Hidroxipropil Metil Zelulosa Eter Teknologia

Hidroxipropil metil zelulosa eter zelulosa naturaletik alkalizazio eta eterifikazio aldaketaren bidez lortzen den ur hotzetan disolbagarria den zelulosa-eter ez polar mota bat da.

Gako-hitzak:hidroxipropil metilzelulosa eter; alkalizazio erreakzioa; eterifikazio erreakzioa

1. Teknologia

Zelulosa naturala uretan eta disolbatzaile organikoetan disolbaezina da, egonkorra da argia, beroa, azidoa, gatza eta beste medio kimiko batzuen aurrean, eta disoluzio alkalino diluituan hezetu daiteke zelularen gainazala aldatzeko.

Hidroxipropil metil zelulosa-ether zelulosa naturaletik lortzen den zelulosa-eter ez-polar eta hotza da, alkalizazio eta eterifikazio aldaketaren bidez.

2. Erreakzio kimikoen formula nagusia

2.1 Alkalizazio erreakzioa

Zelulosa eta sodio hidroxidoaren erreakziorako bi aukera daude, hau da, konposatu molekularrak sortzeko baldintza ezberdinen arabera, R – OH – NaOH; edo metal alkohol-konposatuak sortzeko, R – ONa.

Jakintsu gehienek uste dute zelulosa alkali kontzentratuarekin erreakzionatzen duela substantzia finko bat sortzeko, eta uste dute glukosa talde bakoitza edo bi NaOH molekula batekin konbinatzen direla (glukosa talde bat hiru NaOH molekularekin konbinatzen da erreakzioa amaitutakoan).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH edo C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Duela gutxi, jakintsu batzuek uste dute zelulosa eta alkali kontzentratuaren arteko elkarrekintzak bi efektu izango dituela aldi berean.

Egitura edozein dela ere, zelulosaren jarduera kimikoa alda daiteke zelulosa eta alkaliaren ekintzaren ondoren, eta hainbat euskarri kimikorekin erreakzionatu dezake espezie esanguratsuak lortzeko.

2.2 Eterifikazio erreakzioa

Alkalizazioaren ondoren, zelulosa alkalino aktiboak eterifikazio-agentearekin erreakzionatzen du zelulosa-eterra sortzeko. Erabiltzen diren agente eterifikatzaileak metil kloruroa eta propileno oxidoa dira.

Sodio hidroxidoak katalizatzaile bat bezala jokatzen du.

n eta m-k hidroxipropilaren eta metilen ordezkapen-maila adierazten dute zelulosa-unitatean, hurrenez hurren. m + n-ren batura maximoa 3 da.

Aipatutako erreakzio nagusiaz gain, bigarren mailako erreakzioak ere badaude:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Hidroxipropil metilzelulosa eteraren prozesuaren deskribapena

Hidroxipropil metil zelulosa eteraren prozesua («zelulosa-eter» laburbilduz) 6 prozesuz osatuta dago gutxi gorabehera, hau da: lehengaien birrintzea, (alkalinizazioa) eterifikazioa, disolbatzaileak kentzea, iragazketa eta lehortzea, birrintzea eta nahastea eta produktu amaituaren ontziratzea.

3.1 Lehengaien prestaketa

Merkatuan erositako lint laburreko zelulosa naturala hauts bihurtzen da pulberizatzaile batek, ondorengo prozesatzea errazteko; alkali solidoa (edo alkali likidoa) urtu eta prestatzen da, eta 90 ingurura berotzen da°C erabiltzeko % 50eko sosa kaustikoko soluzioa egiteko. Prestatu erreakzio metil kloruroa, propileno oxidoa eterifikatzeko agentea, isopropanola eta tolueno erreakzio-disolbatzailea aldi berean.

Gainera, erreakzio-prozesuak material laguntzaileak behar ditu, hala nola ur beroa eta ur purua; lurruna, tenperatura baxuko hozte-ura eta zirkulazioan dagoen hozte-ura behar dira energia laguntzeko.

Linter laburrak, metil kloruroa eta propileno oxidoaren eterifikazio-agenteak dira zelulosa eterifikatua ekoizteko material nagusiak, eta linter laburrak kopuru handi batean erabiltzen dira. Metil kloruroak eta propileno oxidoak erreakzioan parte hartzen dute eterifikazio-agente gisa zelulosa naturala aldatzeko, erabilera-kopurua ez da handia.

Disolbatzaileen artean (edo diluitzaileen artean) nagusiki toluenoa eta isopropanola daude, funtsean kontsumitzen ez direnak, baina arrastatutako eta lurrundutako galerak kontuan hartuta, ekoizpenean galera apur bat dago, eta erabiltzen den kantitatea oso txikia da.

Lehengaiak prestatzeko prozesuak lehengaien deposituaren eremua eta erantsitako lehengaien biltegia ditu. Agente eterifikatzaileak eta disolbatzaileak, hala nola, toluenoa, isopropanola eta azido azetikoa (erreaktiboen pH balioa doitzeko erabiltzen dira), lehengaien deposituaren eremuan gordetzen dira. Lint laburren hornidura nahikoa da, merkatuak edozein unetan eman dezake.

Birrindutako lint laburra gurdi batekin bidaltzen da tailerra erabiltzeko.

3.2 (Alkalinizazioa) eterifikazioa

(Alkalinoa) eterifikazioa prozesu garrantzitsua da zelulosaren eterifikazio-prozesuan. Lehenago ekoizteko metodoan, bi urratseko erreakzioak bereizita egiten ziren. Orain prozesua hobetzen da, eta bi urratseko erreakzioak etapa batean konbinatzen dira eta aldi berean egiten dira.

Lehenik eta behin, xurga ezazu eterifikazio depositua airea kentzeko, eta, ondoren, ordezkatu nitrogenoarekin depositua airerik gabe egon dadin. Gehitu prestatutako sodio hidroxidoaren disoluzioa, gehitu isopropanol eta tolueno disolbatzaile kopuru jakin bat, hasi nahasten, gero kotoi laburra gehitu, piztu zirkulazioko ura hozteko eta tenperatura maila jakin batera jaitsi ondoren, piztu baxua. tenperatura ura sistemaren materialaren tenperatura jaisteko 20 ingurura℃, eta mantendu erreakzioa denbora-tarte jakin batean alkalizazioa osatzeko.

Alkalizazioaren ondoren, gehitu metil kloruroa eta propileno oxidoa goi-mailako neurketa deposituak neurtutako agente eterifikatzailea, jarraitu irabiatzen hasten, erabili lurruna sistemaren tenperatura ia 70era igotzeko.℃~ 80℃, eta, ondoren, erabili ur beroa berotzen eta mantentzen jarraitzeko Erreakzio-tenperatura kontrolatzen da, eta, ondoren, erreakzio-tenperatura eta erreakzio-denbora kontrolatzen dira, eta eragiketa denbora-tarte jakin batean irabiatuz eta nahastuz osa daiteke.

Erreakzioa 90 inguruan egiten da°C eta 0,3 MPa.

3.3 Desolbazioa

Aipatutako erreakzionatutako prozesuko materialak desolbatzailera bidaltzen dira, eta materialak lurrunez kendu eta berotzen dira, eta toluenoa eta isopropanol disolbatzaileak lurrundu eta birziklatzeko berreskuratzen dira.

Lurrundutako disolbatzailea lehenik zirkulazioko urarekin hoztu eta partzialki kondentsatzen da, eta gero tenperatura baxuko urarekin kondentsatzen da, eta kondentsatu-nahasketa likido-geruza eta bereizgailuan sartzen da ura eta disolbatzailea bereizteko. Goiko geruzan toluenoaren eta isopropanolaren disolbatzaile mistoa proportzioan doitzen da. Erabili zuzenean, eta itzuli beheko geruzako ura eta isopropanol disoluzioa desolbatzailera erabiltzeko.

Gehitu azido azetikoa erreaktiboari desolbazio ondoren sodio hidroxidoa neutralizatzeko, ondoren ur beroa erabili materiala garbitzeko, zelulosa eteraren koagulazio-ezaugarri osoa aprobetxa ezazu ur beroarekin zelulosa eterra garbitzeko eta erreaktiboa findu. Finatutako materialak hurrengo prozesura bidaltzen dira bereizteko eta lehortzeko.

3.4 Iragazi eta lehortu

Material findua torloju-bereizle horizontalera bidaltzen da presio handiko torloju-ponparen bidez doako ura bereizteko, eta gainerako material solidoa aire-lehorgailuan sartzen da torloju-elikaduraren bidez, eta aire beroarekin kontaktuan lehortzen da eta gero zikloitik igarotzen da. bereizgailua eta airea Bereiztea, material solidoa ondorengo birrinketara sartzen da.

Espiral bereizgailu horizontalak bereizitako ura ura tratatzeko deposituan sartzen da sedimentazio deposituan sedimentatu ondoren, arrastatutako zelulosa bereizteko.

3.5 Birrintzea eta nahastea

Lehortu ondoren, eterifikatutako zelulosa partikula tamaina irregularra izango da, eta birrindu eta nahastu behar da, partikulen tamainaren banaketak eta materialaren itxura orokorrak produktuaren eskakizun estandarrak bete ditzan.

3. 6 Amaitutako produktuen ontziratzea

Birrintzeko eta nahasteko eragiketen ondoren lortzen den materiala amaitutako zelulosa eterifikatua da, ontziratu eta biltegiratu daitekeena.

4. Laburpena

Bereizitako hondakin-urek gatz kopuru jakin bat dauka, batez ere sodio kloruroa. Hondakin-ura lurrundu egiten da gatza bereizteko, eta lurrundutako bigarren mailako lurruna kondentsatu daiteke kondentsatutako ura berreskuratzeko, edo zuzenean isuri. Bereizitako gatzaren osagai nagusia sodio kloruroa da, sodio azetato kopuru bat ere badu azido azetikoaren neutralizazioa dela eta. Gatz honek industria-erabilera-balioa du birkristalizazio, bereizketa eta arazketa ondoren bakarrik.