Remiantis neišsamia statistika, dabartinė pasaulinė nejoninio celiuliozės eterio gamyba pasiekė daugiau nei 500 000 tonų, o hidroksipropilmetilceliuliozė sudarė nuo 80% iki daugiau nei 400 000 tonų, Kinija per pastaruosius dvejus metus sparčiai išplėtė gamybą. išplėsti pajėgumus pasiekė apie 180 000 tonų, apie 60 000 tonų vidaus vartojimui, Iš jų daugiau nei 550 milijonų tonų naudojama pramonėje ir apie 70 procentų naudojama kaip statybiniai priedai.
Dėl skirtingų gaminių naudojimo būdų, gaminių pelenų indekso reikalavimai taip pat gali skirtis, todėl gamyba gali būti organizuojama pagal skirtingų gamybos proceso modelių reikalavimus, o tai prisideda prie energijos taupymo, vartojimo mažinimas ir emisijų mažinimas.
1 hidroksipropilmetilceliuliozės pelenai ir esamos jų formos
Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) pagal pramonės kokybės standartus vadinama pelenais, o pagal farmakopėją – sulfatas arba karštas likutis, kuris gali būti tiesiog suprantamas kaip neorganinės druskos priemaiša produkte. Pagrindinis gamybos procesas naudojant stiprų šarmą (natrio hidroksidą), vykstant reakcijai iki galutinio pH sureguliavimo iki neutralios druskos ir žaliavų, iš pradžių būdingų neorganinės druskos sumai.
Bendro pelenų kiekio nustatymo metodas; Karbonizavus ir sudeginus aukštos temperatūros krosnyje tam tikrą kiekį mėginių, organinės medžiagos oksiduojasi ir suyra, išsiskiria anglies dioksido, azoto oksidų ir vandens pavidalu, o neorganinės lieka sulfatų, fosfatų, karbonatas, chloridas ir kitos neorganinės druskos bei metalų oksidai. Šie likučiai yra pelenai. Bendrą pelenų kiekį mėginyje galima apskaičiuoti pasveriant likutį.
Pagal procesą, naudojant skirtingas rūgštis ir gaunamos skirtingos druskos: daugiausia natrio chloridas (susidaro chloro jonams chlormetano ir natrio hidroksido reakcijos metu) ir kitų rūgščių neutralizavimas gali gauti natrio acetatą, natrio sulfidą arba natrio oksalatą.
2. Pramoninės rūšies hidroksipropilmetilceliuliozės pelenų reikalavimai
Hidroksipropilmetilceliuliozė daugiausia naudojama kaip tirštiklis, emulsinimas, plėvelės formavimas, apsauginis koloidas, vandens sulaikymas, sukibimas, antifermentinis ir medžiagų apykaitos inertiškumas bei kitiems tikslams, ji plačiai naudojama daugelyje pramonės sričių, kurias galima apytiksliai suskirstyti į: aspektai:
(1) Konstrukcija: pagrindinis vaidmuo yra vandens sulaikymas, tirštinimas, klampumas, tepimas, tekėjimo pagalba, siekiant pagerinti cemento ir gipso apdirbamumą, siurbimas. Architektūrinės dangos, latekso dangos daugiausia naudojamos kaip apsauginis koloidas, plėvelę formuojantis, tirštiklis ir pigmento suspensijos priemonė.
(2) Polivinilchloridas: daugiausia naudojamas kaip dispergatorius suspensijos polimerizacijos sistemos polimerizacijos reakcijoje.
(3) kasdienės cheminės medžiagos: daugiausia naudojamos kaip apsauginės medžiagos, gali pagerinti produkto emulgavimą, anti-fermentą, dispersiją, sukibimą, paviršiaus aktyvumą, plėvelės susidarymą, drėkinimą, putojimą, formavimą, atpalaidavimo agentą, minkštiklį, tepalą ir kitas savybes;
(4) Farmacijos pramonė: farmacijos pramonėje daugiausia naudojama preparatų gamybai, naudojama kaip kietas dengimo agento preparatas, tuščiavidurių kapsulių medžiaga, rišiklis, naudojamas lėtai atpalaiduojančiam farmaciniam skeletui, plėvelės formavimui, porų formavimui, naudojamas kaip skystis, pusiau kieto preparato tirštinimas, emulsinimas, suspensija, matricos taikymas;
(5) Keramika: naudojama kaip rišamoji medžiaga, formuojanti keramikos pramonės ruošinius, glazūros spalvos dispersinė medžiaga;
(6) popieriaus gamyba: dispersija, dažiklis, stiprinamoji medžiaga;
(7) Tekstilės marginimas ir dažymas: audinio masė, spalva, spalvos ilgintuvas:
(8) Žemės ūkio gamyba: žemės ūkyje jis gali būti naudojamas pasėlių sėkloms apdoroti, gerinti daigumą, apsaugoti drėgmę ir užkirsti kelią pelėsiui, išlaikyti vaisius šviežius, lėtai atpalaiduojančias chemines trąšas ir pesticidus ir kt.
Remiantis aukščiau pateiktos ilgalaikės taikymo patirties atsiliepimais ir kai kurių užsienio ir šalies įmonių vidaus kontrolės standartų santrauka, reikia tik kai kurių polivinilchlorido polimerizacijos produktų ir kasdienių cheminių medžiagų, kad būtų kontroliuojama mažesnė nei 0,010 druska, o farmakopėja. įvairių šalių reikalauja kontroliuoti druskos mažiau nei 0,015. Ir kiti druskos kontrolės panaudojimo būdai gali būti palyginti platesni, ypač statybos produktai, be glaisto gamybos, dažų druska turi tam tikrus reikalavimus, likusi dalis gali kontroliuoti druską < 0,05 iš esmės gali atitikti naudojimą.
3 hidroksipropilmetilceliuliozės procesas ir druskos pašalinimo metodas
Pagrindiniai hidroksipropilmetilceliuliozės gamybos būdai namuose ir užsienyje yra šie:
(1) Skystos fazės metodas (srutų metodas): smulkūs celiuliozės milteliai, kuriuos reikia susmulkinti, vertikaliame arba horizontaliame reaktoriuje, stipriai maišant, disperguojami maždaug 10 kartų didesniame organiniame tirpiklyje, o tada reakcijai pridedamas kiekybinis šarmas ir eterinimo agentas. Pasibaigus reakcijai, produktas nuplaunamas, išdžiovinamas, susmulkintas ir persijotas karštu vandeniu.
(2) Dujinės fazės metodas (kietosios dujinės medžiagos metodas): celiuliozės miltelių, kuriuos ketinama susmulkinti, reakcija užbaigiama pusiau sausoje būsenoje, tiesiogiai pridedant kiekybinį šarmą ir eterinimo agentą bei nedidelį kiekį žemos virimo temperatūros šalutinių produktų. horizontaliame reaktoriuje stipriai maišant. Reakcijai papildomų organinių tirpiklių nereikia. Pasibaigus reakcijai, produktas nuplaunamas, išdžiovinamas, susmulkintas ir persijotas karštu vandeniu.
(3) Homogeninis metodas (tirpinimo metodas): Horizontali gali būti dedama iškart susmulkinus celiuliozę stipriai maišomame reaktoriuje, išsklaidytame naoh/karbamide (arba kituose celiuliozės tirpikliuose) maždaug 5–8 kartus vandens užšaldant tirpiklį tirpiklyje, tada pridedant kiekybinio šarmo ir eterinimo agento reakcijos metu, po reakcijos su acetonu nusodinant gerą celiuliozės eterį, jis plaunamas karštu vandeniu, džiovinamas, susmulkinamas ir sijojamas, kad būtų gautas galutinis produktas. (Pramoninėje gamyboje dar nėra).
Reakcija baigiasi, neatsižvelgiant į tai, kokiais aukščiau paminėtais metodais yra daug druskos, pagal skirtingus procesus gali susidaryti: natrio chloridas ir natrio acetatas, natrio sulfidas, natrio oksalatas ir tt sumaišoma druska, reikia gėlinant, druskos naudojimas tirpumui vandenyje, paprastai plaunant dideliu kiekiu karšto vandens, dabar pagrindinė plovimo įranga ir būdas yra:
(1) diržinis vakuuminis filtras; Tai daroma sumaišius gatavą žaliavą karštu vandeniu, o po to išplaunant druską, tolygiai paskirstant suspensiją ant filtro juostos, purškiant karštą vandenį ant jos ir išsiurbiant žemiau.
(2) Horizontali centrifuga: pasibaigus žalios medžiagos reakcijai į suspensiją karštu vandeniu, kad ištirptų karštame vandenyje ištirpusi druska, o tada centrifuguojant atskyrimas bus skystis ir kietas, kad būtų pašalinta druska.
(3) naudojant slėgio filtrą, pasibaigus žalios medžiagos reakcijai į suspensiją su karštu vandeniu, į slėgio filtrą, pirmiausia garais pučiamu vandeniu, o po to karštu vandeniu purškiant N kartų garais pučiamu vandeniu. atskirkite ir pašalinkite druską.
Karšto vandens plovimas norint pašalinti ištirpusias druskas, nes reikia prisijungti prie karšto vandens, plovimo, kuo daugiau, tuo mažesnis pelenų kiekis, ir atvirkščiai, todėl jo pelenai yra tiesiogiai susiję su kiek karšto vandens kiekiu, bendrosios pramoninės produktas, jei pelenų kontrolė iki 1% NAUDOJA karštą vandenį 10 tonų, jei kontroliuojama iki 5%, reikės apie 6 tonų karšto vandens.
Celiuliozės eterio nuotekų cheminis deguonies poreikis (CDS) yra didesnis nei 60 000 mg/l, o druskos kiekis didesnis nei 30 000 mg/l, todėl tokias nuotekas valyti labai brangu, nes jas sunku tiesiogiai biocheminis toks didelis druskos kiekis, ir jo skiesti pagal galiojančius nacionalinius aplinkos apsaugos reikalavimus neleidžiama. Galutinis sprendimas yra pašalinti druską distiliuojant. Todėl viena tona daugiau nuplaunant verdančio vandens susidarys viena tona daugiau nuotekų. Pagal dabartinę MUR technologiją, pasižyminčią dideliu energijos vartojimo efektyvumu, visos kiekvienos tonos skalbimo koncentruoto vandens kaina yra apie 80 juanių, o pagrindinė kaina yra visapusiškas energijos suvartojimas.
4 pelenų poveikis pramoninės hidroksipropilmetilceliuliozės vandens sulaikymo greičiui
HPMC daugiausia atlieka tris vaidmenis, susijusius su vandens sulaikymu, sutirštėjimu ir statybinių medžiagų patogumu.
Vandens sulaikymas: padidina medžiagos vandens sulaikymo atidarymo laiką, padeda visapusiškai hidratuoti.
Tirštinimas: Celiuliozė gali būti sutirštinta, kad būtų suspensija, kad tirpalas išlaikytų vienodą aukštyn ir žemyn tą patį vaidmenį, atsparumas srautui kabo.
Konstrukcija: celiuliozės tepimas, gali turėti gerą konstrukciją. HPMC nedalyvauja cheminėje reakcijoje, atlieka tik pagalbinį vaidmenį. Vienas svarbiausių yra vandens sulaikymas, skiedinio vandens sulaikymas įtakoja skiedinio homogenizaciją, o vėliau – sukietėjusio skiedinio mechanines savybes ir ilgaamžiškumą. Mūro skiedinys ir gipso skiedinys yra dvi svarbios skiedinio medžiagų dalys, o svarbi mūro ir gipso skiedinio taikymo sritis yra mūro struktūra. Kadangi gaminių naudojimo procese blokas yra sausos būsenos, siekiant sumažinti sausą skiedinio stiprios vandens absorbcijos bloką, statyboje blokas naudojamas prieš sudrėkinimą, kad blokuotų tam tikrą drėgmės kiekį, išlaikytų drėgmę skiedinyje. Kad būtų užblokuota pernelyg didelė medžiagos absorbcija, gali palaikyti normalią vidinę želiuojančios medžiagos, tokios kaip cemento skiedinys, hidrataciją. Tačiau tokie veiksniai kaip bloko tipo skirtumas ir aikštelės išankstinio drėkinimo laipsnis turės įtakos vandens praradimo greičiui ir skiedinio vandens praradimui, o tai sukels paslėptus pavojus bendrai mūro konstrukcijos kokybei. Puikiai vandenį sulaikantis skiedinys gali pašalinti blokinių medžiagų ir žmogiškųjų faktorių įtaką bei užtikrinti skiedinio vienalytiškumą.
Vandens sulaikymo įtaka skiedinio kietėjimo savybėms daugiausia atsispindi sąveikos tarp skiedinio ir bloko zonoje. Greitai prarandant vandenį prastai sulaikančiam skiediniui, skiedinio vandens kiekis sąsajos dalyje yra akivaizdžiai nepakankamas, o cementas negali būti visiškai hidratuotas, o tai turi įtakos normaliam stiprumo vystymuisi. Cemento pagrindu pagamintų medžiagų sukibimo stiprumas daugiausia gaunamas tvirtinant cemento hidratacijos produktus. Nepakankamas cemento hidratavimas sąsajos srityje sumažina sąsajos sukibimo stiprumą, o skiedinio išpūtimas ir įtrūkimai didėja.
Todėl pasirenkant jautriausią vandens sulaikymo reikalavimams pastato K markės trys skirtingo klampumo partijos, skirtingais plovimo būdais, kad būtų rodomas toks pat partijos numeris antras numatomas pelenų kiekis, o tada pagal dabartinį įprastą vandens sulaikymo bandymo metodą (filtro popieriaus metodas ) ant to paties partijos numerio trijų mėginių grupių vandens sulaikymo pelenų kiekis skiriasi taip:
4.1 Eksperimentinis vandens sulaikymo greičio nustatymo metodas (filtravimo popieriaus metodas)
4.1.1 Prietaisų ir įrangos taikymas
Cemento srutų maišytuvas, matavimo cilindras, svarstyklės, chronometras, nerūdijančio plieno indas, šaukštas, nerūdijančio plieno žiedinė štampa (vidinis skersmuo φ100 mm × išorinis skersmuo φ110 mm × aukštis 25 mm, greitas filtravimo popierius, lėtas filtravimo popierius, stiklo plokštė).
4.1.2 Medžiagos ir reagentai
Įprastas Portland CEMENTAS (425#), STANDARTINIS SMĖLIS (VANDENIU PLAUTAS SMĖLIS BE DRUMO), PRODUKTO PAVYZDŽIS (HPMC), ŠVARUS VANDUO EKSPERIMENTUI (VANDENIS VANDUO, MINERALINIS VANDUO).
4.1.3 Eksperimentinės analizės sąlygos
Laboratorinė temperatūra: 23±2 ℃; Santykinė oro drėgmė: ≥ 50%; Laboratorijos vandens temperatūra yra tokia pati kaip kambario temperatūra 23 ℃.
4.1.4 Eksperimentiniai metodai
Padėkite stiklinę plokštę ant valdymo platformos, ant jos uždėkite pasvertą lėtinį filtravimo popierių (svoris: M1), tada ant lėto filtravimo popieriaus uždėkite greito filtravimo popieriaus gabalėlį ir ant greitojo filtravimo popieriaus uždėkite metalinę žiedinę formą ( žiedinė forma neturi viršyti apskrito greito filtravimo popieriaus).
Tiksliai pasverkite (425#) cementą 90 g; Standartinis smėlis 210 g; Produktas (pavyzdys) 0,125g; Supilkite į nerūdijančio plieno indą ir gerai išmaišykite (sausas mišinys).
Naudokite cemento maišytuvą (maišymo indas ir lapai yra švarūs ir sausi, po kiekvieno eksperimento kruopščiai nuvalykite ir nusausinkite, atidėkite į šalį). Matavimo cilindru išmatuokite 72 ml švaraus vandens (23 ℃), pirmiausia supilkite į maišymo indą, o tada supilkite paruoštą medžiagą, infiltruokite 30 s; Tuo pačiu metu pakelkite puodą į maišymo padėtį, įjunkite maišytuvą ir maišykite mažu greičiu (ty lėtai maišydami) 60 s; Sustokite 15 s ir susmulkinkite ant sienos ir ašmenų į puodą; Toliau greitai plakite 120 s, kad sustotų. Visą sumaišytą skiedinį supilkite (įdėkite) į nerūdijančio plieno žiedinę formą greitai ir laikas nuo to momento, kai skiedinys paliečia greitąjį filtravimo popierių (paspauskite chronometrą). Po 2 minučių žiedinė forma buvo apversta, o lėtinis filtravimo popierius išimamas ir pasveriamas (svoris: M2). Atlikite tuščią eksperimentą pagal aukščiau pateiktą metodą (chroniško filtravimo popieriaus svoris prieš ir po svėrimo yra M3, M4)
Skaičiavimo metodas yra toks:
(1)
kur M1 – nuolatinio filtravimo popieriaus svoris prieš bandinio eksperimentą; M2 – chroniško filtravimo popieriaus masė po mėginio eksperimento; M3 – lėtinio filtravimo popieriaus svoris prieš tuščiąjį eksperimentą; M4 – lėtinio filtravimo popieriaus svoris po tuščio eksperimento.
4.1.5 Atsargumo priemonės
(1) švaraus vandens temperatūra turi būti 23 ℃, o svėrimas turi būti tikslus;
(2) išmaišę, išimkite maišymo puodą ir tolygiai išmaišykite šaukštu;
(3) formą reikia sumontuoti greitai, o montuojant skiedinys bus plokščias ir tvirtas;
(4) Būtinai nustatykite momentą, kai skiedinys palies greito filtravimo popierių, ir nepilkite skiedinio ant išorinio filtravimo popieriaus.
4.2 pavyzdys
Buvo pasirinkti trys tos pačios K markės skirtingų klampų partijų numeriai: 201302028 klampumas 75 000 mPa·s, 20130233 klampumas 150 000 mPa·s, 20130236 klampumas nuo 200 000 mPa·s. pelenų (žr. 3.1 lentelę). Griežtai kontroliuokite tos pačios mėginių partijos drėgmę ir pH, o tada atlikite vandens sulaikymo greičio testą pagal aukščiau pateiktą metodą (filtro popieriaus metodas).
4.3 Eksperimento rezultatai
Trijų partijų mėginių indeksų analizės rezultatai pateikti 1 lentelėje, skirtingo klampumo vandens sulaikymo rodiklių tyrimo rezultatai – 1 pav., o skirtingų pelenų ir pH vandens sulaikymo rodiklių tyrimo rezultatai – 2 pav. .
(1) Trijų mėginių partijų indeksų analizės rezultatai pateikti 1 lentelėje
1 lentelė Trijų mėginių partijų analizės rezultatai
projektą
Partijos Nr.
Pelenų %
pH
Klampumas/mPa, s
Vanduo / %
Vandens sulaikymas
201302028
4.9
4.2
75 000,
6
76
0.9
4.3
74 500,
5.9
76
20130233
4.7
4.0
150 000,
5.5
79
0.8
4.1
140 000,
5.4
78
20130236
4.8
4.1
200 000,
5.1
82
0.9
4.0
195 000,
5.2
81
(2) Trijų skirtingo klampumo mėginių partijų vandens sulaikymo bandymo rezultatai parodyti 1 paveiksle.
Fig. 1 Trijų skirtingo klampumo mėginių partijų vandens sulaikymo bandymo rezultatai
(3) Trijų skirtingų pelenų kiekio ir pH mėginių partijų vandens sulaikymo greičio nustatymo rezultatai parodyti 2 paveiksle.
Fig. 2 Trijų skirtingų pelenų kiekio ir pH mėginių partijų vandens sulaikymo greičio nustatymo rezultatai
Remiantis aukščiau pateiktais eksperimentiniais rezultatais, vandens sulaikymo greičio įtaką daugiausia lemia klampumas, o didelis klampumas, palyginti su dideliu vandens sulaikymo greičiu, bus blogas, priešingai. Pelenų kiekio svyravimai nuo 1% iki 5% beveik neturi įtakos jo vandens sulaikymo greičiui, todėl jis neturės įtakos vandens sulaikymo charakteristikoms.
5 išvada
Siekiant, kad standartas būtų labiau pritaikytas realybei ir atitiktų vis griežtesnę energijos taupymo ir aplinkos apsaugos tendenciją, siūloma:
Pramoninės hidroksipropilmetilceliuliozės pramoninis standartas pelenų kontrolėje suformuluotas pagal rūšis, tokias kaip: 1 lygio kontrolinis pelenų kiekis < 0,010, 2 lygio kontrolinis pelenų kiekis < 0,050. Tokiu būdu gamintojas gali pasirinkti, kad vartotojas turėtų daugiau pasirinkimų. Tuo pačiu metu kaina gali būti nustatoma remiantis aukštos kokybės ir aukštos kainos principu, kad būtų išvengta painiavos rinkoje. Svarbiausia, kad tausojant energiją ir tausojant aplinką gaminių gamyba būtų draugiškesnė ir harmoningesnė aplinkai.
Paskelbimo laikas: 2022-09-09