'agent d'eterificació per formar èter de cel·lulosa. Els agents eterificants utilitzats són el clorur de metil i l'òxid de propilè.

L'hidròxid de sodi actua com un catalitzador.

n i m representen el grau de substitució d'hidroxipropil i metil a la unitat de cel·lulosa, respectivament. La suma màxima de m + n és 3.

A més de la reacció principal esmentada anteriorment, també hi ha reaccions secundaries:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Descripció del procés de l'èter d'hidroxipropil metilcel·lulosa

El procés d'èter d'hidroxipropil metil cel·lulosa ("èter de cel·lulosa" per abreujar) es compon aproximadament de 6 processos, a saber: trituració de matèries primeres, eterificació (alcalinització), eliminació de dissolvents, filtració i assecat, trituració i mescla i embalatge del producte acabat.

3.1 Preparació de la matèria primera

La cel·lulosa natural de pelusa curta comprada al mercat és triturada en pols per un polveritzador per facilitar el processament posterior; l'àlcali sòlid (o àlcali líquid) es fon i es prepara, i s'escalfa a uns 90°C per fer una solució de sosa càustica al 50% per al seu ús. Prepareu clorur de metil de reacció, agent d'eterificació d'òxid de propilè, isopropanol i dissolvent de reacció de toluè al mateix temps.

A més, el procés de reacció requereix materials auxiliars com aigua calenta i aigua pura; Es requereix vapor, aigua de refrigeració a baixa temperatura i aigua de refrigeració circulant per ajudar l'energia.

Els linters curts, el clorur de metil i els agents d'eterificació d'òxid de propilè són els principals materials per produir cel·lulosa eterificada, i els linters curts s'utilitzen en gran quantitat. El clorur de metil i l'òxid de propilè participen en la reacció com a agents d'eterificació per modificar la cel·lulosa natural, la quantitat d'ús no és gran.

Els dissolvents (o diluents) inclouen principalment toluè i isopropanol, que bàsicament no es consumeixen, però ateses les pèrdues arrastrades i volatilitzades, hi ha una lleugera pèrdua de producció i la quantitat utilitzada és molt petita.

El procés de preparació de matèries primeres té una zona de dipòsit de matèries primeres i un magatzem de matèries primeres annex. Els agents eterificants i els dissolvents, com ara el toluè, l'isopropanol i l'àcid acètic (utilitzat per ajustar el valor del pH dels reactius), s'emmagatzemen a la zona del dipòsit de matèria primera. El subministrament de pelusa curta és suficient, pot ser proporcionat pel mercat en qualsevol moment.

La pelusa curta triturada s'envia al taller amb un carro per utilitzar-la.

3.2 (Alcalinització) eterificació

L'eterificació (alcalina) és un procés important en el procés d'eterificació de la cel·lulosa. En el mètode de producció anterior, les reaccions en dos passos es van dur a terme per separat. Ara es millora el procés i les reaccions de dos passos es combinen en una sola etapa i es porten a terme simultàniament.

Primer, aspireu el dipòsit d'eterificació per eliminar l'aire i, a continuació, substituïu-lo per nitrogen per fer que el dipòsit estigui lliure d'aire. Afegiu la solució d'hidròxid de sodi preparada, afegiu-hi una certa quantitat d'isopropanol i dissolvent de toluè, comenceu a remenar i, a continuació, afegiu cotó curt, engegueu l'aigua circulant perquè es refredi i, després que la temperatura baixi a un cert nivell, engegueu el baix nivell. temperatura de l'aigua per reduir la temperatura del material del sistema Baixa a uns 20℃, i mantenir la reacció durant un cert període de temps per completar l'alcalinització.

Després de l'alcalinització, afegiu l'agent eterificant clorur de metil i òxid de propilè mesurats pel dipòsit de dosificació d'alt nivell, seguiu començant a remenar, utilitzeu vapor per augmentar la temperatura del sistema a gairebé 70ºC.℃~ 80℃, i després utilitzeu aigua calenta per continuar escalfant i mantenint La temperatura de reacció es controla, i després es controla la temperatura de reacció i el temps de reacció, i l'operació es pot completar agitant i barrejant durant un període de temps determinat.

La reacció es porta a terme a uns 90°C i 0,3 MPa.

3.3 Dessolvació

Els materials de procés reaccionats esmentats anteriorment s'envien al dessolventitzador, els materials es retiren i s'escalfen amb vapor, i els dissolvents de toluè i isopropanol s'evaporen i es recuperen per al seu reciclatge.

El dissolvent evaporat es refreda primer i es condensa parcialment amb aigua circulant, i després es condensa amb aigua a baixa temperatura, i la barreja de condensat entra a la capa líquida i al separador per separar l'aigua i el dissolvent. El dissolvent mixt de toluè i isopropanol a la capa superior s'ajusta proporcionalment. Utilitzeu-lo directament i torneu l'aigua i la solució d'isopropanol a la capa inferior al disolvent per utilitzar-la.

Afegiu àcid acètic al reactiu després de la desolvació per neutralitzar l'excés d'hidròxid de sodi, després utilitzeu aigua calenta per rentar el material, feu un ús complet de la característica de coagulació de l'èter de cel·lulosa a l'aigua calenta per rentar l'èter de cel·lulosa i refinar el reactiu. Els materials refinats s'envien al següent procés de separació i assecat.

3.4 Filtrar i assecar

El material refinat s'envia al separador de cargol horitzontal mitjançant una bomba de cargol d'alta pressió per separar l'aigua lliure, i el material sòlid restant entra a l'assecador d'aire a través de l'alimentador de cargol i s'asseca en contacte amb l'aire calent i després passa pel cicló. separador i separació d'aire, el material sòlid entra a la trituració posterior.

L'aigua separada pel separador en espiral horitzontal entra al dipòsit de tractament d'aigua després de la sedimentació al dipòsit de sedimentació per separar la cel·lulosa arrastrada.

3.5 Trituració i mescla

Després de l'assecat, la cel·lulosa eterificada tindrà una mida de partícula desigual, que s'ha de triturar i barrejar perquè la distribució de la mida de les partícules i l'aspecte general del material compleixin els requisits estàndard del producte.

3. 6 Embalatge del producte acabat

El material obtingut després de les operacions de trituració i mescla és la cel·lulosa eterificada acabada, que es pot envasar i emmagatzemar.

4. Resum

Les aigües residuals separades contenen una certa quantitat de sal, principalment clorur de sodi. L'aigua residual s'evapora per separar la sal, i el vapor secundari evaporat es pot condensar per recuperar l'aigua condensada, o es pot descarregar directament. El component principal de la sal separada és el clorur de sodi, que també conté una certa quantitat d'acetat de sodi a causa de la neutralització amb àcid acètic. Aquesta sal només té valor d'utilització industrial després de la recristal·lització, la separació i la purificació.