Hidroksipropilmetilcelulozes ētera tehnoloģija

Hidroksipropilmetilcelulozes ēteris ir sava veida nepolārs celulozes ēteris, kas šķīst aukstā ūdenī, ko iegūst no dabiskās celulozes, izmantojot sārmināšanu un ēterizācijas modifikāciju.

Atslēgvārdi:hidroksipropilmetilcelulozes ēteris; sārmināšanas reakcija; ēterifikācijas reakcija

1. Tehnoloģija

Dabiskā celuloze nešķīst ūdenī un organiskajos šķīdinātājos, stabila pret gaismu, karstumu, skābi, sāli un citām ķīmiskām vidēm, un to var samitrināt atšķaidītā sārma šķīdumā, lai mainītu celulozes virsmu.

Hidroksipropilmetilcelulozes ēteris ir sava veida nepolārs, aukstā ūdenī šķīstošs celulozes ēteris, ko iegūst no dabiskās celulozes, sārminot un modificējot ēterizāciju.

2. Galvenā ķīmiskās reakcijas formula

2.1 Alkalizācijas reakcija

Ir divas iespējas celulozes un nātrija hidroksīda reakcijai, tas ir, dažādos apstākļos radīt molekulāros savienojumus, R – OH – NaOH; vai radīt metālu spirta savienojumus, R – ONa.

Lielākā daļa zinātnieku uzskata, ka celuloze reaģē ar koncentrētu sārmu, veidojot fiksētu vielu, un uzskata, ka katra vai divas glikozes grupas ir apvienotas ar vienu NaOH molekulu (viena glikozes grupa tiek apvienota ar trim NaOH molekulām, kad reakcija ir pabeigta).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH vai C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Nesen daži zinātnieki uzskata, ka mijiedarbībai starp celulozi un koncentrētu sārmu būs divi efekti vienlaikus.

Neatkarīgi no struktūras celulozes ķīmisko aktivitāti var mainīt pēc celulozes un sārmu iedarbības, un tā var reaģēt ar dažādām ķīmiskām vidēm, lai iegūtu jēgpilnas sugas.

2.2. Ēterifikācijas reakcija

Pēc sārmināšanas aktīvā sārma celuloze reaģē ar ēterifikācijas līdzekli, veidojot celulozes ēteri. Izmantotie ēterificējošie līdzekļi ir metilhlorīds un propilēna oksīds.

Nātrija hidroksīds darbojas kā katalizators.

n un m apzīmē attiecīgi hidroksipropila un metilgrupas aizvietošanas pakāpi uz celulozes vienības. Maksimālā summa m + n ir 3.

Papildus iepriekšminētajai galvenajai reakcijai ir arī blakusparādības:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Hidroksipropilmetilcelulozes ētera procesa apraksts

Hidroksipropilmetilcelulozes ētera (saīsināti "celulozes ētera") process aptuveni sastāv no 6 procesiem, proti: izejvielu sasmalcināšanas, (sārmināšanas) ēterifikācijas, šķīdinātāja noņemšanas, filtrēšanas un žāvēšanas, drupināšanas un sajaukšanas, kā arī gatavā produkta iepakošanas.

3.1. Izejvielu sagatavošana

Tirgū iegādāto dabīgo īsu savārstījumu celuloze tiek sasmalcināta pulverī ar pulverizatoru, lai atvieglotu turpmāko apstrādi; cieto sārmu (vai šķidro sārmu) izkausē un sagatavo un uzkarsē līdz aptuveni 90 grādiem°C, lai pagatavotu 50 % kaustiskās sodas šķīdumu lietošanai. Vienlaicīgi sagatavo reakcijas metilhlorīdu, propilēna oksīda ēterēšanas līdzekli, izopropanolu un toluola reakcijas šķīdinātāju.

Turklāt reakcijas procesā ir nepieciešami palīgmateriāli, piemēram, karsts ūdens un tīrs ūdens; tvaiks, zemas temperatūras dzesēšanas ūdens un cirkulējošs dzesēšanas ūdens ir nepieciešams, lai nodrošinātu strāvas padevi.

Īsās līstes, metilhlorīds un propilēna oksīda ēterifikācijas līdzekļi ir galvenie materiāli ēterificētas celulozes ražošanai, un īsas līstes tiek izmantotas lielos daudzumos. Metilhlorīds un propilēna oksīds piedalās reakcijā kā ēterifikācijas līdzekļi, lai modificētu dabisko celulozi, izmantošanas apjoms nav liels.

Šķīdinātāji (vai atšķaidītāji) galvenokārt ir toluols un izopropanols, kas būtībā netiek patērēti, taču, ņemot vērā aiznestos un iztvaikojošos zudumus, ir neliels ražošanas zudums, un izmantotais daudzums ir ļoti mazs.

Izejvielu sagatavošanas procesā ir izejmateriālu tvertnes laukums un pievienota izejvielu noliktava. Ēterificējošie līdzekļi un šķīdinātāji, piemēram, toluols, izopropanols un etiķskābe (izmanto reaģentu pH vērtības regulēšanai), tiek uzglabāti izejvielu tvertnes zonā. Īsu savārstījumu piedāvājums ir pietiekams, tirgus var nodrošināt jebkurā laikā.

Sasmalcinātas īsās pūkas tiek nosūtītas uz darbnīcu ar ratiņiem lietošanai.

3.2 (Alkalinization) ēterifikācija

(Sārmainā) ēterizācija ir svarīgs process celulozes ēterifikācijas procesā. Iepriekšējā ražošanas metodē divpakāpju reakcijas tika veiktas atsevišķi. Tagad process ir uzlabots, un divpakāpju reakcijas tiek apvienotas vienā posmā un tiek veiktas vienlaikus.

Vispirms nosūciet ēterizācijas tvertni, lai noņemtu gaisu, un pēc tam nomainiet to ar slāpekli, lai tvertnē nebūtu gaisa. Pievienojiet sagatavoto nātrija hidroksīda šķīdumu, pievienojiet noteiktu daudzumu izopropanola un toluola šķīdinātāja, sāciet maisīt, pēc tam pievienojiet īsu vati, ieslēdziet cirkulācijas ūdeni, lai tas atdziest, un pēc temperatūras pazemināšanās līdz noteiktam līmenim ieslēdziet zemo temperatūras ūdens, lai pazeminātu sistēmas materiāla temperatūru Samaziniet līdz aptuveni 20℃, un uzturēt reakciju uz noteiktu laiku, lai pabeigtu sārmināšanu.

Pēc sārmināšanas pievienojiet ēterēšanas līdzekli metilhlorīdu un propilēna oksīdu, ko mēra ar augsta līmeņa dozēšanas tvertni, turpiniet maisīt, izmantojiet tvaiku, lai paaugstinātu sistēmas temperatūru līdz gandrīz 70.℃~ 80℃, un pēc tam izmantojiet karstu ūdeni, lai turpinātu karsēšanu un uzturēšanu. Reakcijas temperatūra tiek kontrolēta, un pēc tam tiek kontrolēta reakcijas temperatūra un reakcijas laiks, un darbību var pabeigt, maisot un maisot noteiktu laiku.

Reakciju veic aptuveni 90 °C temperatūrā°C un 0,3 MPa.

3.3. Desolvatācija

Iepriekš minētie reaģējušie procesa materiāli tiek nosūtīti uz desolventizatoru, un materiāli tiek attīrīti un karsēti ar tvaiku, un toluola un izopropanola šķīdinātāji tiek iztvaicēti un reģenerēti otrreizējai pārstrādei.

Iztvaicēto šķīdinātāju vispirms atdzesē un daļēji kondensē ar cirkulējošo ūdeni un pēc tam kondensē ar zemas temperatūras ūdeni, un kondensāta maisījums nonāk šķidruma slānī un separatorā, lai atdalītu ūdeni un šķīdinātāju. Toluola un izopropanola sajaukto šķīdinātāju augšējā slānī noregulē proporcionāli. Izmantojiet to tieši un nododiet ūdens un izopropanola šķīdumu apakšējā slānī lietošanai desolventizatorā.

Pēc desolvatācijas pievienojiet reaģentam etiķskābi, lai neitralizētu nātrija hidroksīda pārpalikumu, pēc tam izmantojiet karstu ūdeni, lai mazgātu materiālu, pilnībā izmantojiet celulozes ēterim raksturīgo koagulāciju ar karstu ūdeni, lai mazgātu celulozes ēteri, un attīra reaģentu. Rafinētie materiāli tiek nosūtīti nākamajam procesam atdalīšanai un žāvēšanai.

3.4. Filtrējiet un nosusiniet

Rafinētais materiāls tiek nosūtīts uz horizontālo skrūvju separatoru ar augstspiediena skrūvsūkni, lai atdalītu brīvo ūdeni, un atlikušais cietais materiāls caur skrūvju padevēju nonāk gaisa žāvētājā un tiek žāvēts saskarē ar karstu gaisu un pēc tam iet caur ciklonu. separators un gaiss Atdalot, cietais materiāls nonāk sekojošā drupināšanā.

Ūdens, kas atdalīts ar horizontālo spirālveida separatoru, nonāk ūdens attīrīšanas tvertnē pēc sedimentācijas sedimentācijas tvertnē, lai atdalītu aiznesto celulozi.

3.5. Sasmalcināšana un sajaukšana

Pēc žāvēšanas ēterificētajai celulozei būs nevienmērīgs daļiņu izmērs, kas ir jāsadrupina un jāsamaisa, lai daļiņu izmēra sadalījums un materiāla kopējais izskats atbilstu produkta standarta prasībām.

3. 6 Gatavās produkcijas iepakojums

Materiāls, kas iegūts pēc drupināšanas un sajaukšanas operācijām, ir gatavā ēterizētā celuloze, ko var iepakot un ievietot noliktavā.

4. Kopsavilkums

Atdalītie notekūdeņi satur noteiktu daudzumu sāls, galvenokārt nātrija hlorīda. Notekūdeņi tiek iztvaicēti, lai atdalītu sāli, un iztvaicēto sekundāro tvaiku var kondensēt, lai atgūtu kondensēto ūdeni, vai tieši izvadīt. Galvenā atdalītā sāls sastāvdaļa ir nātrija hlorīds, kas satur arī noteiktu daudzumu nātrija acetāta, jo to neitralizē ar etiķskābi. Šim sālim ir rūpnieciskās izmantošanas vērtība tikai pēc pārkristalizācijas, atdalīšanas un attīrīšanas.