Гидроксипропил метил целлюлоза эфиринин технологиясы

Гидроксипропил метил целлюлоза эфири - бул табигый целлюлозадан щелочкалаштыруу жана эфирлештирүү модификациясы аркылуу алынган муздак сууда эрүүчү полярдуу эмес целлюлоза эфиринин бир түрү.

Ачкыч сөздөр:гидроксипропил метилцеллюлоза эфири; алкализация реакциясы; этерификация реакциясы

1. Технология

Табигый целлюлоза сууда жана органикалык эриткичтерде эрибейт, жарыкка, ысыкка, кислотага, тузга жана башка химиялык чөйрөлөргө туруктуу жана целлюлозанын бетин өзгөртүү үчүн суюлтулган щелоч эритмесинде нымдап койсо болот.

Гидроксипропил метил целлюлоза эфири - бул табигый целлюлозадан щелочкалаштыруу жана эфирлештирүү модификациясы аркылуу алынган полярдуу эмес, муздак сууда эрүүчү целлюлоза эфиринин бир түрү.

2. Негизги химиялык реакция формуласы

2.1 Алкализация реакциясы

Целлюлоза менен натрий гидроксидинин реакциясынын эки мүмкүнчүлүгү бар, башкача айтканда, ар кандай шарттарга ылайык молекулалык бирикмелерди, R – OH – NaOH генерациялоо; же металл спирт кошулмаларын, R – ONa түзүүгө.

Көпчүлүк окумуштуулар целлюлоза концентрацияланган щелоч менен реакцияга кирип, туруктуу затты пайда кылат деп эсептешет жана ар бир же эки глюкоза тобу бир NaOH молекуласы менен биригет (реакция аяктаганда бир глюкоза тобу үч NaOH молекуласы менен биригет) деп ойлошот.

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH же C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Жакында эле кээ бир окумуштуулар целлюлоза менен концентрацияланган щелочтун өз ара аракеттенүүсү бир эле учурда эки эффектке ээ болот деп эсептешет.

Түзүлүшүнө карабастан, целлюлозанын химиялык активдүүлүгү целлюлоза менен щелочтун аракетинен кийин өзгөрүшү мүмкүн жана ал ар кандай химиялык чөйрөлөр менен реакцияга кирип, маанилүү түрлөрдү ала алат.

2.2 Этерификация реакциясы

Алкализациядан кийин активдүү щелочтук целлюлоза эфирлештирүү агенти менен реакцияга кирип, целлюлоза эфирин пайда кылат. Этерификациялоочу агенттер метилхлорид жана пропилен оксиди колдонулат.

Натрий гидроксиди катализатор катары иштейт.

n жана m тиешелүүлүгүнө жараша целлюлоза бирдигинде гидроксипропил менен метилдин алмаштыруу даражасын билдирет. m + n максималдуу суммасы 3.

Жогоруда айтылган негизги реакциялардан тышкары, кошумча реакциялар да бар:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Гидроксипропил метилцеллюлоза эфиринин процессинин сүрөттөлүшү

Гидроксипропил метил целлюлоза эфиринин процесси (кыскача айтканда целлюлоза эфири) болжол менен 6 процесстен турат, атап айтканда: чийки затты майдалоо, (щелочтоштуруу) эфирлештирүү, эриткичти алып салуу, чыпкалоо жана кургатуу, майдалоо жана аралаштыруу жана даяр продукцияны таңгактоо.

3.1 Чийки затты даярдоо

Базардан сатылып алынган табигый кыска линт целлюлоза кийинки кайра иштетүүнү жеңилдетүү үчүн майдалагычтын жардамы менен майдаланат; катуу щелоч (же суюк щелоч) эритип даярдалат жана болжол менен 90го чейин ысытылат°C колдонуу үчүн 50% каустикалык сода эритмесин даярдоо. Реакциядагы метилхлоридди, пропилен кычкылы этерификациялоочу агентти, изопропанолду жана толуол реакциясын бир эле учурда эриткичти даярдагыла.

Мындан тышкары, реакция процесси ысык суу жана таза суу сыяктуу жардамчы материалдарды талап кылат; буу, төмөнкү температурадагы муздаткыч суу жана циркуляциялык муздаткыч суу энергияга жардам берүү үчүн талап кылынат.

Эфирленген целлюлозаны алуу үчүн кыска линтерлер, метилхлорид жана пропилен оксиди этерификациялоочу каражаттар негизги материал болуп саналат жана кыска линтерлер көп өлчөмдө колдонулат. Метилхлорид жана пропилен оксиди табигый целлюлозаны өзгөртүү үчүн эфирдик агент катары реакцияга катышат, колдонуу көлөмү чоң эмес.

Эриткичтерге (же эриткичтерге) негизинен толуол жана изопропанол кирет, алар негизинен керектелбейт, бирок тартылып калган жана учуучу жоготууларды эске алуу менен өндүрүштө бир аз жоготуулар болот, ал эми колдонулган көлөмү өтө аз.

Чийки затты даярдоо процессинде чийки заттын резервуар аянты жана ага кошулган чийки зат кампасы бар. Этерификациялоочу агенттер жана эриткичтер, мисалы, толуол, изопропанол жана уксус кислотасы (реактивдердин рН баасын жөнгө салуу үчүн колдонулат) чийки заттын резервуарынын аймагында сакталат. Кыска линт менен камсыз кылуу жетиштүү , каалаган убакта рынок тарабынан камсыз кылынышы мүмкүн.

Майдаланган кыска линт колдонуу учун араба менен цехке жиберилет.

3.2 (Алкализация) эфирлештирүү

(щелочтуу) этерификация целлюлозанын эфирлешүүсү процессиндеги маанилүү процесс. Мурунку өндүрүш методунда эки баскычтуу реакциялар өзүнчө жүргүзүлчү. Эми процесс жакшырып, эки баскычтуу реакциялар бир этапта биригип, бир убакта ишке ашат.

Биринчиден, абаны алып салуу үчүн эфирдик резервуарды вакуумдаңыз, андан кийин резервуарды абадан бошотуу үчүн аны азот менен алмаштырыңыз. Даяр болгон натрий гидроксидинин эритмесин кошуп, белгилүү бир өлчөмдө изопропанол жана толуол эриткичти кошуп, аралаштырып баштайбыз, андан соң кыска кебезди салабыз, муздатуу үчүн циркуляциядагы сууну күйгүзөбүз, температура белгилүү бир деңгээлге түшкөндөн кийин, төмөнкү системанын материалынын температурасын төмөндөтүү үчүн суунун температурасы 20га чейин төмөндөйт℃, жана алкализацияны аягына чыгаруу үчүн реакцияны белгилүү бир убакытка чейин сактаңыз.

Алкализациядан кийин, жогорку деңгээлдеги өлчөөчү резервуар менен өлчөнгөн эфирдик агент метилхлоридди жана пропилен оксидин кошуп, аралаштырууну улантыңыз, системанын температурасын дээрлик 70 градуска чейин көтөрүү үчүн буу колдонуңуз.℃~ 80℃, андан кийин ысытууну жана сактоону улантуу үчүн ысык сууну колдонуңуз Реакция температурасы көзөмөлдөнөт, андан кийин реакциянын температурасы жана реакция убактысы көзөмөлдөнөт жана белгилүү бир убакытка чейин аралаштыруу жана аралаштыруу менен операция аяктайт.

Реакция болжол менен 90до жүргүзүлөт°C жана 0,3 МПа.

3.3 Десолвация

Жогоруда айтылган реакцияга кирген процесстик материалдар эриткичке жиберилет, ал эми материалдар ажыратылып, буу менен ысытылат, ал эми толуол жана изопропанол эриткичтери бууланып, кайра иштетүү үчүн калыбына келтирилет.

бууланган эриткич алгач муздатылган жана жарым-жартылай циркуляциялык суу менен конденсацияланат, андан кийин төмөнкү температурадагы суу менен конденсацияланат жана конденсат аралашмасы суу менен эриткичти бөлүп алуу үчүн суюк катмарга жана сепараторго кирет. Жогорку катмардагы толуол менен изопропанолдун аралаш эриткичи пропорцияда жөнгө салынат. Аны түздөн-түз колдонуңуз жана төмөнкү катмардагы суу менен изопропанол эритмесин колдонуу үчүн десолвентизаторго кайтарыңыз.

Ашыкча натрий гидроксидин нейтралдаштыруу үчүн десолвациядан кийин реагентке уксус кислотасын кошуп, андан кийин материалды жуу үчүн ысык сууну колдонуңуз, целлюлоза эфирин жууш үчүн ысык сууга целлюлоза эфиринин коагуляциялык мүнөздөмөсү толук пайдаланылат жана реагентти тазалоо. Тазаланган материалдар бөлүү жана кургатуу үчүн кийинки процесске жөнөтүлөт.

3.4 Фильтрлөө жана кургатуу

Такталган материал бош сууну бөлүп алуу үчүн жогорку басымдагы бурама насосу аркылуу горизонталдык бурама бөлгүчкө жөнөтүлөт, ал эми калган катуу материал бурама фидер аркылуу аба кургаткычка кирип, ысык аба менен байланышта кургатылат, андан кийин циклон аркылуу өтөт. сепаратор жана аба Бөлүү, катуу материал кийинки майдалоо кирет.

Горизонталдык спиралдык сепаратор менен бөлүнгөн суу чөктүрүүчү целлюлозаны бөлүп алуу үчүн чөктүрүүчү резервуардагы седиментациядан кийин суу тазалоочу резервуарга кирет.

3.5 Майдалоо жана аралаштыруу

Кургатылгандан кийин, этерификацияланган целлюлоза бир калыпта эмес бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө ээ болот, аны майдалоо жана аралаштыруу керек, андыктан материалдын бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү жана жалпы көрүнүшү продуктунун стандарттык талаптарына жооп берет.

3. 6 Даяр продукцияны таңгактоо

Майдалоо жана аралаштыруу операцияларынан кийин алынган материал – бул даяр эфирдик целлюлоза, аны таңгактоого жана сактоого коюуга болот.

4. Жыйынтык

Бөлүнгөн саркынды сууларда белгилүү өлчөмдө туз, негизинен натрий хлориди бар. Саркынды суулар тузду бөлүп алуу үчүн бууланат, ал эми бууланган экинчи буу конденсацияланган сууну калыбына келтирүү үчүн конденсацияланышы мүмкүн, же түздөн-түз агызылышы мүмкүн. Бөлүнгөн туздун негизги компоненти натрий хлориди болуп саналат, анын курамында уксус кислотасы менен нейтралдаштырылгандыктан белгилүү бир өлчөмдө натрий ацетаты болот. Бул туз кайра кристаллдашуу, бөлүү жана тазалоодон кийин гана өнөр жайлык мааниге ээ болот.