Hidroksipropilmetilceliuliozės eterio technologija

Hidroksipropilmetilceliuliozės eteris yra tam tikras nepolinis celiuliozės eteris, tirpus šaltame vandenyje, gaunamas iš natūralios celiuliozės šarminimo ir eterinimo modifikavimo būdu.

Raktiniai žodžiai:hidroksipropilmetilceliuliozės eteris; šarminimo reakcija; eterinimo reakcija

1. Technologijos

Natūrali celiuliozė netirpi vandenyje ir organiniuose tirpikliuose, atspari šviesai, šilumai, rūgščiai, druskai ir kitoms cheminėms terpėms, ją galima sudrėkinti praskiestame šarmų tirpale, kad pakeistų celiuliozės paviršių.

Hidroksipropilmetilceliuliozės eteris yra nepolinis, šaltame vandenyje tirpus celiuliozės eteris, gaunamas iš natūralios celiuliozės šarminant ir modifikuojant eterinimą.

2. Pagrindinė cheminės reakcijos formulė

2.1 Šarminimo reakcija

Yra dvi celiuliozės ir natrio hidroksido reakcijos galimybės, ty skirtingomis sąlygomis susidaryti molekuliniai junginiai, R – OH – NaOH; arba metalo alkoholio junginiams gaminti, R – ONa.

Dauguma mokslininkų mano, kad celiuliozė reaguoja su koncentruotu šarmu, sudarydama fiksuotą medžiagą, ir mano, kad kiekviena arba dvi gliukozės grupės yra sujungtos su viena NaOH molekule (viena gliukozės grupė sujungiama su trimis NaOH molekulėmis, kai reakcija baigiasi).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH arba C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Pastaruoju metu kai kurie mokslininkai mano, kad celiuliozės ir koncentruoto šarmo sąveika vienu metu turės du efektus.

Nepriklausomai nuo struktūros, celiuliozės cheminis aktyvumas gali pasikeisti po celiuliozės ir šarmų veikimo, ji gali reaguoti su įvairiomis cheminėmis terpėmis, kad gautų reikšmingas rūšis.

2.2 Eterifikavimo reakcija

Po šarminimo aktyvi šarminė celiuliozė reaguoja su eterinimo agentu, sudarydama celiuliozės eterį. Naudojami eterinimo agentai yra metilo chloridas ir propileno oksidas.

Natrio hidroksidas veikia kaip katalizatorius.

n ir m reiškia atitinkamai hidroksipropilo ir metilo pakeitimo laipsnį celiuliozės vienete. Didžiausia m + n suma yra 3.

Be pirmiau minėtos pagrindinės reakcijos, yra ir šalutinių reakcijų:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Hidroksipropilmetilceliuliozės eterio gamybos proceso aprašymas

Hidroksipropilmetilceliuliozės eterio (sutrumpintai „celiuliozės eteris“) procesas susideda iš 6 procesų, būtent: žaliavos smulkinimo, (šarminimo) eterinimo, tirpiklio pašalinimo, filtravimo ir džiovinimo, smulkinimo ir maišymo bei gatavo produkto pakavimo.

3.1 Žaliavos paruošimas

Turguje įsigyta natūrali trumpapūkė celiuliozė yra susmulkinama į miltelius pulverizatoriumi, kad būtų lengviau perdirbti; kietas šarmas (arba skystas šarmas) išlydomas, paruošiamas ir kaitinamas iki maždaug 90 laipsnių°C, kad paruoštumėte 50 % kaustinės sodos tirpalą. Vienu metu paruoškite reakcijos metilchloridą, propileno oksido eterinimo agentą, izopropanolį ir tolueno reakcijos tirpiklį.

Be to, reakcijos procesui reikalingos pagalbinės medžiagos, pavyzdžiui, karštas vanduo ir grynas vanduo; maitinimui reikia garo, žemos temperatūros aušinimo vandens ir cirkuliuojančio aušinimo vandens.

Eterifikuotos celiuliozės gamyboje pagrindinės medžiagos yra trumpos juostelės, metilo chloridas ir propileno oksido eterinimo agentai, o trumpų juostų naudojami dideli kiekiai. Metilo chloridas ir propileno oksidas dalyvauja reakcijoje kaip eterinimo agentai, modifikuojantys natūralią celiuliozę, panaudojimo kiekis nėra didelis.

Tirpikliai (arba skiedikliai) daugiausia apima tolueną ir izopropanolį, kurie iš esmės nevartojami, tačiau, atsižvelgiant į pernešamus ir išlakusius nuostolius, šiek tiek prarandama gamyba, o naudojamas kiekis yra labai mažas.

Žaliavos paruošimo procese yra žaliavų rezervuaro zona ir prie jo pritvirtintas žaliavų sandėlis. Eterifikuojančios medžiagos ir tirpikliai, tokie kaip toluenas, izopropanolis ir acto rūgštis (naudojami reaguojančių medžiagų pH vertei reguliuoti), yra laikomi žaliavos rezervuaro zonoje. Trumpų pūkelių pasiūlos pakanka, rinka gali pateikti bet kada.

Susmulkintas trumpas pūkas su vežimėliu siunčiamas į dirbtuves naudojimui.

3.2 (Šarminimas) eterinimas

(Šarminis) eterinimas yra svarbus procesas celiuliozės eterinimo procese. Taikant ankstesnį gamybos metodą, dviejų pakopų reakcijos buvo vykdomos atskirai. Dabar procesas patobulintas, o dviejų pakopų reakcijos sujungiamos į vieną etapą ir vykdomos vienu metu.

Pirmiausia išsiurbkite eterinimo baką, kad pašalintumėte orą, o tada pakeiskite jį azotu, kad bake nebūtų oro. Įpilkite paruošto natrio hidroksido tirpalo, įpilkite tam tikrą kiekį izopropanolio ir tolueno tirpiklio, pradėkite maišyti, tada supilkite trumpą vatą, įjunkite cirkuliacinį vandenį, kad atvėstų, o temperatūrai nukritus iki tam tikro lygio, įjunkite žemą temperatūros vandens, kad sumažintumėte sistemos medžiagos temperatūrą Sumažinkite iki maždaug 20℃, ir palaikyti reakciją tam tikrą laiką, kad būtų baigtas šarminimas.

Po šarminimo įpilkite eterinimo agento metilo chlorido ir propileno oksido, išmatuotų aukšto lygio matavimo baku, toliau pradėkite maišyti, naudokite garus, kad sistemos temperatūra pakeltumėte iki beveik 70 laipsnių.℃~80℃, tada naudokite karštą vandenį, kad tęstumėte šildymą ir palaikymą.

Reakcija vykdoma maždaug 90 °C temperatūroje°C ir 0,3 MPa.

3.3 Desolvatacija

Aukščiau minėtos sureagavusios proceso medžiagos siunčiamos į desolventizatorių, o medžiagos nuvalomos ir kaitinamos garais, o tolueno ir izopropanolio tirpikliai išgarinami ir regeneruojami perdirbimui.

Išgaravęs tirpiklis pirmiausia atšaldomas ir iš dalies kondensuojamas cirkuliuojančiu vandeniu, o po to kondensuojamas žemos temperatūros vandeniu, o kondensato mišinys patenka į skysčio sluoksnį ir separatorių, kad atskirtų vandenį ir tirpiklį. Viršutiniame sluoksnyje sumaišytas tolueno ir izopropanolio tirpiklis sureguliuojamas proporcingai. Naudokite jį tiesiogiai, o apatiniame sluoksnyje esantį vandens ir izopropanolio tirpalą grąžinkite į tirpiklį naudoti.

Po desolvatacijos į reagentą įpilkite acto rūgšties, kad neutralizuotų natrio hidroksido perteklių, tada naudokite karštą vandenį, kad išplautumėte medžiagą, visiškai išnaudokite celiuliozės eteriui būdingą koaguliaciją su karštu vandeniu, kad išplautumėte celiuliozės eterį, ir patobulinkite reagentą. Išgrynintos medžiagos siunčiamos į kitą atskyrimo ir džiovinimo procesą.

3.4 Filtruokite ir išdžiovinkite

Rafinuota medžiaga aukšto slėgio sraigtiniu siurbliu siunčiama į horizontalų sraigtinį separatorių, kad būtų atskirtas laisvas vanduo, o likusi kieta medžiaga patenka į oro džiovintuvą per sraigtinį tiektuvą ir džiovinama kontaktuojant su karštu oru, o tada praeina per cikloną. separatorius ir oras Atskyrimas, kieta medžiaga patenka į vėlesnį smulkinimą.

Horizontaliu spiraliniu separatoriumi atskirtas vanduo patenka į vandens ruošimo baką po nusėdimo sedimentacijos rezervuare, kad atskirtų įsinešusią celiuliozę.

3.5 Smulkinimas ir maišymas

Po džiovinimo eterizuota celiuliozė turės nevienodo dydžio daleles, kurias reikia susmulkinti ir sumaišyti, kad dalelių dydžio pasiskirstymas ir bendra medžiagos išvaizda atitiktų gaminio standarto reikalavimus.

3. 6 Gatavo produkto pakuotė

Medžiaga, gauta po smulkinimo ir maišymo operacijų, yra gatava eterizuota celiuliozė, kurią galima supakuoti ir sudėti į saugyklą.

4. Santrauka

Atskirtose nuotekose yra tam tikras kiekis druskos, daugiausia natrio chlorido. Nuotekos išgarinamos, kad būtų atskirta druska, o išgaravęs antrinis garas gali būti kondensuojamas, kad būtų atkurtas kondensuotas vanduo, arba tiesiogiai išleidžiamas. Pagrindinis atskirtos druskos komponentas yra natrio chloridas, kuriame taip pat yra tam tikras kiekis natrio acetato dėl neutralizavimo acto rūgštimi. Ši druska turi pramoninio naudojimo vertę tik po perkristalizavimo, atskyrimo ir gryninimo.