Hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteritekniikka

Hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteri on eräänlainen ei-polaarinen kylmään veteen liukeneva selluloosaeetteri, joka saadaan luonnollisesta selluloosasta alkalisoinnin ja eetteröintimuunnosten avulla.

Avainsanat:hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteri; alkalointireaktio; eetteröintireaktio

1. Tekniikka

Luonnollinen selluloosa ei liukene veteen ja orgaanisiin liuottimiin, kestää valoa, lämpöä, happoa, suolaa ja muita kemiallisia väliaineita, ja sitä voidaan kostuttaa laimeassa alkaliliuoksessa selluloosan pinnan muuttamiseksi.

Hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteri on eräänlainen ei-polaarinen, kylmään vesiliukoinen selluloosaeetteri, joka saadaan luonnollisesta selluloosasta alkalisoinnin ja eetteröintimuunnosten avulla.

2. Kemiallisen reaktion pääkaava

2.1 Alkalointireaktio

Selluloosan ja natriumhydroksidin reaktiolla on kaksi mahdollisuutta, toisin sanoen eri olosuhteissa tuottaa molekyyliyhdisteitä, R – OH – NaOH; tai tuottaa metallialkoholiyhdisteitä, R – ONa.

Useimmat tutkijat uskovat, että selluloosa reagoi väkevän alkalin kanssa muodostaen kiinteän aineen, ja ajattelevat, että jokainen tai kaksi glukoosiryhmää yhdistyvät yhteen NaOH-molekyyliin (yksi glukoosiryhmä yhdistetään kolmeen NaOH-molekyyliin, kun reaktio on valmis).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH tai C6H10O5 + NaOH→C6H10O4ONa + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5 ) 2 NaOH tai C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4ONa + H2O

Viime aikoina jotkut tutkijat uskovat, että selluloosan ja tiivistetyn alkalin vuorovaikutuksella on kaksi vaikutusta samanaikaisesti.

Rakenteesta riippumatta selluloosan kemiallinen aktiivisuus voi muuttua selluloosan ja alkalin vaikutuksen jälkeen ja se voi reagoida erilaisten kemiallisten väliaineiden kanssa merkityksellisten lajikkeiden saamiseksi.

2.2 Eetteröintireaktio

Alkalisoinnin jälkeen aktiivinen alkaliselluloosa reagoi eetteröintiaineen kanssa muodostaen selluloosaeetteriä. Eetteröintiaineita käytetään metyylikloridia ja propyleenioksidia.

Natriumhydroksidi toimii katalyyttinä.

n ja m edustavat hydroksipropyylin ja metyylin substituutioastetta selluloosayksikössä, vastaavasti. M + n:n maksimisumma on 3.

Edellä mainitun pääreaktion lisäksi on myös sivureaktioita:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetterin prosessikuvaus

Hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetterin (lyhennettynä "selluloosaeetteri") prosessi koostuu karkeasti kuudesta prosessista, nimittäin: raaka-aineen murskaus, (emäksitys) eetteröinti, liuottimen poisto, suodatus ja kuivaus, murskaus ja sekoittaminen sekä valmiiden tuotteiden pakkaaminen.

3.1 Raaka-aineen valmistelu

Markkinoilta ostettu luonnollinen lyhytnukkainen selluloosa murskataan jauheeksi jauhimessa myöhemmän käsittelyn helpottamiseksi; kiinteä alkali (tai nestemäinen alkali) sulatetaan ja valmistetaan ja kuumennetaan noin 90 °C:seen°C valmistaa 50 % natriumhydroksidiliuosta käytettäväksi. Valmista reaktiometyylikloridi, propyleenioksidieetteröintiaine, isopropanoli ja tolueenireaktioliuotin samanaikaisesti.

Lisäksi reaktioprosessi vaatii apuaineita, kuten kuumaa vettä ja puhdasta vettä; Höyryä, matalan lämpötilan jäähdytysvettä ja kiertävää jäähdytysvettä tarvitaan tehon tukemiseksi.

Lyhyet linterit, metyylikloridi ja propyleenioksidieetteröintiaineet ovat päämateriaaleja eetteröidyn selluloosan valmistuksessa, ja lyhyitä linterejä käytetään suuria määriä. Metyylikloridi ja propyleenioksidi osallistuvat reaktioon eetteröintiaineina muokkaamaan luonnollista selluloosaa, käyttömäärä ei ole suuri.

Liuottimia (tai laimentimia) ovat pääasiassa tolueeni ja isopropanoli, joita ei periaatteessa kuluteta, mutta mukana kulkeutuneiden ja haihtuvien hävikkien vuoksi tuotanto menettää hieman ja käytetty määrä on hyvin pieni.

Raaka-aineen valmisteluprosessissa on raaka-ainesäiliöalue ja siihen liittyvä raaka-ainevarasto. Eetteröiviä aineita ja liuottimia, kuten tolueenia, isopropanolia ja etikkahappoa (käytetään reagoivien aineiden pH-arvon säätämiseen), varastoidaan raaka-ainesäiliöalueella. Lyhyen nukan tarjonta on riittävä, markkinoiden voi tarjota milloin tahansa.

Murskattu lyhyt nukka lähetetään työpajaan kärryn mukana käytettäväksi.

3.2 (Alkalisointi) eetteröinti

(Alkalinen) eetteröinti on tärkeä prosessi selluloosan eetteröintiprosessissa. Aiemmassa valmistusmenetelmässä kaksivaiheiset reaktiot suoritettiin erikseen. Nyt prosessia on parannettu ja kaksivaiheiset reaktiot yhdistetään yhteen vaiheeseen ja suoritetaan samanaikaisesti.

Aluksi tyhjiöi eetteröintisäiliö ilman poistamiseksi ja korvaa se sitten typellä, jotta säiliöstä tulee ilmaa. Lisää valmistettu natriumhydroksidiliuos, lisää tietty määrä isopropanolia ja tolueeniliuotinta, aloita sekoittaminen, lisää sitten lyhyt vanu, käynnistä kiertovesi jäähtymään ja kun lämpötila on laskenut tietylle tasolle, käynnistä matala- lämpötilaa vettä alentaaksesi järjestelmän materiaalin lämpötilaa Pudota noin 20:een℃ja ylläpitää reaktiota tietyn ajan alkalisoinnin loppuunsaattamiseksi.

Lisää alkalisoinnin jälkeen eetteröintiaine metyylikloridi ja propyleenioksidi korkean tason annostelusäiliön mittaamana, jatka sekoittamisen aloittamista, nosta järjestelmän lämpötila höyryllä lähes 70 asteeseen.℃~ 80℃, ja käytä sitten kuumaa vettä lämmityksen ja ylläpidon jatkamiseen. Reaktiolämpötilaa kontrolloidaan ja sitten reaktiolämpötilaa ja reaktioaikaa kontrolloidaan, ja toiminta voidaan suorittaa loppuun sekoittamalla ja sekoittamalla tietyn ajan.

Reaktio suoritetaan noin 90 °C:ssa°C ja 0,3 MPa.

3.3 Desolvataatio

Edellä mainitut reagoineet prosessimateriaalit lähetetään liuottimenpoistoon, ja materiaalit stripataan ja kuumennetaan höyryllä ja tolueeni- ja isopropanoliliuottimet haihdutetaan ja otetaan talteen kierrätystä varten.

Haihtunut liuotin jäähdytetään ensin ja kondensoidaan osittain kiertovedellä ja sitten kondensoidaan matalan lämpötilan vedellä, ja kondensaattiseos menee nestekerrokseen ja erottimeen veden ja liuottimen erottamiseksi. Tolueenin ja isopropanolin liuotinseos yläkerroksessa säädetään suhteessa. Käytä sitä suoraan ja palauta alemmassa kerroksessa oleva vesi- ja isopropanoliliuos liuottimenpoistolaitteeseen käyttöä varten.

Lisää etikkahappoa reagoivaan aineeseen desolvaation jälkeen ylimääräisen natriumhydroksidin neutraloimiseksi, käytä sitten kuumaa vettä materiaalin pesemiseen, hyödynnä täysimääräisesti selluloosaeetterille ominaista koagulaatiota kuumaan veteen selluloosaeetterin pesemiseksi ja puhdista reaktantti. Jalostetut materiaalit lähetetään seuraavaan prosessiin erotusta ja kuivausta varten.

3.4 Suodata ja kuivaa

Jalostettu materiaali lähetetään vaakasuoraan ruuvierottimeen korkeapaineisella ruuvipumpulla vapaan veden erottamiseksi, ja jäljelle jäänyt kiinteä materiaali tulee ilmakuivaimeen ruuvisyöttimen kautta, kuivataan kuuman ilman kanssa ja kulkee sitten syklonin läpi. erotin ja ilma Erottamisen jälkeen kiinteä aine pääsee myöhempään murskausvaiheeseen.

Vaakasuuntaisella spiraalierottimella erotettu vesi tulee vedenkäsittelysäiliöön sedimentaatiosäiliössä tapahtuneen sedimentoinnin jälkeen erottamaan mukana kulkeutunut selluloosa.

3.5 Murskaus ja sekoitus

Kuivumisen jälkeen eetteröidyssä selluloosassa on epätasainen hiukkaskoko, joka tulee murskata ja sekoittaa, jotta materiaalin hiukkaskokojakauma ja ulkonäkö täyttävät tuotestandardin vaatimukset.

3. 6 Valmiin tuotteen pakkaus

Murskaus- ja sekoitusoperaatioiden jälkeen saatu materiaali on valmis eetteröity selluloosa, joka voidaan pakata ja laittaa varastoon.

4. Yhteenveto

Erotettu jätevesi sisältää tietyn määrän suolaa, pääasiassa natriumkloridia. Jätevesi haihdutetaan suolan erottamiseksi, ja haihtunut sekundäärihöyry voidaan kondensoida kondensoituneen veden talteenottamiseksi tai suoraan tyhjentää. Erotetun suolan pääkomponentti on natriumkloridi, joka sisältää myös tietyn määrän natriumasetaattia etikkahapolla tapahtuvan neutraloinnin vuoksi. Tällä suolalla on teollista käyttöarvoa vasta uudelleenkiteyttämisen, erotuksen ja puhdistuksen jälkeen.