Tecnoloxía de éter de hidroxipropil metil celulosa

O éter de hidroxipropil metil celulosa é unha especie de éter de éter de celulosa non polar en auga fría obtida da celulosa natural mediante alcalización e modificación de eterificación.

Palabras clave:Éter de hidroxipropil metilcelulosa; reacción de alcalización; reacción de eterificación

1. Tecnoloxía

A celulosa natural é insoluble en auga e disolventes orgánicos, estable á luz, á calor, ao ácido, ao sal e outros medios químicos e pódese humedecer en solución alcalina diluída para cambiar a superficie da celulosa.

O éter de hidroxipropil metil celulosa é unha especie de éter de celulosa soluble en auga fría e non polar obtido da celulosa natural mediante alcalización e modificación de eterificación.

2. A principal fórmula de reacción química

2.1 Reacción de alcalización

Hai dúas posibilidades para a reacción de celulosa e hidróxido de sodio, é dicir, segundo diferentes condicións para xerar compostos moleculares, R - OH - NaOH; ou para xerar compostos de alcol metálico, r - ona.

A maioría dos estudosos cren que a celulosa reacciona con alcalinos concentrados para formar unha sustancia fixa e pensan que cada ou dous grupos de glicosa se combinan cunha molécula de NaOH (un grupo de glicosa combínase con tres moléculas de NaOH cando se completa a reacción).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH ou C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONA + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5) 2 NaOH ou C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONA + H2O

Recentemente, algúns estudosos cren que a interacción entre celulosa e alcalino concentrado terá dous efectos ao mesmo tempo.

Independentemente da estrutura, a actividade química da celulosa pódese cambiar despois da acción da celulosa e dos alcalinos, e pode reaccionar con varios medios químicos para obter especies significativas.

2.2 Reacción de eterificación

Despois da alcalización, a celulosa alcalina activa reacciona co axente de eterificación para formar éter de celulosa. Os axentes de eterificación empregados son o cloruro de metilo e o óxido de propileno.

O hidróxido de sodio actúa como un catalizador.

N e M representan o grao de substitución de hidroxipropilo e metilo na unidade de celulosa, respectivamente. A suma máxima de M + N é 3.

Ademais da reacción principal anteriormente mencionada, tamén hai reaccións secundarias:

CH2CH2OCH3 + H2O→Hoch2Ch2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Descrición do proceso de éter de hidroxipropil metilcelulosa

O proceso de éter de hidroxipropil metil celulosa ("éter de celulosa" en breve) está composto aproximadamente por 6 procesos, a saber: esmagamento de materias primas, (alcalinización) de eterificación, eliminación de disolventes, filtración e secado, esmagamento e mestura e envases de produtos acabados.

3.1 Preparación de materias primas

A celulosa natural de cor curta adquirida no mercado é esmagada en po por un pulverizador para facilitar o procesamento posterior; O sólido alcalino (ou alcalino líquido) está derretido e preparado e quentado ata uns 90°C para facer un 50 % de solución de refresco cáustico para o seu uso. Prepare a reacción cloruro de metilo, axente de éterificación de óxido de propileno, isopropanol e disolvente de reacción de tolueno ao mesmo tempo.

Ademais, o proceso de reacción require materiais auxiliares como a auga quente e a auga pura; O vapor, a auga de refrixeración de baixa temperatura e a auga de refrixeración circulante son necesarias para axudar ao poder.

Os principais materiais para producir celulosa eterificados son os principais materiais para producir celulosa eterificados e os linters curtos. O cloruro de metilo e o óxido de propileno participan na reacción como axentes de éterificación para modificar a celulosa natural, a cantidade de uso non é grande.

Os disolventes (ou diluentes) inclúen principalmente tolueno e isopropanol, que basicamente non se consumen, pero á vista de perdas atracadas e volatilizadas, hai unha lixeira perda na produción e a cantidade empregada é moi pequena.

O proceso de preparación de materias primas ten unha zona de tanques de materias primas e un almacén de materias primas adxunto. Os axentes de eterificación e disolventes, como o tolueno, o isopropanol e o ácido acético (usados ​​para axustar o valor de pH dos reactantes), almacénanse na zona do tanque de materia prima. A subministración de pelusa curta é suficiente, pode ser proporcionada polo mercado en calquera momento.

A pelusa curta esmagada é enviada ao taller cun carro para o seu uso.

3.2 (alcalinización) Eterificación

(Alcalino) a eterificación é un proceso importante no proceso de eterificación da celulosa. No método de produción anterior, as reaccións en dous pasos realizáronse por separado. Agora o proceso é mellorado e as reaccións en dous pasos combínanse nunha etapa e realízanse simultaneamente.

En primeiro lugar, baleirar o tanque de etherificación para eliminar o aire e logo substituílo por nitróxeno para que o tanque estea libre de aire. Engade a solución de hidróxido de sodio preparada, engade unha certa cantidade de isopropanol e disolvente de tolueno, comece a axitar e logo engade la de algodón curto, acenda a auga circulante para arrefriarse e despois de que a temperatura caia a certo nivel, acenda o baixo. A auga da temperatura para baixar a caída da temperatura do material do sistema a uns 20℃e manteña a reacción durante un determinado período de tempo para completar a alcalización.

Despois da alcalización, engade o eterificador axente metílico cloruro e o óxido de propileno medido polo tanque de medición de alto nivel, continúa empezando a axitar, use vapor para elevar a temperatura do sistema a case 70℃~ 80℃e, a continuación, use auga quente para continuar o quecemento e o mantemento da temperatura de reacción é controlada, e entón a temperatura de reacción e o tempo de reacción son controlados, e a operación pódese completar axitando e mesturando durante un determinado período de tempo.

A reacción realízase a uns 90°C e 0,3 MPa.

3.3 Desolación

Os materiais de proceso reaccionados anteriormente mencionados son enviados ao desolventizador, e os materiais son desposuídos e quentados con vapor, e os disolventes de tolueno e isopropanol son evaporados e recuperados para o reciclaxe.

O disolvente evaporado é arrefriado e condensado parcialmente con auga circulante, e logo condensado con auga a baixa temperatura, e a mestura de condensado entra na capa líquida e no separador para separar a auga e o disolvente. O disolvente mixto de tolueno e isopropanol na capa superior axústase en proporción. Utilízao directamente e devolve a solución de auga e isopropanol na capa inferior ao desolventizador para o seu uso.

Engade ácido acético ao reactante despois da desolvación para neutralizar o exceso de hidróxido de sodio, e logo use auga quente para lavar o material, facer un uso total da coagulación característica do éter de celulosa para auga quente para lavar o éter da celulosa e perfeccionar o reactante. Os materiais refinados envíanse ao seguinte proceso para a separación e secado.

3.4 Filtro e seco

O material refinado é enviado ao separador de parafusos horizontal por bomba de parafuso de alta presión para separar a auga libre, e o material sólido restante entra no secador de aire a través do alimentador de parafuso e seca en contacto con aire quente e logo pasa polo ciclón Separador e separación de aire, o material sólido entra na trituración posterior.

A auga separada polo separador en espiral horizontal entra no tanque de tratamento da auga despois da sedimentación no tanque de sedimentación para separar a celulosa atrapada.

3.5 esmagamento e mestura

Despois do secado, a celulosa eterificada terá un tamaño de partícula desigual, que debe ser esmagado e mesturado para que a distribución do tamaño das partículas e o aspecto global do material cumpran os requisitos estándar do produto.

3. 6 envases de produtos acabados

O material obtido despois das operacións de esmagamento e mestura é a celulosa eterificada acabada, que se pode embalar e poñer en almacenamento.

4. Resumo

As augas residuais separadas contén unha certa cantidade de sal, principalmente cloruro de sodio. As augas residuais evaporanse para separar o sal, e o vapor secundario evaporado pódese condensar para recuperar a auga condensada ou descargada directamente. O compoñente principal do sal separado é o cloruro de sodio, que tamén contén unha certa cantidade de acetato de sodio por mor da neutralización con ácido acético. Este sal ten un valor de utilización industrial só despois da recristalización, separación e purificación.