હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ ઈથર ટેકનોલોજી

હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ ઈથર એ એક પ્રકારનું નોનપોલર સેલ્યુલોઝ ઈથર છે જે આલ્કલાઈઝેશન અને ઈથરીફિકેશન મોડિફિકેશન દ્વારા કુદરતી સેલ્યુલોઝમાંથી મેળવેલા ઠંડા પાણીમાં દ્રાવ્ય છે.

કીવર્ડ્સ:hydroxypropyl methylcellulose ઈથર; આલ્કલાઈઝેશન પ્રતિક્રિયા; ઇથરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા

1. ટેકનોલોજી

કુદરતી સેલ્યુલોઝ પાણી અને કાર્બનિક દ્રાવકોમાં અદ્રાવ્ય છે, પ્રકાશ, ગરમી, એસિડ, મીઠું અને અન્ય રાસાયણિક માધ્યમોમાં સ્થિર છે, અને સેલ્યુલોઝની સપાટીને બદલવા માટે પાતળું આલ્કલી દ્રાવણમાં ભેજયુક્ત કરી શકાય છે.

હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ ઈથર એ એક પ્રકારનું બિન-ધ્રુવીય, ઠંડા પાણીમાં દ્રાવ્ય સેલ્યુલોઝ ઈથર છે જે કુદરતી સેલ્યુલોઝમાંથી આલ્કલાઈઝેશન અને ઈથરફિકેશન ફેરફાર દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

2. મુખ્ય રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા સૂત્ર

2.1 આલ્કલાઈઝેશન પ્રતિક્રિયા

સેલ્યુલોઝ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા માટે બે શક્યતાઓ છે, એટલે કે, પરમાણુ સંયોજનો પેદા કરવા માટે વિવિધ પરિસ્થિતિઓ અનુસાર, R – OH – NaOH; અથવા મેટલ આલ્કોહોલ સંયોજનો બનાવવા માટે, R – ONa.

મોટાભાગના વિદ્વાનો માને છે કે સેલ્યુલોઝ એક નિશ્ચિત પદાર્થ બનાવવા માટે કેન્દ્રિત આલ્કલી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને વિચારે છે કે દરેક અથવા બે ગ્લુકોઝ જૂથો એક NaOH પરમાણુ સાથે જોડાય છે (એક ગ્લુકોઝ જૂથ ત્રણ NaOH પરમાણુ સાથે જોડાય છે જ્યારે પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થાય છે).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH અથવા C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

તાજેતરમાં, કેટલાક વિદ્વાનો માને છે કે સેલ્યુલોઝ અને કેન્દ્રિત આલ્કલી વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એક જ સમયે બે અસરો કરશે.

બંધારણને ધ્યાનમાં લીધા વિના, સેલ્યુલોઝ અને આલ્કલીની ક્રિયા પછી સેલ્યુલોઝની રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ બદલી શકાય છે, અને તે અર્થપૂર્ણ પ્રજાતિઓ મેળવવા માટે વિવિધ રાસાયણિક માધ્યમો સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે.

2.2 ઇથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા

આલ્કલાઈઝેશન પછી, સક્રિય આલ્કલી સેલ્યુલોઝ ઈથરિફિકેશન એજન્ટ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને સેલ્યુલોઝ ઈથર બનાવે છે. ઉપયોગમાં લેવાતા ઈથરીફાઈંગ એજન્ટો મિથાઈલ ક્લોરાઈડ અને પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડ છે.

સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ ઉત્પ્રેરક તરીકે કામ કરે છે.

n અને m અનુક્રમે સેલ્યુલોઝ એકમ પર હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ અને મિથાઈલની અવેજીની ડિગ્રીનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. m + n નો મહત્તમ સરવાળો 3 છે.

ઉપરોક્ત મુખ્ય પ્રતિક્રિયા ઉપરાંત, આડ પ્રતિક્રિયાઓ પણ છે:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ ઈથરની પ્રક્રિયાનું વર્ણન

હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ ઈથર (ટૂંકમાં "સેલ્યુલોઝ ઈથર") ની પ્રક્રિયા લગભગ 6 પ્રક્રિયાઓથી બનેલી છે, જેમ કે: કાચા માલનું ક્રશિંગ, (આલ્કલાઈનાઇઝેશન) ઈથરિફિકેશન, દ્રાવક દૂર કરવું, ગાળણ અને સૂકવવું, ક્રશિંગ અને મિક્સિંગ, અને ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટ પેકેજિંગ.

3.1 કાચા માલની તૈયારી

બજારમાં ખરીદેલ કુદરતી શૉર્ટ-લિન્ટ સેલ્યુલોઝને પલ્વરાઇઝર દ્વારા પાઉડરમાં કચડીને અનુગામી પ્રક્રિયાની સુવિધા માટે બનાવવામાં આવે છે; ઘન આલ્કલી (અથવા પ્રવાહી આલ્કલી) ઓગળવામાં આવે છે અને તૈયાર થાય છે અને લગભગ 90 સુધી ગરમ થાય છે°C નો ઉપયોગ કરવા માટે 50% કોસ્ટિક સોડા સોલ્યુશન બનાવવું. રિએક્શન મિથાઈલ ક્લોરાઈડ, પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડ ઈથેરીફિકેશન એજન્ટ, આઈસોપ્રોપેનોલ અને ટોલ્યુએન રિએક્શન સોલવન્ટ એક જ સમયે તૈયાર કરો.

વધુમાં, પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા માટે ગરમ પાણી અને શુદ્ધ પાણી જેવી સહાયક સામગ્રીની જરૂર પડે છે; પાવરને મદદ કરવા માટે વરાળ, નીચા તાપમાને ઠંડુ પાણી અને ફરતા કૂલિંગ વોટરની જરૂર પડે છે.

ટૂંકા લિંટર, મિથાઈલ ક્લોરાઇડ અને પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડ ઈથેરીફિકેશન એજન્ટો એથરીફાઈડ સેલ્યુલોઝ ઉત્પન્ન કરવા માટેની મુખ્ય સામગ્રી છે અને ટૂંકા લિન્ટર્સનો ઉપયોગ મોટી માત્રામાં થાય છે. મિથાઈલ ક્લોરાઈડ અને પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડ કુદરતી સેલ્યુલોઝને સંશોધિત કરવા માટે ઈથરીફિકેશન એજન્ટ તરીકે પ્રતિક્રિયામાં ભાગ લે છે, વપરાશની માત્રા મોટી નથી.

સોલવન્ટ્સ (અથવા મંદન)માં મુખ્યત્વે ટોલ્યુએન અને આઇસોપ્રોપેનોલનો સમાવેશ થાય છે, જે મૂળભૂત રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા નથી, પરંતુ પ્રવેશ અને અસ્થિર નુકસાનને ધ્યાનમાં રાખીને, ઉત્પાદનમાં થોડો ઘટાડો થાય છે, અને વપરાયેલી રકમ ખૂબ જ ઓછી છે.

કાચો માલ તૈયાર કરવાની પ્રક્રિયામાં કાચા માલની ટાંકીનો વિસ્તાર અને કાચી સામગ્રી સાથે જોડાયેલ વેરહાઉસ હોય છે. ટોલ્યુએન, આઇસોપ્રોપેનોલ અને એસિટિક એસિડ (પ્રક્રિયાકણોના pH મૂલ્યને સમાયોજિત કરવા માટે વપરાય છે) જેવા ઇથરિફાઇંગ એજન્ટો અને સોલવન્ટ્સ કાચા માલના ટાંકી વિસ્તારમાં સંગ્રહિત થાય છે. ટૂંકા લિન્ટનો પુરવઠો પૂરતો છે, બજાર દ્વારા કોઈપણ સમયે પ્રદાન કરી શકાય છે.

કચડી શોર્ટ લિન્ટને ઉપયોગ માટે કાર્ટ સાથે વર્કશોપમાં મોકલવામાં આવે છે.

3.2 (આલ્કલાઇનાઇઝેશન) ઇથેરિફિકેશન

(આલ્કલાઇન) ઇથેરીફિકેશન એ સેલ્યુલોઝના ઇથરીકરણની પ્રક્રિયામાં એક મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા છે. અગાઉની ઉત્પાદન પદ્ધતિમાં, બે-પગલાની પ્રતિક્રિયાઓ અલગથી હાથ ધરવામાં આવી હતી. હવે પ્રક્રિયામાં સુધારો થયો છે, અને બે-પગલાની પ્રતિક્રિયાઓ એક તબક્કામાં જોડવામાં આવે છે અને એકસાથે હાથ ધરવામાં આવે છે.

પ્રથમ, હવાને દૂર કરવા માટે ઇથેરિફિકેશન ટાંકીને વેક્યુમાઇઝ કરો, અને પછી ટાંકીને હવા મુક્ત બનાવવા માટે તેને નાઇટ્રોજનથી બદલો. તૈયાર કરેલું સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ્યુશન ઉમેરો, ચોક્કસ માત્રામાં આઇસોપ્રોપેનોલ અને ટોલ્યુએન સોલવન્ટ ઉમેરો, હલાવવાનું શરૂ કરો, પછી ટૂંકા કપાસના ઊન ઉમેરો, ઠંડુ થવા માટે ફરતા પાણીને ચાલુ કરો અને તાપમાન ચોક્કસ સ્તર સુધી ઘટે પછી, નીચા સ્તરે ચાલુ કરો. સિસ્ટમ સામગ્રીનું તાપમાન ઘટાડવા માટે તાપમાન પાણી લગભગ 20 સુધી ઘટે છે℃, અને આલ્કલાઈઝેશન પૂર્ણ કરવા માટે ચોક્કસ સમયગાળા માટે પ્રતિક્રિયા જાળવી રાખો.

આલ્કલાઈઝેશન પછી, હાઈ-લેવલ મીટરિંગ ટાંકી દ્વારા માપવામાં આવેલ ઈથરીફાઈંગ એજન્ટ મિથાઈલ ક્લોરાઈડ અને પ્રોપીલીન ઓક્સાઈડ ઉમેરો, હલાવવાનું ચાલુ રાખો, સિસ્ટમનું તાપમાન લગભગ 70 સુધી વધારવા માટે વરાળનો ઉપયોગ કરો.℃~ 80℃, અને પછી ગરમી ચાલુ રાખવા અને જાળવવા માટે ગરમ પાણીનો ઉપયોગ કરો પ્રતિક્રિયા તાપમાન નિયંત્રિત થાય છે, અને પછી પ્રતિક્રિયા તાપમાન અને પ્રતિક્રિયા સમય નિયંત્રિત થાય છે, અને ચોક્કસ સમયગાળા માટે હલાવીને અને મિશ્રણ કરીને કામગીરી પૂર્ણ કરી શકાય છે.

પ્રતિક્રિયા લગભગ 90 વાગ્યે હાથ ધરવામાં આવે છે°સી અને 0.3 MPa.

3.3 ડિસોલ્વેશન

ઉપરોક્ત ઉલ્લેખિત પ્રતિક્રિયાશીલ પ્રક્રિયા સામગ્રીઓ ડિસોલ્વેન્ટાઈઝરને મોકલવામાં આવે છે, અને સામગ્રીને વરાળથી છીનવીને ગરમ કરવામાં આવે છે, અને ટોલ્યુએન અને આઈસોપ્રોપેનોલ સોલવન્ટ્સ બાષ્પીભવન થાય છે અને રિસાયક્લિંગ માટે પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે.

બાષ્પીભવન થયેલ દ્રાવકને પ્રથમ ઠંડું કરવામાં આવે છે અને ફરતા પાણીથી આંશિક રીતે ઘટ્ટ કરવામાં આવે છે, અને પછી નીચા-તાપમાનના પાણીથી ઘનીકરણ કરવામાં આવે છે, અને કન્ડેન્સેટ મિશ્રણ પાણી અને દ્રાવકને અલગ કરવા માટે પ્રવાહી સ્તર અને વિભાજકમાં પ્રવેશ કરે છે. ઉપલા સ્તરમાં ટોલ્યુએન અને આઇસોપ્રોપાનોલના મિશ્રિત દ્રાવકને પ્રમાણસર ગોઠવવામાં આવે છે. તેનો સીધો ઉપયોગ કરો અને નીચેના સ્તરમાં પાણી અને આઇસોપ્રોપેનોલ સોલ્યુશનને ઉપયોગ માટે ડિસોલ્વેન્ટાઇઝરને પરત કરો.

વધુ પડતા સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડને નિષ્ક્રિય કરવા માટે ડિસોલ્વેશન પછી રિએક્ટન્ટમાં એસિટિક એસિડ ઉમેરો, પછી સામગ્રીને ધોવા માટે ગરમ પાણીનો ઉપયોગ કરો, સેલ્યુલોઝ ઈથરને ધોવા માટે ગરમ પાણીથી સેલ્યુલોઝ ઈથરની કોગ્યુલેશન લાક્ષણિકતાનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરો અને રિએક્ટન્ટને શુદ્ધ કરો. શુદ્ધ સામગ્રીને અલગ કરવા અને સૂકવવા માટે આગળની પ્રક્રિયામાં મોકલવામાં આવે છે.

3.4 ફિલ્ટર કરો અને સૂકા કરો

શુદ્ધ સામગ્રી મુક્ત પાણીને અલગ કરવા માટે ઉચ્ચ-દબાણવાળા સ્ક્રુ પંપ દ્વારા આડી સ્ક્રુ વિભાજકને મોકલવામાં આવે છે, અને બાકીની નક્કર સામગ્રી સ્ક્રુ ફીડર દ્વારા એર ડ્રાયરમાં પ્રવેશે છે, અને ગરમ હવાના સંપર્કમાં સૂકાય છે, અને પછી ચક્રવાતમાંથી પસાર થાય છે. વિભાજક અને હવાનું વિભાજન, ઘન સામગ્રી અનુગામી પિલાણમાં પ્રવેશ કરે છે.

હોરીઝોન્ટલ સર્પાકાર વિભાજક દ્વારા વિભાજિત થયેલું પાણી સેડિમેન્ટેશન ટાંકીમાં સેડિમેન્ટેશન પછી પાણીની શુદ્ધિકરણ ટાંકીમાં પ્રવેશે છે અને પ્રવેશેલા સેલ્યુલોઝને અલગ કરે છે.

3.5 ક્રશિંગ અને મિક્સિંગ

સૂકાયા પછી, ઈથરીફાઈડ સેલ્યુલોઝમાં અસમાન કણોનું કદ હશે, જેને કચડી અને મિશ્રિત કરવાની જરૂર છે જેથી કણોના કદનું વિતરણ અને સામગ્રીનો એકંદર દેખાવ ઉત્પાદન પ્રમાણભૂત જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે.

3. 6 સમાપ્ત ઉત્પાદન પેકેજિંગ

ક્રશિંગ અને મિક્સિંગ ઑપરેશન પછી મેળવેલી સામગ્રી એ ફિનિશ્ડ ઇથેરિફાઇડ સેલ્યુલોઝ છે, જેને પેક કરીને સ્ટોરેજમાં મૂકી શકાય છે.

4. સારાંશ

વિભાજિત ગંદાપાણીમાં ચોક્કસ માત્રામાં મીઠું હોય છે, મુખ્યત્વે સોડિયમ ક્લોરાઇડ. મીઠાને અલગ કરવા માટે કચરાના પાણીનું બાષ્પીભવન કરવામાં આવે છે, અને બાષ્પીભવન કરાયેલ ગૌણ વરાળને કન્ડેન્સ્ડ પાણીને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે કન્ડેન્સ્ડ કરી શકાય છે, અથવા સીધા જ છોડવામાં આવે છે. અલગ કરાયેલા મીઠાનું મુખ્ય ઘટક સોડિયમ ક્લોરાઇડ છે, જેમાં એસિટિક એસિડ સાથે નિષ્ક્રિયકરણને કારણે સોડિયમ એસિટેટની ચોક્કસ માત્રા પણ હોય છે. પુનઃસ્થાપન, વિભાજન અને શુદ્ધિકરણ પછી જ આ મીઠાનું ઔદ્યોગિક ઉપયોગ મૂલ્ય છે.