Hidroxipropil-metil-cellulóz-éter technológia

A hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter egyfajta nem poláris cellulóz-éter, amely hideg vízben oldódik, amelyet természetes cellulózból nyernek lúgosítással és éterezéssel.

Kulcsszavak:hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter; lúgosító reakció; éterezési reakció

1. Technológia

A természetes cellulóz vízben és szerves oldószerekben nem oldódik, fénnyel, hővel, savval, sóval és egyéb kémiai közegekkel szemben stabil, és híg lúgoldatban nedvesíthető a cellulóz felületének megváltoztatása érdekében.

A hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter egyfajta nem poláris, hideg vízben oldódó cellulóz-éter, amelyet természetes cellulózból nyernek lúgosítással és éterezéssel.

2. A fő kémiai reakcióképlet

2.1 Lúgosítási reakció

Két lehetőség van a cellulóz és a nátrium-hidroxid reakciójára, azaz különböző körülmények között molekuláris vegyületek, R – OH – NaOH előállítására; vagy fémalkohol vegyületek előállítására, R – ONa.

A legtöbb tudós úgy véli, hogy a cellulóz koncentrált lúggal reagál, és egy rögzített anyagot képez, és úgy gondolja, hogy mindegyik vagy két glükózcsoport egy NaOH-molekulával kombinálódik (egy glükózcsoport három NaOH-molekulával kombinálódik, amikor a reakció befejeződött).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH vagy C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

A közelmúltban egyes tudósok úgy vélik, hogy a cellulóz és a tömény lúg közötti kölcsönhatás egyszerre két hatást fejt ki.

A cellulóz kémiai aktivitása a szerkezettől függetlenül megváltozhat cellulóz és lúg hatására, és különböző kémiai közegekkel reagálva értelmes vegyületet kaphat.

2.2 Éterezési reakció

Lúgosítás után az aktív alkálifém-cellulóz reakcióba lép az éterezőszerrel, és cellulóz-étert képez. Éterezőszerként metil-kloridot és propilén-oxidot használnak.

A nátrium-hidroxid katalizátorként működik.

n és m a hidroxi-propil és metil szubsztitúció fokát jelenti a cellulóz egységen. Az m + n maximális összege 3.

A fent említett fő reakción kívül vannak mellékreakciók is:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. A hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter eljárásának leírása

A hidroxipropil-metil-cellulóz-éter (röviden: cellulóz-éter) folyamata nagyjából 6 folyamatból áll, nevezetesen: nyersanyag zúzás, (lúgosítás) éterezés, oldószer eltávolítás, szűrés és szárítás, zúzás és keverés, valamint a késztermék csomagolása.

3.1 Nyersanyag előkészítés

A piacon vásárolt természetes, rövid szálú cellulózt porlasztó porrá zúzza a későbbi feldolgozás megkönnyítése érdekében; a szilárd lúgot (vagy folyékony lúgot) megolvasztjuk, előkészítjük, és körülbelül 90 °C-ra melegítjük°C 50%-os marónátron-oldat készítéséhez. Egyidejűleg készítse elő a reakció metil-kloridot, propilén-oxid éterezőszert, izopropanolt és toluolt.

Ezenkívül a reakcióeljáráshoz segédanyagokra, például forró vízre és tiszta vízre van szükség; gőz, alacsony hőmérsékletű hűtővíz és keringő hűtővíz szükséges az áramellátáshoz.

Az éterezett cellulóz előállításának fő anyagai a rövid linterek, a metil-klorid és a propilén-oxid éterezőszerek, a rövid lintereket pedig nagy mennyiségben használják fel. A reakcióban a metil-klorid és a propilén-oxid éterezőszerként vesz részt a természetes cellulóz módosítására, a felhasználás mennyisége nem nagy.

Az oldószerek (vagy hígítószerek) főként a toluolt és az izopropanolt tartalmazzák, amelyeket alapvetően nem fogyasztanak el, de a magával ragadó és elpárologtatott veszteségek miatt enyhe termeléskiesés tapasztalható, a felhasznált mennyiség pedig nagyon csekély.

A nyersanyag-előkészítés folyamata nyersanyagtartály területtel és hozzá kapcsolódó alapanyagraktárral rendelkezik. Az éterező szereket és oldószereket, például toluolt, izopropanolt és ecetsavat (a reaktánsok pH-értékének beállítására használnak) a nyersanyagtartály területén tárolják. Rövid szöszből elegendő a kínálat, a piac bármikor biztosítható.

A zúzott rövid szösz egy kocsival kerül a műhelybe felhasználásra.

3.2 (lúgosítás) éterezés

A (lúgos) éterezés fontos folyamat a cellulóz éteresítési folyamatában. A korábbi gyártási eljárásban a kétlépéses reakciókat külön-külön hajtották végre. Most a folyamat javult, és a kétlépéses reakciókat egy szakaszban egyesítik és egyidejűleg hajtják végre.

Először porszívózza fel az éterező tartályt a levegő eltávolításához, majd cserélje ki nitrogénnel, hogy a tartály levegőtől mentes legyen. Adjuk hozzá az elkészített nátrium-hidroxid-oldatot, adjunk hozzá bizonyos mennyiségű izopropanolt és toluolt, kezdjük el keverni, majd adjunk hozzá rövid vattát, hűtsük le a keringtető vizet, majd a hőmérséklet egy bizonyos szintre süllyedése után kapcsoljuk be az alacsony hőmérsékletet. hőmérsékletű vizet a rendszer anyagának hőmérsékletének csökkentése érdekében Csökkentse körülbelül 20-ra℃és fenntartjuk a reakciót egy bizonyos ideig a lúgosítás befejezéséhez.

Lúgosítás után adjuk hozzá az éterezőszert, a metil-kloridot és a propilén-oxidot a magas szintű adagolótartály által mérve, folytassuk a keverést, majd gőzzel emeljük a rendszer hőmérsékletét közel 70 fokra.℃~ 80℃, majd forró vízzel folytatjuk a melegítést és a karbantartást. A reakcióhőmérsékletet szabályozzuk, majd a reakcióhőmérsékletet és a reakcióidőt szabályozzuk, és a műveletet egy bizonyos ideig tartó keveréssel és keveréssel fejezhetjük be.

A reakciót körülbelül 90 °C-on hajtjuk végre°C és 0,3 MPa.

3.3 Deszolvatáció

A fent említett elreagált eljárási anyagokat a deszolvenálóba küldik, majd az anyagokat lepárolják és gőzzel hevítik, majd a toluolt és az izopropanolt elpárologtatják és visszanyerik újrahasznosításra.

Az elpárolgott oldószert először lehűtjük és keringető vízzel részben kondenzáljuk, majd alacsony hőmérsékletű vízzel kondenzáljuk, és a kondenzátum elegy a folyadékrétegbe és a szeparátorba kerül, hogy elválassza a vizet és az oldószert. A felső rétegben a toluol és az izopropanol oldószerkeverékét arányosan állítjuk be. Használja közvetlenül, és az alsó rétegben lévő vizet és izopropanolt visszajuttatja a deszolvenálóba felhasználásra.

Adjunk hozzá ecetsavat a reagenshez a deszolvatálás után a felesleges nátrium-hidroxid semlegesítésére, majd használjunk forró vizet az anyag mosásához, használjuk ki a cellulóz-éterre jellemző koagulációt a forró vízhez a cellulóz-éter mosásához, és finomítsuk a reagenst. A finomított anyagokat a következő folyamatba küldik szétválasztásra és szárításra.

3.4 Szűrje le és szárítsa meg

A finomított anyagot nagynyomású csigaszivattyúval a vízszintes csigaszeparátorba küldik a szabad víz elválasztására, a maradék szilárd anyag pedig a csigás adagolón keresztül jut be a légszárítóba, majd forró levegővel érintkezve megszárítják, majd áthalad a ciklonon. szeparátor és levegő Elválasztás, a szilárd anyag belép a következő zúzásba.

A vízszintes spirális szeparátorral leválasztott víz az ülepítő tartályban történő ülepítés után a vízkezelő tartályba kerül, hogy elválassza a magával ragadó cellulózt.

3.5 Zúzás és keverés

Szárítás után az éterezett cellulóz részecskemérete egyenetlen lesz, amelyet össze kell törni és össze kell keverni, hogy a részecskeméret-eloszlás és az anyag általános megjelenése megfeleljen a termék szabvány követelményeinek.

3. 6 Késztermék csomagolása

Az aprítási és keverési műveletek után nyert anyag a kész éterezett cellulóz, amely csomagolható és betárolható.

4. Összegzés

Az elkülönített szennyvíz bizonyos mennyiségű sót, főként nátrium-kloridot tartalmaz. A szennyvizet elpárologtatják a só elválasztása érdekében, az elpárolgott másodlagos gőz pedig kondenzálható a kondenzvíz visszanyerésére, vagy közvetlenül elvezethető. Az elválasztott só fő összetevője a nátrium-klorid, amely az ecetsavval történő semlegesítés miatt bizonyos mennyiségű nátrium-acetátot is tartalmaz. Ennek a sónak csak átkristályosítás, elválasztás és tisztítás után van ipari hasznosítási értéke.