Selluloosaeetterin hydroksipropyylimetyyliselluloosan reaktioperiaate: HPMC-hydroksipropyylimetyyliselluloosan valmistuksessa käytetään eetteröintiaineina metyylikloridia ja propyleenioksidia. Kemiallinen reaktioyhtälö on: Rcell-OH (puhdistettu puuvilla) + NaOH (natriumhydroksidi) , natriumhydroksidi) + CspanCl (metyylikloridi) + CH2OCHCspan (propyleenioksidi) → Rcell-O -CH2OHCHCspan (hydroksipropyylimetyyliselluloosa) + NaCl (natriumkloridi) ) + H2O (vesi)
Prosessikulku:
puhdistetun puuvillan murskaus - alkalointi - syöttö - alkalointi - eetteröinti - liuottimen talteenotto ja pesu - keskipakoerotus - kuivaus - murskaus - sekoitus - Tuotteiden pakkaus
1: Raaka-aineet ja apuaineet hydroksipropyylimetyyliselluloosan valmistukseen Pääraaka-aine on jalostettu puuvilla, ja apuaineet ovat natriumhydroksidi (natriumhydroksidi), propyleenioksidi, metyylikloridi, etikkahappo, tolueeni, isopropanoli ja typpi. Jalostetun puuvillan murskaamisen tarkoituksena on tuhota puhdistetun puuvillan aggregoitunut rakenne mekaanisen energian avulla kiteisyyden ja polymeroitumisasteen alentamiseksi ja pinta-alan kasvattamiseksi.
2: Mittaus ja raaka-aineiden laadunvalvonta: Tiettyjen laitteiden edellytyksenä kaikkien pää- ja apuraaka-aineiden laatu sekä lisätyn määrän ja liuottimen pitoisuuden suhde vaikuttavat suoraan tuotteen eri indikaattoreihin. Tuotantoprosessijärjestelmä sisältää tietyn määrän vettä, ja vesi ja orgaaniset liuottimet eivät sekoitu täysin, ja veden hajoaminen vaikuttaa alkalin jakautumiseen järjestelmässä. Jos sitä ei sekoita riittävästi, se on epäedullista selluloosan tasaiselle alkalisaatiolle ja eetteröitymiselle.
3: Sekoitus ja massansiirto sekä lämmönsiirto: Selluloosan alkalointi ja eetteröinti suoritetaan kaikki heterogeenisissä olosuhteissa (sekoitus ulkoisen voiman vaikutuksesta). Se, ovatko veden, alkalin, puhdistetun puuvillan ja eetteröintiaineen dispersio ja keskinäinen kosketus liuotinjärjestelmässä riittävän tasaisia, vaikuttaa suoraan alkalointi- ja eetteröintivaikutuksiin. Epätasainen sekoitus alkalointiprosessin aikana aiheuttaa alkalikiteitä ja saostumista laitteiston pohjalle. Ylemmän kerroksen pitoisuus on alhainen eikä alkalointi ole riittävä. Tämän seurauksena järjestelmässä on edelleen suuri määrä vapaata alkalia eetteröinnin päätyttyä. Tasaisuus, mikä johtaa huonoon läpinäkyvyyteen, enemmän vapaita kuituja, huonoon vedenpidätyskykyyn, matalaan geeliytymispisteeseen ja korkeaan pH-arvoon.
4: Tuotantoprosessi (lietteen tuotantoprosessi)
(1:) Lisää määrätty määrä kiinteää alkalia (790 kg) ja vettä (järjestelmän vesi yhteensä 460 kg) kaustisen soodan kattilaan, sekoita ja kuumenna vakiolämpötilaan 80 astetta yli 40 minuuttia, niin kiinteä alkali on täysin liuennut.
(2:) Lisää 6500Kg liuotinta reaktoriin (isopropanolin suhde tolueeniin liuottimessa on noin 15/85); paina alkali reaktoriin ja ruiskuta alkalisäiliöön 200 kg liuotinta alkalin painamisen jälkeen. Huuhtele putki; reaktiokeitin jäähdytetään 23 °C:seen ja lisätään jauhettua puhdistettua puuvillaa (800 kg). Kun puhdistettu puuvilla on lisätty, ruiskutetaan 600 kg liuotinta alkalointireaktion aloittamiseksi. Murskatun jalostetun puuvillan lisäys on suoritettava ilmoitetussa ajassa (7 minuuttia) (lisäysajan pituus on erittäin tärkeä). Kun puhdistettu puuvilla joutuu kosketuksiin alkaliliuoksen kanssa, alkaa alkalointireaktio. Jos syöttöaika on liian pitkä, alkalisaatioaste on erilainen johtuen ajasta, jolloin puhdistettu puuvilla saapuu reaktiojärjestelmään, mikä johtaa epätasaiseen alkaloitumiseen ja tuotteen tasaisuuden heikkenemiseen. Samalla se saa alkaliselluloosan olemaan pitkään kosketuksessa ilman kanssa hapettumaan ja hajoamaan, jolloin tuotteen viskositeetti laskee. Eri viskositeettitasoisten tuotteiden saamiseksi voidaan alkalisointiprosessin aikana käyttää tyhjiötä ja typpeä tai lisätä tietty määrä antioksidanttia (dikloorimetaania). Alkalisointiaikaa säädetään 120 minuutiksi ja lämpötila pidetään 20-23 ℃:ssa.
(3:) Kun alkalointi on ohi, lisää määrätty määrä eetteröintiainetta (metyylikloridi ja propyleenioksidi), nosta lämpötila määritettyyn lämpötilaan ja suorita eetteröintireaktio määritetyn ajan kuluessa.
Eetteröintiolosuhteet: 950 kg metyylikloridia ja 303 kg propyleenioksidia. Lisää eetteröintiaine ja jäähdytä ja sekoita 40 minuuttia ja nosta sitten lämpötilaa. Ensimmäinen eetteröintilämpötila on 56 °C, vakiolämpötila-aika on 2,5 tuntia, toinen eetteröintilämpötila on 87 °C ja vakiolämpötila on 2,5 tuntia. Hydroksipropyylireaktio voi edetä noin 30 °C:ssa, reaktionopeus kiihtyy suuresti 50 °C:ssa, metoksylaatioreaktio on hidas 60 °C:ssa ja heikompi alle 50 °C:ssa. Metyylikloridin ja propyleenioksidin määrä, osuus ja ajoitus sekä eetteröintiprosessin lämpötilan nousun hallinta vaikuttavat suoraan tuotteen rakenteeseen.
HPMC:n valmistuksen tärkeimmät laitteet ovat reaktori, kuivausrumpu, rakeistaja, pulverisaattori jne. Tällä hetkellä monet ulkomaiset valmistajat käyttävät Saksassa valmistettuja laitteita. Kotimaiset laitteet, olipa kyseessä tuotantokapasiteetti tai valmistuslaatu, eivät pysty vastaamaan korkealaatuisen HPMC-tuotannon tarpeita.
Saksassa valmistettu All-In-One Reactor voi suorittaa useita prosessivaiheita yhdellä laitteella, toteuttaa automaattisen ohjauksen, vakaan tuotteen laadun sekä turvallisen ja luotettavan tuotantotoiminnan.
HPMC:n tuotannon pääraaka-aineet ovat jalostettu puuvilla, natriumhydroksidi, metyylikloridi ja propyleenioksidi.
Postitusaika: 11.11.2021