हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर प्रौद्योगिकी

हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर एक प्रकार का गैर-ध्रुवीय सेलूलोज़ ईथर है जो क्षारीकरण और ईथरीकरण संशोधन के माध्यम से प्राकृतिक सेलूलोज़ से प्राप्त ठंडे पानी में घुलनशील होता है।

कीवर्ड:हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर; क्षारीकरण प्रतिक्रिया; ईथरीकरण प्रतिक्रिया

1. प्रौद्योगिकी

प्राकृतिक सेलूलोज़ पानी और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील है, प्रकाश, गर्मी, एसिड, नमक और अन्य रासायनिक मीडिया के लिए स्थिर है, और सेलूलोज़ की सतह को बदलने के लिए पतला क्षार समाधान में गीला किया जा सकता है।

हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर एक प्रकार का गैर-ध्रुवीय, ठंडे पानी में घुलनशील सेलूलोज़ ईथर है जो क्षारीकरण और ईथरीकरण संशोधन के माध्यम से प्राकृतिक सेलूलोज़ से प्राप्त होता है।

2. मुख्य रासायनिक प्रतिक्रिया सूत्र

2.1 क्षारीकरण प्रतिक्रिया

सेलूलोज़ और सोडियम हाइड्रॉक्साइड की प्रतिक्रिया के लिए दो संभावनाएँ हैं, अर्थात्, आणविक यौगिकों को उत्पन्न करने के लिए विभिन्न स्थितियों के अनुसार, आर - ओएच - NaOH; या धातु अल्कोहल यौगिक उत्पन्न करने के लिए, आर - ओएनए।

अधिकांश विद्वानों का मानना ​​है कि सेलूलोज़ एक निश्चित पदार्थ बनाने के लिए केंद्रित क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है, और सोचता है कि प्रत्येक या दो ग्लूकोज समूह एक NaOH अणु के साथ संयुक्त होते हैं (प्रतिक्रिया पूरी होने पर एक ग्लूकोज समूह तीन NaOH अणुओं के साथ संयुक्त होता है)।

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH या C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

हाल ही में, कुछ विद्वानों का मानना ​​है कि सेलूलोज़ और केंद्रित क्षार के बीच परस्पर क्रिया से एक ही समय में दो प्रभाव होंगे।

संरचना के बावजूद, सेलूलोज़ और क्षार की क्रिया के बाद सेलूलोज़ की रासायनिक गतिविधि को बदला जा सकता है, और यह सार्थक प्रजाति प्राप्त करने के लिए विभिन्न रासायनिक मीडिया के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है।

2.2 ईथरीकरण प्रतिक्रिया

क्षारीकरण के बाद, सक्रिय क्षार सेलूलोज़ ईथरीकरण एजेंट के साथ प्रतिक्रिया करके सेलूलोज़ ईथर बनाता है। उपयोग किए जाने वाले ईथरीकरण एजेंट मिथाइल क्लोराइड और प्रोपलीन ऑक्साइड हैं।

सोडियम हाइड्रॉक्साइड उत्प्रेरक की तरह कार्य करता है।

n और m क्रमशः सेलूलोज़ इकाई पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल और मिथाइल के प्रतिस्थापन की डिग्री का प्रतिनिधित्व करते हैं। m + n का अधिकतम योग 3 है।

उपर्युक्त मुख्य प्रतिक्रिया के अतिरिक्त, दुष्प्रभाव भी होते हैं:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर की प्रक्रिया विवरण

हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर (संक्षेप में "सेलूलोज़ ईथर") की प्रक्रिया मोटे तौर पर 6 प्रक्रियाओं से बनी है, अर्थात्: कच्चे माल को कुचलना, (क्षारीकरण) ईथरीकरण, विलायक निकालना, निस्पंदन और सुखाना, कुचलना और मिश्रण करना, और तैयार उत्पाद पैकेजिंग।

3.1 कच्चे माल की तैयारी

बाजार में खरीदे गए प्राकृतिक शॉर्ट-लिंट सेलूलोज़ को बाद के प्रसंस्करण की सुविधा के लिए एक पल्वराइज़र द्वारा पाउडर में कुचल दिया जाता है; ठोस क्षार (या तरल क्षार) को पिघलाकर तैयार किया जाता है, और लगभग 90 तक गर्म किया जाता है°उपयोग के लिए 50% कास्टिक सोडा घोल बनाना। एक ही समय में प्रतिक्रिया मिथाइल क्लोराइड, प्रोपलीन ऑक्साइड ईथरिफिकेशन एजेंट, आइसोप्रोपेनॉल और टोल्यूनि प्रतिक्रिया विलायक तैयार करें।

इसके अलावा, प्रतिक्रिया प्रक्रिया के लिए गर्म पानी और शुद्ध पानी जैसी सहायक सामग्री की आवश्यकता होती है; बिजली की सहायता के लिए भाप, कम तापमान वाला ठंडा पानी और परिसंचारी ठंडा पानी की आवश्यकता होती है।

शॉर्ट लिंटर, मिथाइल क्लोराइड, और प्रोपलीन ऑक्साइड ईथरिफिकेशन एजेंट ईथरीकृत सेलूलोज़ के उत्पादन के लिए मुख्य सामग्री हैं, और शॉर्ट लिंटर का उपयोग बड़ी मात्रा में किया जाता है। मिथाइल क्लोराइड और प्रोपलीन ऑक्साइड प्राकृतिक सेलूलोज़ को संशोधित करने के लिए ईथरीकरण एजेंटों के रूप में प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं, उपयोग की मात्रा बड़ी नहीं है।

सॉल्वैंट्स (या मंदक) में मुख्य रूप से टोल्यूनि और आइसोप्रोपेनॉल शामिल हैं, जिनका मूल रूप से उपभोग नहीं किया जाता है, लेकिन अंतर्निहित और अस्थिर नुकसान को देखते हुए, उत्पादन में थोड़ी हानि होती है, और उपयोग की जाने वाली मात्रा बहुत कम होती है।

कच्चे माल की तैयारी प्रक्रिया में एक कच्चे माल का टैंक क्षेत्र और एक संलग्न कच्चे माल का गोदाम होता है। ईथरिफाइंग एजेंट और सॉल्वैंट्स, जैसे टोल्यूनि, आइसोप्रोपेनॉल और एसिटिक एसिड (अभिकारकों के पीएच मान को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाता है), कच्चे माल के टैंक क्षेत्र में संग्रहीत किए जाते हैं। शॉर्ट लिंट की आपूर्ति पर्याप्त है, बाजार द्वारा किसी भी समय प्रदान की जा सकती है।

कुचले हुए छोटे लिंट को उपयोग के लिए एक गाड़ी के साथ कार्यशाला में भेजा जाता है।

3.2 (क्षारीकरण) ईथरीकरण

सेलूलोज़ के ईथरीकरण की प्रक्रिया में (क्षारीय) ईथरीकरण एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। पहले की उत्पादन पद्धति में, दो-चरणीय प्रतिक्रियाएँ अलग-अलग की जाती थीं। अब प्रक्रिया में सुधार हुआ है, और दो-चरणीय प्रतिक्रियाओं को एक चरण में संयोजित किया गया है और एक साथ पूरा किया गया है।

सबसे पहले, हवा निकालने के लिए ईथरिफिकेशन टैंक को वैक्यूम करें, और फिर टैंक को हवा से मुक्त करने के लिए इसे नाइट्रोजन से बदलें। तैयार सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल डालें, एक निश्चित मात्रा में आइसोप्रोपेनॉल और टोल्यूनि विलायक डालें, हिलाना शुरू करें, फिर छोटी रूई डालें, ठंडा होने के लिए परिसंचारी पानी को चालू करें, और तापमान एक निश्चित स्तर तक गिरने के बाद, निम्न को चालू करें- सिस्टम सामग्री के तापमान को कम करने के लिए पानी का तापमान लगभग 20 तक कम करें℃, और क्षारीकरण को पूरा करने के लिए एक निश्चित अवधि के लिए प्रतिक्रिया को बनाए रखें।

क्षारीकरण के बाद, उच्च-स्तरीय मीटरिंग टैंक द्वारा मापा गया ईथरिफाइंग एजेंट मिथाइल क्लोराइड और प्रोपलीन ऑक्साइड जोड़ें, हिलाना जारी रखें, सिस्टम तापमान को लगभग 70 तक बढ़ाने के लिए भाप का उपयोग करें℃~80℃, और फिर हीटिंग जारी रखने और बनाए रखने के लिए गर्म पानी का उपयोग करें प्रतिक्रिया तापमान को नियंत्रित किया जाता है, और फिर प्रतिक्रिया तापमान और प्रतिक्रिया समय को नियंत्रित किया जाता है, और ऑपरेशन को एक निश्चित अवधि के लिए सरगर्मी और मिश्रण द्वारा पूरा किया जा सकता है।

प्रतिक्रिया लगभग 90 पर की जाती है°सी और 0.3 एमपीए।

3.3 विनाश

उपर्युक्त प्रतिक्रियाशील प्रक्रिया सामग्री को डिसॉल्वेंटाइज़र में भेजा जाता है, और सामग्री को छीन लिया जाता है और भाप से गर्म किया जाता है, और टोल्यूनि और आइसोप्रोपेनॉल सॉल्वैंट्स को वाष्पित किया जाता है और रीसाइक्लिंग के लिए पुनर्प्राप्त किया जाता है।

वाष्पीकृत विलायक को पहले ठंडा किया जाता है और परिसंचारी पानी के साथ आंशिक रूप से संघनित किया जाता है, और फिर कम तापमान वाले पानी के साथ संघनित किया जाता है, और घनीभूत मिश्रण पानी और विलायक को अलग करने के लिए तरल परत और विभाजक में प्रवेश करता है। ऊपरी परत में टोल्यूनि और आइसोप्रोपेनॉल के मिश्रित विलायक को अनुपात में समायोजित किया जाता है। इसे सीधे उपयोग करें, और निचली परत में पानी और आइसोप्रोपेनॉल घोल को उपयोग के लिए डीसॉल्वेंटाइज़र में लौटा दें।

अतिरिक्त सोडियम हाइड्रॉक्साइड को निष्क्रिय करने के लिए विघटन के बाद अभिकारक में एसिटिक एसिड मिलाएं, फिर सामग्री को धोने के लिए गर्म पानी का उपयोग करें, सेलूलोज़ ईथर को धोने के लिए गर्म पानी में सेलूलोज़ ईथर की जमावट विशेषता का पूरा उपयोग करें और अभिकारक को परिष्कृत करें। परिष्कृत सामग्रियों को पृथक्करण और सुखाने के लिए अगली प्रक्रिया में भेजा जाता है।

3.4 छानकर सुखा लें

परिष्कृत सामग्री को मुक्त पानी को अलग करने के लिए उच्च दबाव वाले स्क्रू पंप द्वारा क्षैतिज स्क्रू विभाजक में भेजा जाता है, और शेष ठोस सामग्री स्क्रू फीडर के माध्यम से एयर ड्रायर में प्रवेश करती है, और गर्म हवा के संपर्क में सूख जाती है, और फिर चक्रवात से गुजरती है विभाजक और वायु पृथक्करण, ठोस पदार्थ बाद में कुचलने में प्रवेश करता है।

क्षैतिज सर्पिल विभाजक द्वारा अलग किया गया पानी फंसे हुए सेलूलोज़ को अलग करने के लिए अवसादन टैंक में अवसादन के बाद जल उपचार टैंक में प्रवेश करता है।

3.5 क्रशिंग एवं मिश्रण

सूखने के बाद, ईथरीकृत सेलूलोज़ में असमान कण आकार होगा, जिसे कुचलने और मिश्रित करने की आवश्यकता होगी ताकि कण आकार वितरण और सामग्री की समग्र उपस्थिति उत्पाद मानक आवश्यकताओं को पूरा कर सके।

3. 6 तैयार उत्पाद पैकेजिंग

कुचलने और मिश्रण संचालन के बाद प्राप्त सामग्री तैयार ईथरीकृत सेलूलोज़ है, जिसे पैक करके भंडारण में रखा जा सकता है।

4. सारांश

अलग किए गए अपशिष्ट जल में एक निश्चित मात्रा में नमक, मुख्य रूप से सोडियम क्लोराइड होता है। नमक को अलग करने के लिए अपशिष्ट जल को वाष्पित किया जाता है, और वाष्पीकृत द्वितीयक भाप को संघनित पानी को पुनः प्राप्त करने के लिए संघनित किया जा सकता है, या सीधे डिस्चार्ज किया जा सकता है। अलग किए गए नमक का मुख्य घटक सोडियम क्लोराइड है, जिसमें एसिटिक एसिड के साथ बेअसर होने के कारण एक निश्चित मात्रा में सोडियम एसीटेट भी होता है। पुनर्क्रिस्टलीकरण, पृथक्करण और शुद्धिकरण के बाद ही इस नमक का औद्योगिक उपयोग होता है।