Hydroxypropyl Methyl Cellulose Ether teknologi

Hydroxypropylmethylcelluloseether er en slags ikke-polær celluloseether opløselig i koldt vand opnået fra naturlig cellulose gennem alkalisering og etherificeringsmodifikation.

Nøgleord:hydroxypropylmethylcelluloseether; alkaliseringsreaktion; etherificeringsreaktion

1. Teknologi

Naturlig cellulose er uopløselig i vand og organiske opløsningsmidler, stabil over for lys, varme, syre, salt og andre kemiske medier og kan fugtes i fortyndet alkaliopløsning for at ændre overfladen af ​​cellulose.

Hydroxypropylmethylcelluloseether er en slags ikke-polær, koldtvandsopløselig celluloseether opnået fra naturlig cellulose gennem alkalisering og etherificeringsmodifikation.

2. Den vigtigste kemiske reaktionsformel

2.1 Alkaliseringsreaktion

Der er to muligheder for omsætning af cellulose og natriumhydroxid, det vil sige i henhold til forskellige betingelser for at danne molekylære forbindelser, R – OH – NaOH; eller at generere metalalkoholforbindelser, R – ONa.

De fleste forskere mener, at cellulose reagerer med koncentreret alkali for at danne et fast stof, og tror, ​​at hver eller to glucosegrupper er kombineret med et NaOH-molekyle (en glucosegruppe kombineres med tre NaOH-molekyler, når reaktionen er afsluttet).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH eller C6H10O5 + NaOH→C6H10O4ONa + H2O

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

For nylig mener nogle forskere, at interaktionen mellem cellulose og koncentreret alkali vil have to virkninger på samme tid.

Uanset strukturen kan den kemiske aktivitet af cellulose ændres efter virkningen af ​​cellulose og alkali, og den kan reagere med forskellige kemiske medier for at opnå meningsfulde arter.

2.2 Forætringsreaktion

Efter alkalisering reagerer den aktive alkalicellulose med etherificeringsmiddel og danner celluloseether. De anvendte etherificerende midler er methylchlorid og propylenoxid.

Natriumhydroxid virker som en katalysator.

n og m repræsenterer graden af ​​substitution af henholdsvis hydroxypropyl og methyl på celluloseenheden. Den maksimale sum af m + n er 3.

Ud over den ovennævnte hovedreaktion er der også bivirkninger:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Procesbeskrivelse af hydroxypropylmethylcelluloseether

Processen med hydroxypropylmethylcelluloseether ("celluloseether" for kort) er groft sammensat af 6 processer, nemlig: råvareknusning, (alkalisering) etherificering, opløsningsmiddelfjernelse, filtrering og tørring, knusning og blanding samt færdigvareemballage.

3.1 Råvareforberedelse

Den naturlige fnug-cellulose, der købes på markedet, knuses til pulver af en pulverisator for at lette den efterfølgende forarbejdning; den faste alkali (eller flydende alkali) smeltes og fremstilles og opvarmes til ca. 90°C°C for at lave 50 % kaustisk sodaopløsning til brug. Forbered reaktionsmethylchlorid, propylenoxid-foretheringsmiddel, isopropanol og toluenreaktionsopløsningsmiddel på samme tid.

Derudover kræver reaktionsprocessen hjælpematerialer såsom varmt vand og rent vand; damp, lavtemperaturkølevand og cirkulerende kølevand er påkrævet for at hjælpe med strøm.

Korte linters, methylchlorid og propylenoxid-foretringsmidler er hovedmaterialerne til fremstilling af foretret cellulose, og korte linters bruges i store mængder. Methylchlorid og propylenoxid deltager i reaktionen som etherificeringsmidler til at modificere naturlig cellulose, mængden af ​​brug er ikke stor.

Opløsningsmidler (eller fortyndingsmidler) omfatter hovedsageligt toluen og isopropanol, som som udgangspunkt ikke forbruges, men i lyset af medførte og fordampede tab er der et lille produktionstab, og den anvendte mængde er meget lille.

Råvarefremstillingsprocessen har et råvaretankområde og et tilknyttet råvarelager. Etherificeringsmidler og opløsningsmidler, såsom toluen, isopropanol og eddikesyre (bruges til at justere pH-værdien af ​​reaktanterne), opbevares i råvaretankområdet. Udbuddet af kort fnug er tilstrækkeligt, kan leveres af markedet til enhver tid.

Den knuste korte fnug sendes til værkstedet med en vogn til brug.

3.2 (Alkalinisering) etherificering

(Alkalisk) foretring er en vigtig proces i processen med foretring af cellulose. I den tidligere fremstillingsmetode blev totrinsreaktionerne udført separat. Nu er processen forbedret, og to-trinsreaktionerne kombineres i et trin og udføres samtidigt.

Støvsug først etherificeringstanken for at fjerne luften, og udskift den derefter med nitrogen for at gøre tanken fri for luft. Tilsæt den forberedte natriumhydroxidopløsning, tilsæt en vis mængde isopropanol og toluenopløsningsmiddel, start omrøring, tilsæt derefter kort vat, tænd for det cirkulerende vand for at køle ned, og efter at temperaturen er faldet til et vist niveau, tænd for lav- temperatur vand for at sænke systemmaterialetemperaturen Sænk til ca. 20℃og bibehold reaktionen i et vist tidsrum for at fuldende alkaliseringen.

Efter alkalisering tilsættes etherificeringsmidlet methylchlorid og propylenoxid målt af højniveaumåletanken, fortsæt med at begynde at omrøre, brug damp til at hæve systemtemperaturen til næsten 70℃~ 80℃, og brug derefter varmt vand til at fortsætte opvarmningen og vedligeholdelsen. Reaktionstemperaturen kontrolleres, og derefter kontrolleres reaktionstemperaturen og reaktionstiden, og operationen kan afsluttes ved omrøring og blanding i et vist tidsrum.

Reaktionen udføres ved ca. 90°C°C og 0,3 MPa.

3.3 Desolvation

De ovennævnte omsatte procesmaterialer sendes til opløsningsmidlet, og materialerne strippes og opvarmes med damp, og toluen- og isopropanolopløsningsmidlerne afdampes og genvindes til genbrug.

Det fordampede opløsningsmiddel afkøles først og kondenseres delvist med cirkulerende vand og kondenseres derefter med lavtemperaturvand, og kondensatblandingen kommer ind i væskelaget og separatoren for at adskille vandet og opløsningsmidlet. Det blandede opløsningsmiddel af toluen og isopropanol i det øvre lag justeres i forhold. Brug det direkte, og returner vandet og isopropanolopløsningen i det nederste lag til opløsningsmidlet til brug.

Tilsæt eddikesyre til reaktanten efter opløsning for at neutralisere overskydende natriumhydroxid, brug derefter varmt vand til at vaske materialet, gør fuld brug af koaguleringsegenskaberne for celluloseether til varmt vand for at vaske celluloseetheren, og raffinér reaktanten. De raffinerede materialer sendes til næste proces til adskillelse og tørring.

3.4 Filtrer og tør

Det raffinerede materiale sendes til den vandrette skrueseparator med højtryksskruepumpe for at adskille frit vand, og det resterende faste materiale kommer ind i lufttørreren gennem skrueføderen og tørres i kontakt med varm luft og passerer derefter gennem cyklonen separator og luft Separation, det faste materiale kommer ind i den efterfølgende knusning.

Vandet adskilt af den vandrette spiralseparator kommer ind i vandbehandlingstanken efter sedimentering i sedimentationstanken for at adskille den medførte cellulose.

3.5 Knusning og blanding

Efter tørring vil den foretrede cellulose have ujævn partikelstørrelse, som skal knuses og blandes, så partikelstørrelsesfordelingen og materialets overordnede udseende opfylder produktstandardkravene.

3. 6 Færdigvareemballage

Materialet opnået efter knusnings- og blandingsoperationer er den færdige etherificerede cellulose, som kan pakkes og opbevares.

4. Sammenfatning

Det separerede spildevand indeholder en vis mængde salt, hovedsageligt natriumchlorid. Spildevandet fordampes for at adskille saltet, og den fordampede sekundære damp kan kondenseres for at genvinde kondenseret vand eller udledes direkte. Hovedbestanddelen af ​​det separerede salt er natriumchlorid, som også indeholder en vis mængde natriumacetat på grund af neutraliseringen med eddikesyre. Dette salt har først industriel brugsværdi efter omkrystallisation, separation og oprensning.