Il principio di reazione dell'etere di cellulosa idrossipropilmetilcellulosa: la produzione di idrossipropilmetilcellulosa HPMC utilizza cloruro di metile e ossido di propilene come agenti di eterificazione. L'equazione della reazione chimica è: Rcell-OH (cotone raffinato) + NaOH (idrossido di sodio), idrossido di sodio) + CspanCl (cloruro di metile) + CH2OCHCspan (ossido di propilene) → Rcell-O -CH2OHCHCspan (idrossipropilmetilcellulosa) + NaCl (cloruro di sodio ) + H2O (acqua)
Flusso del processo:
frantumazione del cotone raffinato—alcalinizzazione—alimentazione—alcalinizzazione—eterificazione—recupero e lavaggio solventi—separazione centrifuga—essiccazione—frantumazione—miscelazione —Confezionamento del prodotto
1: Materie prime e materiali ausiliari per la produzione di idrossipropilmetilcellulosa La materia prima principale è il cotone raffinato e i materiali ausiliari sono idrossido di sodio (idrossido di sodio), ossido di propilene, cloruro di metile, acido acetico, toluene, isopropanolo e azoto. Lo scopo della frantumazione del cotone raffinato è quello di distruggere la struttura aggregata del cotone raffinato attraverso l'energia meccanica per ridurre la cristallinità e il grado di polimerizzazione e aumentarne l'area superficiale.
2: Misurazione e controllo della qualità delle materie prime: sotto la premessa di alcune apparecchiature, la qualità delle materie prime principali e ausiliarie e il rapporto tra la quantità aggiunta e la concentrazione del solvente influiscono direttamente sui vari indicatori del prodotto. Il sistema del processo di produzione contiene una certa quantità di acqua, e l'acqua e i solventi organici non sono completamente miscibili e la dispersione dell'acqua influisce sulla distribuzione degli alcali nel sistema. Se non viene agitato sufficientemente, sarà svantaggioso uniformare l'alcalinizzazione e l'eterificazione della cellulosa.
3: Agitazione, trasferimento di massa e trasferimento di calore: l'alcalinizzazione e l'eterificazione della cellulosa vengono tutte eseguite in condizioni eterogenee (agitazione mediante forza esterna). Se la dispersione e il contatto reciproco di acqua, alcali, cotone raffinato e agente eterificante nel sistema solvente sono sufficientemente uniformi, influenzerà direttamente gli effetti di alcalinizzazione ed eterificazione. L'agitazione irregolare durante il processo di alcalinizzazione causerà cristalli alcalini e precipitazioni sul fondo dell'apparecchiatura. La concentrazione dello strato superiore è bassa e l'alcalinizzazione non è sufficiente. Di conseguenza, una volta completata l'eterificazione, nel sistema è ancora presente una grande quantità di alcali liberi. Uniformità, con conseguente scarsa trasparenza, più fibre libere, scarsa ritenzione idrica, basso punto di gelificazione e valore PH elevato.
4: Processo di produzione (processo di produzione del liquame)
(1:) Aggiungere la quantità specificata di alcali solidi (790 kg) e acqua (acqua totale del sistema 460 kg) nel bollitore della soda caustica, mescolare e riscaldare a una temperatura costante di 80 gradi per più di 40 minuti e gli alcali solidi saranno completamente disciolto.
(2:) Aggiungere 6500 Kg di solvente al reattore (il rapporto tra isopropanolo e toluene nel solvente è circa 15/85); premere gli alcali nel reattore e spruzzare 200 kg di solvente nel serbatoio degli alcali dopo aver pressato gli alcali. Lavare la tubazione; si raffredda il bollitore di reazione a 23°C e si aggiunge cotone raffinato polverizzato (800 Kg). Dopo l'aggiunta del cotone raffinato vengono spruzzati 600 Kg di solvente per avviare la reazione di alcalinizzazione. L'aggiunta del cotone raffinato tritato deve essere completata entro il tempo specificato (7 minuti) (la durata del tempo di aggiunta è molto importante). Una volta che il cotone raffinato entra in contatto con la soluzione alcalina, inizia la reazione di alcalinizzazione. Se il tempo di alimentazione è troppo lungo, il grado di alcalinizzazione sarà diverso a causa del tempo in cui il cotone raffinato entra nel sistema di reazione, con conseguente alcalinizzazione non uniforme e ridotta uniformità del prodotto. Allo stesso tempo, la cellulosa alcalina resterà a lungo a contatto con l'aria per ossidarsi e degradarsi, con conseguente diminuzione della viscosità del prodotto. Per ottenere prodotti con diversi livelli di viscosità, durante il processo di alcalinizzazione è possibile applicare vuoto e azoto oppure aggiungere una certa quantità di antiossidante (diclorometano). Il tempo di alcalinizzazione è controllato a 120 minuti e la temperatura è mantenuta a 20-23 ℃.
(3:) Al termine dell'alcalinizzazione, aggiungere la quantità specificata di agente eterificante (cloruro di metile e ossido di propilene), aumentare la temperatura alla temperatura specificata ed eseguire la reazione di eterificazione entro il tempo specificato.
Condizioni di eterificazione: 950Kg di cloruro di metile e 303Kg di ossido di propilene. Aggiungere l'agente eterificante e raffreddare e mescolare per 40 minuti, quindi aumentare la temperatura. La prima temperatura di eterificazione è 56°C, il tempo a temperatura costante è 2,5 ore, la seconda temperatura di eterificazione è 87°C e la temperatura costante è 2,5 ore. La reazione dell'idrossipropile può procedere a circa 30°C, la velocità di reazione è notevolmente accelerata a 50°C, la reazione di metossilazione è lenta a 60°C e più debole al di sotto di 50°C. La quantità, la proporzione e i tempi del cloruro di metile e dell'ossido di propilene, nonché il controllo dell'aumento della temperatura del processo di eterificazione, influiscono direttamente sulla struttura del prodotto.
L'attrezzatura chiave per la produzione di HPMC è il reattore, l'essiccatore, il granulatore, il polverizzatore, ecc. Attualmente molti produttori stranieri utilizzano attrezzature prodotte in Germania. Le apparecchiature prodotte internamente, sia che si tratti di capacità produttiva o di qualità manifatturiera, non possono soddisfare le esigenze di una produzione HPMC di alta qualità.
Il reattore tutto in uno prodotto in Germania può completare più fasi del processo con un unico dispositivo, realizzare controllo automatico, qualità del prodotto stabile e operazioni di produzione sicure e affidabili.
Le principali materie prime per la produzione di HPMC sono cotone raffinato, idrossido di sodio, cloruro di metile e ossido di propilene.
Orario di pubblicazione: 11 novembre 2021