Zasada reakcji eteru celulozy i hydroksypropylometylocelulozy: do produkcji hydroksypropylometylocelulozy HPMC wykorzystuje się chlorek metylu i tlenek propylenu jako środki eteryfikujące. Równanie reakcji chemicznej wygląda następująco: Rcell-OH (rafinowana bawełna) + NaOH (wodorotlenek sodu), wodorotlenek sodu) + CspanCl (chlorek metylu) + CH2OCHCspan (tlenek propylenu) → Rcell-O -CH2OHCHCspan (hydroksypropylometyloceluloza) + NaCl (chlorek sodu ) + H2O (woda)
Przebieg procesu:
rafinowana bawełna kruszenie – alkalizacja – karmienie – alkalizacja – eteryfikacja – odzyskiwanie i mycie rozpuszczalników – oddzielanie odśrodkowe – suszenie – kruszenie – mieszanie – Pakowanie produktu
1: Surowce i materiały pomocnicze do produkcji hydroksypropylometylocelulozy Głównym surowcem jest rafinowana bawełna, a materiałami pomocniczymi są wodorotlenek sodu (wodorotlenek sodu), tlenek propylenu, chlorek metylu, kwas octowy, toluen, izopropanol i azot. Celem kruszenia rafinowanej bawełny jest zniszczenie zagregowanej struktury rafinowanej bawełny za pomocą energii mechanicznej w celu zmniejszenia krystaliczności i stopnia polimeryzacji oraz zwiększenia jej pola powierzchni.
2: Pomiary i kontrola jakości surowców: Przy założeniu określonego sprzętu jakość wszelkich surowców głównych i pomocniczych oraz stosunek dodanej ilości i stężenie rozpuszczalnika bezpośrednio wpływają na różne wskaźniki produktu. Układ procesu produkcyjnego zawiera pewną ilość wody, a woda i rozpuszczalniki organiczne nie są całkowicie mieszalne, a dyspersja wody wpływa na rozkład zasad w układzie. Jeśli nie zostanie dostatecznie wymieszany, niekorzystna będzie równomierna alkalizacja i eteryfikacja celulozy.
3: Mieszanie, przenoszenie masy i przenoszenie ciepła: Alkalizację i eteryfikację celulozy przeprowadza się w warunkach heterogenicznych (mieszanie siłą zewnętrzną). To, czy dyspersja i wzajemny kontakt wody, alkaliów, rafinowanej bawełny i środka eteryfikującego w układzie rozpuszczalników są wystarczająco równomierne, będzie miało bezpośredni wpływ na efekty alkalizacji i eteryfikacji. Nierównomierne mieszanie podczas procesu alkalizacji spowoduje wytrącanie się kryształów alkaliów i osadzanie się na dnie urządzenia. Stężenie górnej warstwy jest niskie i alkalizacja nie jest wystarczająca. W rezultacie po zakończeniu eteryfikacji w układzie pozostaje nadal duża ilość wolnych zasad. Jednorodność skutkująca słabą przezroczystością, większą liczbą wolnych włókien, słabą retencją wody, niską temperaturą żelowania i wysoką wartością PH.
4: Proces produkcyjny (proces produkcji zawiesiny)
(1:) Dodaj określoną ilość stałych zasad (790 kg) i wody (całkowita ilość wody w systemie 460 kg) do kotła z sodą kaustyczną, mieszaj i podgrzewaj do stałej temperatury 80 stopni przez ponad 40 minut, a stałe zasady całkowicie się rozpuszczą rozpuszczony.
(2:) Dodać 6500 kg rozpuszczalnika do reaktora (stosunek izopropanolu do toluenu w rozpuszczalniku wynosi około 15/85); wciśnij zasadę do reaktora i po wytłoczeniu zasady spryskaj 200 kg rozpuszczalnika do zbiornika alkaliów. Przepłukać rurociąg; kocioł reakcyjny schładza się do 23°C i dodaje sproszkowaną rafinowaną bawełnę (800 kg). Po dodaniu rafinowanej bawełny natryskuje się 600 kg rozpuszczalnika, aby rozpocząć reakcję alkalizacji. Dodawanie rozdrobnionej rafinowanej bawełny należy zakończyć w określonym czasie (7 minut) (długość czasu dodawania jest bardzo ważna). Gdy rafinowana bawełna wejdzie w kontakt z roztworem alkalicznym, rozpoczyna się reakcja alkalizacji. Jeżeli czas podawania będzie zbyt długi, stopień alkalizacji będzie różny ze względu na czas, w którym rafinowana bawełna wejdzie do układu reakcyjnego, co spowoduje nierównomierną alkalizację i zmniejszoną jednorodność produktu. Jednocześnie spowoduje to, że celuloza alkaliczna będąca w kontakcie z powietrzem przez długi czas utlenia się i ulega degradacji, w wyniku czego zmniejsza się lepkość produktu. Aby uzyskać produkty o różnej lepkości, w procesie alkalizacji można zastosować próżnię, azot lub dodać odpowiednią ilość przeciwutleniacza (dichlorometanu). Czas alkalizacji jest kontrolowany na 120 minut, a temperatura jest utrzymywana na poziomie 20-23℃.
(3:) Po zakończeniu alkalizacji dodać określoną ilość środka eteryfikującego (chlorek metylu i tlenek propylenu), podnieść temperaturę do określonej temperatury i przeprowadzić reakcję eteryfikacji w określonym czasie.
Warunki eteryfikacji: 950 kg chlorku metylu i 303 kg tlenku propylenu. Dodać środek eteryczny, ostudzić i mieszać przez 40 minut, a następnie podnieść temperaturę. Pierwsza temperatura eteryfikacji wynosi 56°C, czas stałej temperatury wynosi 2,5 godziny, druga temperatura eteryfikacji wynosi 87°C, a stała temperatura wynosi 2,5 godziny. Reakcja hydroksypropylowa może przebiegać w temperaturze około 30°C, szybkość reakcji jest znacznie zwiększona w temperaturze 50°C, reakcja metoksylowania jest powolna w temperaturze 60°C i słabsza poniżej 50°C. Ilość, proporcja i czas dodawania chlorku metylu i tlenku propylenu, a także kontrola wzrostu temperatury procesu eteryfikacji, mają bezpośredni wpływ na strukturę produktu.
Kluczowym sprzętem do produkcji HPMC jest reaktor, suszarka, granulator, młynek itp. Obecnie wielu zagranicznych producentów korzysta z urządzeń produkowanych w Niemczech. Sprzęt produkowany w kraju, niezależnie od tego, czy chodzi o moc produkcyjną, czy o jakość produkcji, nie jest w stanie zaspokoić potrzeb wysokiej jakości produkcji HPMC.
Reaktor All-In-One produkowany w Niemczech może realizować wiele etapów procesu za pomocą jednego urządzenia, realizować automatyczną kontrolę, stabilną jakość produktu oraz bezpieczne i niezawodne operacje produkcyjne.
Głównymi surowcami do produkcji HPMC są rafinowana bawełna, wodorotlenek sodu, chlorek metylu i tlenek propylenu.
Czas publikacji: 11 listopada 2021 r