Technologie etheru hydroxypropylmethylcelulózy

Ether hydroxypropylmethylcelulózy je druh nepolárního éteru celulózy rozpustný ve studené vodě získaný z přírodní celulózy alkalizací a etherifikační modifikací.

klíčová slova:ether hydroxypropylmethylcelulózy; alkalizační reakce; etherifikační reakce

1. Technologie

Přírodní celulóza je nerozpustná ve vodě a organických rozpouštědlech, je stabilní vůči světlu, teplu, kyselinám, soli a dalším chemickým médiím a může být navlhčena ve zředěném alkalickém roztoku, aby se změnil povrch celulózy.

Ether hydroxypropylmethylcelulózy je druh nepolárního, ve studené vodě rozpustného éteru celulózy získaný z přírodní celulózy alkalizací a etherifikační modifikací.

2. Hlavní vzorec chemické reakce

2.1 Alkalizační reakce

Existují dvě možnosti reakce celulózy a hydroxidu sodného, ​​to znamená, že za různých podmínek vznikají molekulární sloučeniny R – OH – NaOH; nebo k výrobě sloučenin alkoholu kovů, R – ONa.

Většina učenců věří, že celulóza reaguje s koncentrovanou alkálií za vzniku pevné látky, a myslí si, že každá nebo dvě glukózové skupiny jsou spojeny s jednou molekulou NaOH (jedna glukózová skupina je kombinována se třemi molekulami NaOH, když je reakce dokončena).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH nebo C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

V poslední době se někteří učenci domnívají, že interakce mezi celulózou a koncentrovanou alkálií bude mít dva účinky současně.

Bez ohledu na strukturu může být chemická aktivita celulózy změněna po působení celulózy a alkálie a může reagovat s různými chemickými médii a získat smysluplné druhy.

2.2 Etherifikační reakce

Po alkalizaci aktivní alkalická celulóza reaguje s etherifikačním činidlem za vzniku etheru celulózy. Použitá etherifikační činidla jsou methylchlorid a propylenoxid.

Hydroxid sodný působí jako katalyzátor.

n a m představují stupeň substituce hydroxypropylu a methylu na celulózové jednotce. Maximální součet m + n je 3.

Kromě výše uvedené hlavní reakce existují také vedlejší reakce:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Popis procesu etheru hydroxypropylmethylcelulózy

Proces éteru hydroxypropylmethylcelulózy (zkráceně „éter celulózy“) se skládá zhruba ze 6 procesů, a to: drcení suroviny, (alkalinizace) etherifikace, odstranění rozpouštědla, filtrace a sušení, drcení a míchání a balení hotového výrobku.

3.1 Příprava suroviny

Přírodní celulóza s krátkými vlákny zakoupená na trhu je rozdrcena na prášek v drtiči, aby se usnadnilo následné zpracování; pevná alkálie (nebo kapalná alkálie) se roztaví a připraví a zahřeje na asi 90 °C°C k výrobě 50% roztoku hydroxidu sodného pro použití. Připravte reakční methylchlorid, propylenoxidové etherifikační činidlo, isopropanol a toluenové reakční rozpouštědlo současně.

Kromě toho reakční proces vyžaduje pomocné materiály, jako je horká voda a čistá voda; pára, nízkoteplotní chladicí voda a cirkulující chladicí voda jsou zapotřebí k podpoře napájení.

Krátké lintry, methylchlorid a propylenoxidová etherifikační činidla jsou hlavními materiály pro výrobu etherifikované celulózy a krátké lintry se používají ve velkém množství. Methylchlorid a propylenoxid se účastní reakce jako etherifikační činidla pro modifikaci přírodní celulózy, množství použití není velké.

K rozpouštědlům (resp. ředidlům) patří především toluen a isopropanol, které se v zásadě nespotřebovávají, ale s ohledem na unášené a těkavé ztráty dochází k mírným ztrátám ve výrobě a použité množství je velmi malé.

Proces přípravy suroviny má prostor nádrže na suroviny a připojený sklad surovin. Eterifikační činidla a rozpouštědla, jako je toluen, isopropanol a kyselina octová (používaná k úpravě hodnoty pH reaktantů), jsou skladovány v prostoru nádrže na suroviny. Zásoba krátkých vláken je dostatečná, může být kdykoli poskytnuta na trhu.

Rozdrcené krátké žmolky se zasílají do dílny s vozíkem k použití.

3.2 (Alkalinizace) etherifikace

(Alkalická) etherifikace je důležitý proces v procesu etherifikace celulózy. V dřívějším způsobu výroby byly dvoustupňové reakce prováděny odděleně. Nyní je proces vylepšen a dvoustupňové reakce jsou kombinovány v jednom stupni a prováděny současně.

Nejprve vysajte etherifikační nádrž, abyste odstranili vzduch, a poté ji vyměňte za dusík, aby byla nádrž zbavena vzduchu. Přidejte připravený roztok hydroxidu sodného, ​​přidejte určité množství isopropanolu a toluenového rozpouštědla, začněte míchat, poté přidejte krátkou vatu, zapněte cirkulující vodu, aby vychladla, a po poklesu teploty na určitou úroveň zapněte nízkoteplotní teplota vody, aby se snížila teplota materiálu systému, pokles na asi 20℃a udržujte reakci po určitou dobu k dokončení alkalizace.

Po alkalizaci přidejte etherifikační činidlo methylchlorid a propylenoxid měřené vysokoúrovňovou dávkovací nádrží, pokračujte v míchání, použijte páru ke zvýšení teploty systému na téměř 70℃~ 80℃Reakční teplota je řízena a poté je řízena reakční teplota a reakční doba a operace může být dokončena mícháním a mícháním po určitou dobu.

Reakce se provádí při asi 90 °C°C a 0,3 MPa.

3.3 Desolvace

Výše uvedené zreagované procesní materiály se odesílají do desolventizátoru a materiály se stripují a zahřívají párou a toluenová a isopropanolová rozpouštědla se odpařují a regenerují pro recyklaci.

Odpařené rozpouštědlo se nejprve ochladí a částečně kondenzuje s cirkulující vodou a poté se kondenzuje s vodou o nízké teplotě a kondenzátová směs vstupuje do vrstvy kapaliny a separátoru, aby oddělila vodu a rozpouštědlo. Směsné rozpouštědlo toluenu a isopropanolu v horní vrstvě se upraví v poměru. Použijte jej přímo a vraťte vodu a roztok isopropanolu ve spodní vrstvě do desolventizéru k použití.

Po desolvataci přidejte k reaktantu kyselinu octovou, abyste zneutralizovali přebytek hydroxidu sodného, ​​pak použijte horkou vodu k promytí materiálu, plně využijte koagulační charakteristiky etheru celulózy na horkou vodu k promytí etheru celulózy a zjemněte reaktant. Rafinované materiály jsou odeslány do dalšího procesu k separaci a sušení.

3.4 Filtrujte a osušte

Rafinovaný materiál je posílán do horizontálního šnekového separátoru vysokotlakým šnekovým čerpadlem k oddělení volné vody a zbývající pevný materiál vstupuje do sušičky vzduchu přes šnekový podavač a je sušen v kontaktu s horkým vzduchem a poté prochází cyklonem. separátor a vzduch Separace, pevný materiál vstupuje do následného drcení.

Voda oddělená horizontálním spirálovým separátorem vstupuje do nádrže na úpravu vody po sedimentaci v sedimentační nádrži, aby se oddělila stržená celulóza.

3.5 Drcení a míchání

Po vysušení bude mít etherifikovaná celulóza nestejnou velikost částic, které je třeba rozdrtit a promíchat tak, aby distribuce velikosti částic a celkový vzhled materiálu odpovídaly požadavkům normy produktu.

3. 6 Balení hotového výrobku

Materiál získaný po operacích drcení a míchání je hotová etherifikovaná celulóza, kterou lze zabalit a uložit do skladu.

4. Shrnutí

Separovaná odpadní voda obsahuje určité množství soli, především chloridu sodného. Odpadní voda se odpaří, aby se oddělila sůl, a odpařená sekundární pára může být kondenzována, aby se získala kondenzovaná voda, nebo přímo vypuštěna. Hlavní složkou separované soli je chlorid sodný, který také obsahuje určité množství octanu sodného z důvodu neutralizace kyselinou octovou. Tato sůl má hodnotu průmyslového využití pouze po rekrystalizaci, separaci a čištění.