Teknologi Hidroksipropil Metil Selulosa Eter

Hidroksipropil metil selulosa eter adalah sejenis selulosa eter nonpolar yang larut dalam air dingin yang diperoleh dari selulosa alami melalui modifikasi alkalisasi dan eterifikasi.

Kata kunci:hidroksipropil metilselulosa eter; reaksi alkalisasi; reaksi eterifikasi

1. Teknologi

Selulosa alami tidak larut dalam air dan pelarut organik, stabil terhadap cahaya, panas, asam, garam dan media kimia lainnya, dan dapat dibasahi dalam larutan alkali encer untuk mengubah permukaan selulosa.

Hidroksipropil metil selulosa eter adalah sejenis selulosa eter non-polar yang larut dalam air dingin yang diperoleh dari selulosa alami melalui modifikasi alkalisasi dan eterifikasi.

2. Rumus dasar reaksi kimia

2.1 Reaksi alkalisasi

Ada dua kemungkinan reaksi selulosa dan natrium hidroksida, yaitu berdasarkan kondisi yang berbeda menghasilkan senyawa molekul, R – OH – NaOH; atau untuk menghasilkan senyawa logam alkohol, R – ONa.

Kebanyakan ahli percaya bahwa selulosa bereaksi dengan alkali pekat untuk membentuk zat tetap, dan berpendapat bahwa setiap atau dua gugus glukosa digabungkan dengan satu molekul NaOH (satu gugus glukosa digabungkan dengan tiga molekul NaOH ketika reaksi selesai).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH atau C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Baru-baru ini, beberapa ahli percaya bahwa interaksi antara selulosa dan alkali pekat akan memiliki dua efek sekaligus.

Terlepas dari strukturnya, aktivitas kimia selulosa dapat diubah setelah aksi selulosa dan alkali, dan dapat bereaksi dengan berbagai media kimia untuk memperoleh spesies yang bermakna.

2.2 Reaksi Eterifikasi

Setelah alkalisasi, selulosa alkali aktif bereaksi dengan zat eterifikasi membentuk selulosa eter. Bahan eterifikasi yang digunakan adalah metil klorida dan propilena oksida.

Natrium hidroksida bertindak seperti katalis.

n dan m masing-masing mewakili derajat substitusi hidroksipropil dan metil pada unit selulosa. Jumlah maksimum m + n adalah 3.

Selain reaksi utama di atas, terdapat juga reaksi samping:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Deskripsi proses hidroksipropil metilselulosa eter

Proses hidroksipropil metil selulosa eter (“disingkat selulosa eter”) secara kasar terdiri dari 6 proses, yaitu: penghancuran bahan mentah, eterifikasi (alkalinisasi), penghilangan pelarut, filtrasi dan pengeringan, penghancuran dan pencampuran, serta pengemasan produk jadi.

3.1 Persiapan bahan baku

Selulosa serat pendek alami yang dibeli di pasaran dihancurkan menjadi bubuk dengan alat penyemprot untuk memudahkan pemrosesan selanjutnya; alkali padat (atau alkali cair) dicairkan dan disiapkan, dan dipanaskan hingga sekitar 90°C untuk membuat 50 % larutan soda kaustik untuk digunakan. Siapkan reaksi metil klorida, bahan eterifikasi propilen oksida, isopropanol dan pelarut reaksi toluena secara bersamaan.

Selain itu, proses reaksinya memerlukan bahan pembantu seperti air panas dan air murni; uap, air pendingin suhu rendah, dan air pendingin yang bersirkulasi diperlukan untuk membantu daya.

Linter pendek, metil klorida, dan bahan eterifikasi propilena oksida adalah bahan utama untuk memproduksi selulosa tereterifikasi, dan linter pendek digunakan dalam jumlah besar. Metil klorida dan propilen oksida ikut serta dalam reaksi sebagai zat eterifikasi untuk memodifikasi selulosa alami, jumlah penggunaannya tidak banyak.

Pelarut (atau pengencer) terutama mencakup toluena dan isopropanol, yang pada dasarnya tidak dikonsumsi, namun mengingat kerugian yang tertahan dan mudah menguap, terdapat sedikit kerugian dalam produksi, dan jumlah yang digunakan sangat kecil.

Proses penyiapan bahan baku mempunyai area tangki bahan baku dan gudang bahan baku yang terlampir. Bahan eterifikasi dan pelarut, seperti toluena, isopropanol, dan asam asetat (digunakan untuk mengatur nilai pH reaktan), disimpan di area tangki bahan baku. Persediaan serat pendek cukup, dapat disediakan pasar kapan saja.

Serat pendek yang telah dihancurkan dikirim ke bengkel dengan gerobak untuk digunakan.

3.2 (Alkalinisasi) eterifikasi

Eterifikasi (basa) merupakan proses penting dalam proses eterifikasi selulosa. Pada metode produksi sebelumnya, reaksi dua langkah dilakukan secara terpisah. Sekarang prosesnya telah ditingkatkan, dan reaksi dua langkah digabungkan dalam satu tahap dan dilakukan secara bersamaan.

Pertama, vakum tangki eterifikasi untuk menghilangkan udara, lalu ganti dengan nitrogen agar tangki bebas udara. Tambahkan larutan natrium hidroksida yang telah disiapkan, tambahkan sejumlah pelarut isopropanol dan toluena, mulailah mengaduk, lalu tambahkan kapas pendek, nyalakan air sirkulasi untuk mendinginkan, dan setelah suhu turun ke tingkat tertentu, nyalakan rendah- suhu air untuk menurunkan suhu material sistem Turun menjadi sekitar 20℃, dan pertahankan reaksi selama jangka waktu tertentu hingga alkalisasi sempurna.

Setelah alkalisasi, tambahkan zat eterifikasi metil klorida dan propilen oksida yang diukur dengan tangki pengukur tingkat tinggi, lanjutkan pengadukan, gunakan uap untuk menaikkan suhu sistem hingga hampir 70℃~ 80℃, lalu gunakan air panas untuk melanjutkan pemanasan dan pemeliharaan. Suhu reaksi dikontrol, kemudian suhu reaksi dan waktu reaksi dikontrol, dan pengoperasian dapat diselesaikan dengan pengadukan dan pencampuran selama jangka waktu tertentu.

Reaksi dilakukan pada suhu sekitar 90°C dan 0,3 MPa.

3.3 Desolvasi

Bahan proses reaksi yang disebutkan di atas dikirim ke desolventizer, dan bahan tersebut dikupas dan dipanaskan dengan uap, dan pelarut toluena dan isopropanol diuapkan dan diperoleh kembali untuk didaur ulang.

Pelarut yang diuapkan pertama-tama didinginkan dan dikondensasi sebagian dengan air yang bersirkulasi, kemudian dikondensasi dengan air bersuhu rendah, dan campuran kondensat memasuki lapisan cair dan pemisah untuk memisahkan air dan pelarut. Campuran pelarut toluena dan isopropanol pada lapisan atas disesuaikan proporsinya. Gunakan secara langsung, dan kembalikan air dan larutan isopropanol di lapisan bawah ke desolventizer untuk digunakan.

Tambahkan asam asetat ke reaktan setelah desolvasi untuk menetralkan kelebihan natrium hidroksida, kemudian gunakan air panas untuk mencuci bahan, manfaatkan sepenuhnya karakteristik koagulasi selulosa eter ke air panas untuk mencuci selulosa eter, dan saring reaktan. Bahan halus dikirim ke proses selanjutnya untuk pemisahan dan pengeringan.

3.4 Saring dan keringkan

Bahan halus dikirim ke pemisah sekrup horizontal dengan pompa ulir bertekanan tinggi untuk memisahkan air bebas, dan bahan padat yang tersisa memasuki pengering udara melalui pengumpan sekrup, dan dikeringkan dalam kontak dengan udara panas, dan kemudian melewati siklon pemisah dan Pemisahan udara, bahan padat memasuki penghancuran berikutnya.

Air yang dipisahkan oleh pemisah spiral horizontal memasuki tangki pengolahan air setelah sedimentasi di tangki sedimentasi untuk memisahkan selulosa yang tertahan.

3.5 Menghancurkan dan mencampur

Setelah dikeringkan, selulosa yang dieterifikasi akan memiliki ukuran partikel yang tidak rata, sehingga perlu dihancurkan dan dicampur agar distribusi ukuran partikel dan tampilan keseluruhan bahan memenuhi persyaratan standar produk.

3. 6 Pengemasan produk jadi

Bahan yang diperoleh setelah operasi penghancuran dan pencampuran adalah selulosa tereterisasi jadi, yang dapat dikemas dan disimpan.

4. Ringkasan

Air limbah yang dipisahkan mengandung sejumlah garam, terutama natrium klorida. Air limbah diuapkan untuk memisahkan garam, dan uap sekunder yang diuapkan dapat dikondensasi untuk memperoleh kembali air yang terkondensasi, atau langsung dibuang. Komponen utama garam yang dipisahkan adalah natrium klorida, yang juga mengandung sejumlah natrium asetat karena netralisasi dengan asam asetat. Garam ini mempunyai nilai pemanfaatan industri hanya setelah rekristalisasi, pemisahan dan pemurnian.