Technologia eteru hydroksypropylometylocelulozowego

Eter hydroksypropylometylocelulozy jest rodzajem niepolarnego eteru celulozy rozpuszczalnego w zimnej wodzie, otrzymywanego z naturalnej celulozy poprzez modyfikację alkalizacji i eteryfikacji.

Słowa kluczowe:eter hydroksypropylometylocelulozowy; reakcja alkalizacji; reakcja eteryfikacji

1. Technologia

Naturalna celuloza jest nierozpuszczalna w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych, jest odporna na światło, ciepło, kwasy, sól i inne media chemiczne i można ją zwilżyć rozcieńczonym roztworem alkalicznym w celu zmiany powierzchni celulozy.

Eter hydroksypropylometylocelulozy jest rodzajem niepolarnego, rozpuszczalnego w zimnej wodzie eteru celulozy otrzymywanego z naturalnej celulozy poprzez modyfikację alkalizacji i eteryfikacji.

2. Główny wzór reakcji chemicznej

2.1 Reakcja alkalizacji

Istnieją dwie możliwości reakcji celulozy z wodorotlenkiem sodu, czyli w zależności od różnych warunków wytworzenia związków molekularnych, R – OH – NaOH; lub w celu wytworzenia związków alkoholi metalicznych, R – ONa.

Większość uczonych uważa, że ​​celuloza reaguje ze stężoną zasadą, tworząc stałą substancję, i uważa, że ​​każda lub dwie grupy glukozy łączą się z jedną cząsteczką NaOH (jedna grupa glukozy łączy się z trzema cząsteczkami NaOH po zakończeniu reakcji).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH lub C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Ostatnio niektórzy uczeni uważają, że interakcja między celulozą a stężonymi zasadami będzie miała jednocześnie dwa skutki.

Niezależnie od struktury, aktywność chemiczna celulozy może ulec zmianie pod wpływem celulozy i zasad i może reagować z różnymi mediami chemicznymi, uzyskując znaczące gatunki.

2.2 Reakcja eteryfikacji

Po alkalizacji aktywna celuloza alkaliczna reaguje ze środkiem eteryfikującym, tworząc eter celulozy. Stosowanymi środkami eteryfikującymi są chlorek metylu i tlenek propylenu.

Wodorotlenek sodu działa jak katalizator.

n i m oznaczają odpowiednio stopień podstawienia hydroksypropylu i metylu w jednostce celulozy. Maksymalna suma m + n wynosi 3.

Oprócz wyżej wymienionej reakcji głównej, istnieją również reakcje uboczne:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Opis procesu eteru hydroksypropylometylocelulozowego

Proces wytwarzania eteru hydroksypropylometylocelulozy (w skrócie „eter celulozy”) składa się z grubsza z 6 procesów, a mianowicie: kruszenia surowca, (alkalizacji) eteryfikacji, usuwania rozpuszczalnika, filtracji i suszenia, kruszenia i mieszania oraz pakowania gotowego produktu.

3.1 Przygotowanie surowca

Naturalna celuloza o krótkich włóknach zakupiona na rynku jest mielona na proszek za pomocą pulweryzatora, aby ułatwić późniejsze przetwarzanie; stałą zasadę (lub ciekłą zasadę) topi się, przygotowuje i ogrzewa do około 90°C°C w celu przygotowania 50% roztworu sody kaustycznej do użytku. Przygotować jednocześnie chlorek metylu, środek do eteryfikacji tlenku propylenu, izopropanol i rozpuszczalnik reakcyjny toluen.

Ponadto proces reakcji wymaga materiałów pomocniczych, takich jak gorąca woda i czysta woda; Do wspomagania zasilania wymagana jest para, niskotemperaturowa woda chłodząca i obiegowa woda chłodząca.

Głównymi materiałami do produkcji eterycznej celulozy są krótkie lintry, chlorek metylu i eteryfikatory tlenku propylenu, a krótkie lintry stosuje się w dużej ilości. Chlorek metylu i tlenek propylenu biorą udział w reakcji jako środki eteryfikujące modyfikujące naturalną celulozę, ilość zastosowania nie jest duża.

Rozpuszczalniki (lub rozcieńczalniki) obejmują głównie toluen i izopropanol, które w zasadzie nie są zużywane, ale ze względu na porywane i ulatniające się straty, występują niewielkie straty w produkcji, a stosowana ilość jest bardzo mała.

Proces przygotowania surowca obejmuje obszar zbiornika surowca i dołączony magazyn surowców. W obszarze zbiornika surowca przechowywane są środki eteryfikujące i rozpuszczalniki, takie jak toluen, izopropanol i kwas octowy (stosowane do regulacji wartości pH reagentów). Zapas krótkich kłaczków jest wystarczający, rynek może je zapewnić w dowolnym momencie.

Pokruszone krótkie włókna wysyłane są do warsztatu za pomocą wózka w celu wykorzystania.

3.2 (Alkalizacja) eteryfikacja

(Alkaliczna) eteryfikacja jest ważnym procesem w procesie eteryfikacji celulozy. We wcześniejszej metodzie produkcji reakcje dwuetapowe prowadzono oddzielnie. Obecnie proces został udoskonalony, a dwuetapowe reakcje łączy się w jednym etapie i prowadzi jednocześnie.

Najpierw wykonaj próżnię w zbiorniku eteryfikacji, aby usunąć powietrze, a następnie zastąp go azotem, aby zbiornik był wolny od powietrza. Dodać przygotowany roztwór wodorotlenku sodu, dodać odpowiednią ilość izopropanolu i rozpuszczalnika toluenowego, rozpocząć mieszanie, następnie dodać krótką watę, włączyć obieg wody do ostygnięcia, a gdy temperatura spadnie do pewnego poziomu, włączyć niskotemperaturowy temperaturę wody, aby obniżyć temperaturę materiału systemu Spadek do około 20℃i utrzymywać reakcję przez pewien okres czasu, aż do całkowitej alkalizacji.

Po alkalizacji dodać środek eteryfikujący: chlorek metylu i tlenek propylenu odmierzone w górnym zbiorniku dozującym, kontynuować mieszanie, za pomocą pary podnieść temperaturę układu do prawie 70°C℃~ 80℃, a następnie użyj gorącej wody, aby kontynuować ogrzewanie i utrzymywanie. Kontroluje się temperaturę reakcji, a następnie kontroluje się temperaturę reakcji i czas reakcji, a operację można zakończyć poprzez mieszanie i mieszanie przez pewien okres czasu.

Reakcję prowadzi się w temperaturze około 90°C i 0,3 MPa.

3.3 Desolacja

Wyżej wymienione, przereagowane materiały procesowe przesyła się do środka usuwającego rozpuszczalnik, materiały odpędza się i ogrzewa parą, a rozpuszczalniki toluenowe i izopropanolowe odparowuje się i odzyskuje do recyklingu.

Odparowany rozpuszczalnik jest najpierw schładzany i częściowo skraplany z wodą obiegową, a następnie skraplany z wodą o niskiej temperaturze, a mieszanina kondensatu wchodzi do warstwy cieczy i separatora w celu oddzielenia wody i rozpuszczalnika. Mieszany rozpuszczalnik toluenu i izopropanolu w górnej warstwie jest regulowany proporcjonalnie. Użyj go bezpośrednio, a wodę i roztwór izopropanolu z dolnej warstwy zawróć do środka usuwającego rozpuszczalnik w celu użycia.

Dodaj kwas octowy do reagenta po desolwatacji, aby zneutralizować nadmiar wodorotlenku sodu, następnie użyj gorącej wody do przemycia materiału, w pełni wykorzystaj charakterystykę koagulacji eteru celulozy z gorącą wodą, aby przemyć eter celulozy i udoskonalić reagent. Rozdrobnione materiały kierowane są do kolejnego procesu separacji i suszenia.

3.4 Przesączyć i wysuszyć

Rozdrobniony materiał kierowany jest do poziomego separatora ślimakowego za pomocą wysokociśnieniowej pompy śrubowej w celu oddzielenia wolnej wody, a pozostały materiał stały wchodzi do suszarki powietrznej poprzez podajnik ślimakowy, gdzie jest suszony w kontakcie z gorącym powietrzem, a następnie przechodzi przez cyklon separator i separacja powietrza, materiał stały wchodzi do późniejszego kruszenia.

Woda oddzielona przez poziomy separator spiralny wpływa do zbiornika uzdatniania wody po sedymentacji w osadniku w celu oddzielenia porwanej celulozy.

3.5 Kruszenie i mieszanie

Po wysuszeniu eteryfikowana celuloza będzie miała cząstki o nierównej wielkości, które należy rozdrobnić i wymieszać tak, aby rozkład wielkości cząstek i ogólny wygląd materiału spełniały wymagania normy produktu.

3.6 Opakowanie gotowego produktu

Materiał uzyskany po operacjach rozdrobnienia i wymieszania to gotowa eteryfikowana celuloza, którą można zapakować i przechowywać.

4. Podsumowanie

Wydzielone ścieki zawierają pewną ilość soli, głównie chlorku sodu. Ścieki odparowuje się w celu oddzielenia soli, a odparowaną parę wtórną można skraplać w celu odzyskania skroplonej wody lub bezpośrednio odprowadzać. Głównym składnikiem wydzielonej soli jest chlorek sodu, który w wyniku zobojętnienia kwasem octowym zawiera także pewną ilość octanu sodu. Sól ta ma wartość przemysłową dopiero po rekrystalizacji, oddzieleniu i oczyszczeniu.