Hüdroksüpropüülmetüültsellulooseetri tehnoloogia

Hüdroksüpropüülmetüültsellulooseeter on külmas vees lahustuv mittepolaarne tsellulooseeter, mis saadakse looduslikust tselluloosist leelistamise ja eeterdamise modifitseerimise teel.

Märksõnad:hüdroksüpropüülmetüültselluloosi eeter; leelistamisreaktsioon; eeterdamisreaktsioon

1. Tehnoloogia

Looduslik tselluloos on vees ja orgaanilistes lahustites lahustumatu, valguse, kuumuse, happe, soola ja muude keemiliste ainete suhtes stabiilne ning seda saab niisutada lahjendatud leeliselahuses, et muuta tselluloosi pinda.

Hüdroksüpropüülmetüültsellulooseeter on omamoodi mittepolaarne, külmas vees lahustuv tsellulooseeter, mis saadakse looduslikust tselluloosist leelistamise ja eeterdamise modifitseerimise teel.

2. Peamine keemilise reaktsiooni valem

2.1 Leelistamisreaktsioon

Tselluloosi ja naatriumhüdroksiidi reaktsiooniks on kaks võimalust, see tähendab, et erinevatel tingimustel tekib molekulaarsed ühendid R – OH – NaOH; või metallialkoholiühendite tekitamiseks, R – ONa.

Enamik teadlasi usub, et tselluloos reageerib kontsentreeritud leelisega, moodustades fikseeritud aine, ja arvab, et iga või kaks glükoosirühma on ühendatud ühe NaOH molekuliga (üks glükoosirühm kombineeritakse kolme NaOH molekuliga, kui reaktsioon on lõppenud).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH või C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Hiljuti usuvad mõned teadlased, et tselluloosi ja kontsentreeritud leelise vastasmõjul on korraga kaks mõju.

Sõltumata struktuurist saab tselluloosi keemilist aktiivsust tselluloosi ja leelise toimel muuta ning see võib reageerida erinevate keemiliste keskkondadega, et saada tähendusrikkaid liike.

2.2 Eeterdamisreaktsioon

Pärast leelistamist reageerib aktiivne leelistselluloos eeterdava ainega, moodustades tsellulooseetri. Eeterdavate ainetena kasutatakse metüülkloriidi ja propüleenoksiidi.

Naatriumhüdroksiid toimib katalüsaatorina.

n ja m tähistavad vastavalt hüdroksüpropüüli ja metüüli asendusastet tselluloosiühikul. Maksimaalne m + n summa on 3.

Lisaks ülalnimetatud põhireaktsioonile on ka kõrvalreaktsioone:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Hüdroksüpropüülmetüültsellulooseetri protsessi kirjeldus

Hüdroksüpropüülmetüültsellulooseetri (lühidalt "tsellulooseeter") protsess koosneb laias laastus kuuest protsessist, nimelt: tooraine purustamine, (leelistamine) eeterdamine, lahusti eemaldamine, filtreerimine ja kuivatamine, purustamine ja segamine ning valmistoote pakendamine.

3.1 Tooraine ettevalmistamine

Turult ostetud naturaalne lühikese ebemega tselluloos purustatakse pulbriks pulbriks, et hõlbustada järgnevat töötlemist; tahke leelis (või vedel leelis) sulatatakse ja valmistatakse ning kuumutatakse umbes 90 °C-ni°C 50% seebikivilahuse valmistamiseks. Valmistage samaaegselt reaktsiooni metüülkloriid, propüleenoksiidi eeterdamisaine, isopropanool ja tolueeni reaktsioonilahusti.

Lisaks vajab reaktsiooniprotsess abimaterjale, nagu kuum vesi ja puhas vesi; toiteallikaks on vaja auru, madala temperatuuriga jahutusvett ja ringlevat jahutusvett.

Lühikesed linterid, metüülkloriid ja propüleenoksiid eeterdavad ained on peamised materjalid eeterdatud tselluloosi tootmiseks ning lühikesi lintereid kasutatakse suures koguses. Metüülkloriid ja propüleenoksiid osalevad reaktsioonis loodusliku tselluloosi modifitseerimiseks eeterdamisainetena, kasutuskogus ei ole suur.

Lahustite (või lahjendite) hulka kuuluvad peamiselt tolueen ja isopropanool, mida põhimõtteliselt ei tarbita, kuid kaasavõetud ja lenduvaid kadusid silmas pidades on tootmises väike kadu ning kasutatav kogus on väga väike.

Tooraine ettevalmistamise protsessis on toorainepaagi ala ja selle juurde kuuluv tooraine ladu. Eeterdavaid aineid ja lahusteid, nagu tolueen, isopropanool ja äädikhape (kasutatakse reagentide pH väärtuse reguleerimiseks), hoitakse toorainepaagi piirkonnas. Lühikese ebeme pakkumine on piisav, turg võib seda igal ajal pakkuda.

Purustatud lühike kiud saadetakse koos käruga töökotta kasutamiseks.

3.2 (Leelistamine) eeterdamine

(Leeliseline) eeterdamine on oluline protsess tselluloosi eeterdamise protsessis. Varasemas tootmismeetodis viidi kaheetapilised reaktsioonid läbi eraldi. Nüüd on protsessi täiustatud ja kaheetapilised reaktsioonid kombineeritakse ühes etapis ja viiakse läbi samaaegselt.

Esmalt puhastage eeterdamispaak tolmuimejaga, et õhk eemaldada, ja seejärel asendage see lämmastikuga, et paak oleks õhust vaba. Lisage valmistatud naatriumhüdroksiidi lahus, lisage teatud kogus isopropanooli ja tolueeni lahustit, alustage segamist, seejärel lisage lühike vatt, lülitage ringlusvesi sisse jahtuma ja pärast temperatuuri langemist teatud tasemeni lülitage sisse madal- temperatuuri vett, et alandada süsteemi materjali temperatuuri Langetage umbes 20-ni℃ja hoidke reaktsiooni leelistamise lõpuleviimiseks teatud aja jooksul.

Pärast leelistamist lisage eeterdav aine metüülkloriid ja propüleenoksiid, mõõdetuna kõrgetasemelise doseerimispaagiga, jätkake segamise alustamist, kasutage auru, et tõsta süsteemi temperatuur peaaegu 70 kraadini.℃~ 80℃, ja seejärel kasutage kuumutamise ja säilitamise jätkamiseks kuuma vett. Reaktsiooni temperatuuri kontrollitakse ja seejärel reaktsiooni temperatuuri ja reaktsiooniaega ning toimingu saab lõpetada teatud aja segamise ja segamisega.

Reaktsioon viiakse läbi umbes 90 °C juures°C ja 0,3 MPa.

3.3 Desolvatsioon

Ülalmainitud reageerinud protsessi materjalid suunatakse desolventisaatorisse ning materjalid eraldatakse ja kuumutatakse auruga ning tolueeni ja isopropanooli lahustid aurustatakse ja taaskasutatakse ringlussevõtuks.

Aurustunud lahusti esmalt jahutatakse ja kondenseeritakse osaliselt ringleva veega ning seejärel kondenseeritakse madala temperatuuriga veega ning kondensaadi segu siseneb vee ja lahusti eraldamiseks vedelikukihti ja separaatorisse. Tolueeni ja isopropanooli segatud lahusti ülemises kihis reguleeritakse proportsionaalselt. Kasutage seda otse ja tagastage alumises kihis olev vesi ja isopropanooli lahus kasutamiseks desolventisaatorisse.

Lisage reagendile pärast desolvatimist äädikhapet, et neutraliseerida üleliigne naatriumhüdroksiid, seejärel kasutage materjali pesemiseks kuuma vett, kasutage tsellulooseetri pesemiseks kuumas vees täielikult ära tsellulooseetrile iseloomulikku koagulatsiooni ja viimistlege reagenti. Rafineeritud materjalid saadetakse eraldamiseks ja kuivatamiseks järgmisele protsessile.

3.4 Filtreerige ja kuivatage

Rafineeritud materjal saadetakse kõrgsurve kruvipumba abil horisontaalsesse kruviseparaatorisse vaba vee eraldamiseks ja ülejäänud tahke materjal siseneb kruvisööturi kaudu õhukuivatisse ja kuivatatakse kokkupuutel kuuma õhuga ja seejärel läbib tsükloni. eraldaja ja õhk Eraldamisel siseneb tahke materjal järgnevasse purustamisse.

Horisontaalse spiraalseparaatoriga eraldatud vesi siseneb veetöötlusmahutisse pärast settimist settepaagis, et eraldada kaasahaarav tselluloos.

3.5 Purustamine ja segamine

Pärast kuivatamist on eeterdatud tselluloosi osakeste suurus ebaühtlane, mis tuleb purustada ja segada nii, et osakeste suuruse jaotus ja materjali üldine välimus vastaksid toote standardi nõuetele.

3. 6 Valmistoote pakend

Pärast purustamist ja segamist saadud materjaliks on valmis eeterdatud tselluloos, mida saab pakendada ja ladustada.

4. Kokkuvõte

Eraldatud reovesi sisaldab teatud koguses soola, peamiselt naatriumkloriidi. Reovesi aurustatakse soola eraldamiseks ja aurustunud sekundaarauru saab kondenseeritud vee eraldamiseks kondenseerida või otse välja lasta. Eraldatud soola põhikomponendiks on naatriumkloriid, mis äädikhappega neutraliseerimise tõttu sisaldab ka teatud koguses naatriumatsetaati. Sellel soolal on tööstuslik kasutusväärtus alles pärast ümberkristallimist, eraldamist ja puhastamist.