Tehnologia eterului hidroxipropil metil celuloză

Eterul hidroxipropil metil celuloză este un fel de eter de celuloză nonpolară solubil în apa rece obținută din celuloză naturală prin alcalizare și modificare a etericării.

Cuvinte cheie:eter hidroxipropil metilceluloză; reacție de alcalizare; reacție de eterificare

1. Tehnologie

Celuloza naturală este insolubilă în apă și solvenți organici, stabilă la lumină, căldură, acid, sare și alte medii chimice și poate fi umezită în soluție alcalină diluată pentru a schimba suprafața celulozei.

Eterul hidroxipropil metil celuloză este un fel de eter non-polar, celuloză solubilă, rece, obținută din celuloză naturală prin alcalizare și modificare a eterizării.

2. Principala formulă de reacție chimică

2.1 Reacția de alcalizare

Există două posibilități pentru reacția celulozei și a hidroxidului de sodiu, adică, în funcție de condiții diferite pentru a genera compuși moleculari, r - oh - naOH; sau pentru a genera compuși de alcool metalic, r - onA.

Majoritatea savanților consideră că celuloza reacționează cu alcali concentrat pentru a forma o substanță fixă ​​și consideră că fiecare sau două grupuri de glucoză sunt combinate cu o moleculă de NaOH (o grupă de glucoză este combinată cu trei molecule de NaOH atunci când reacția este completă).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH sau C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 Ona + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5) 2 NaOH sau C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONA + H2O

Recent, unii savanți consideră că interacțiunea dintre celuloză și alcalinul concentrat va avea două efecte în același timp.

Indiferent de structură, activitatea chimică a celulozei poate fi schimbată după acțiunea celulozei și alcalinelor și poate reacționa cu diverse medii chimice pentru a obține specii semnificative.

2.2 Reacție de eterificare

După alcalinizare, celuloza alcalină activă reacționează cu agentul de eterificare pentru a forma eter de celuloză. Agenții eterificați folosiți sunt clorură de metil și oxid de propilen.

Hidroxidul de sodiu acționează ca un catalizator.

N și M reprezintă gradul de substituție a hidroxipropilului și, respectiv, metilului pe unitatea de celuloză. Suma maximă de M + N este 3.

În plus față de reacția principală menționată mai sus, există și reacții laterale:

CH2CH2OCH3 + H2O→Hoch2CH2OHCH3

CH3CL + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Descrierea procesului de eter hidroxipropil metilceluloză

Procesul de eter de hidroxipropil metil celuloză („eter de celuloză” pentru scurt) este compus aproximativ din 6 procese, și anume: zdrobirea materiei prime, (alcalinizare) eterificare, îndepărtarea solventului, filtrare și uscare, zdrobire și amestecare și ambalaje de produse finite.

3.1 Pregătirea materiei prime

Celuloza naturală de la scurt-lint achiziționată pe piață este zdrobită în pulbere de un pulverizator pentru a facilita prelucrarea ulterioară; Alcalinul solid (sau alcalinul lichid) este topit și preparat și încălzit până la aproximativ 90°C pentru a face 50 % soluție de sodă caustică pentru utilizare. Pregătiți reacția clorură de metil, agent de eterizare de oxid de propilen, izopropanol și solvent de reacție cu toluen în același timp.

În plus, procesul de reacție necesită materiale auxiliare, cum ar fi apa caldă și apa pură; Aburul, apa de răcire la temperaturi scăzute și apa de răcire circulantă sunt necesare pentru a ajuta puterea.

Linterii scurti, clorura de metil și agenții de eterificare a oxidului de propilen sunt materialele principale pentru producerea de celuloză eterică, iar linterii scurte sunt utilizate într -o cantitate mare. Clorura de metil și oxidul de propilen participă la reacție ca agenți de eterificare pentru a modifica celuloza naturală, cantitatea de utilizare nu este mare.

Solvenții (sau diluanții) includ în principal toluenul și izopropanolul, care nu sunt consumate în principiu, dar, având în vedere pierderile antrenate și volatilizate, există o ușoară pierdere în producție, iar cantitatea folosită este foarte mică.

Procesul de preparare a materiei prime are o zonă de rezervor de materie primă și un depozit de materii prime atașate. Agenții și solvenții de eteristici, cum ar fi toluenul, izopropanolul și acidul acetic (utilizat pentru a regla valoarea pH -ului reactanților), sunt stocate în zona rezervorului de materie primă. Oferta de scame scurte este suficientă, poate fi furnizată în orice moment de către piață.

Scara scurtă zdrobită este trimisă la atelier cu un coș pentru utilizare.

3.2 (alcalinizare) eterificare

(Alcalin) Etherificarea este un proces important în procesul de eterizare a celulozei. În metoda de producție anterioară, reacțiile în două etape au fost efectuate separat. Acum procesul este îmbunătățit, iar reacțiile în două etape sunt combinate într-o etapă și efectuate simultan.

Mai întâi, aspirați rezervorul de eterizare pentru a îndepărta aerul, apoi înlocuiți -l cu azot pentru a face rezervorul fără aer. Adăugați soluția de hidroxid de sodiu preparată, adăugați o anumită cantitate de izopropanol și solvent de toluen, începeți să agitați, apoi adăugați vot scurt din bumbac, porniți apa circulantă pentru a se răci, iar după ce temperatura scade la un anumit nivel, porniți scăderea scăzută Apa de temperatură pentru a scădea temperatura materialului sistemului la aproximativ 20℃și mențineți reacția pentru o anumită perioadă de timp pentru a finaliza alcalizarea.

După alcalinizare, adăugați agentul eterificator clorură de metil și oxid de propilen măsurate de rezervorul de contorizare la nivel înalt, continuați să începeți să agitați, folosiți abur pentru a ridica temperatura sistemului la aproape 70℃~ 80℃, apoi folosiți apă caldă pentru a continua încălzirea și menținerea temperaturii de reacție este controlată, apoi temperatura de reacție și timpul de reacție sunt controlate, iar operația poate fi finalizată prin agitarea și amestecarea pentru o anumită perioadă de timp.

Reacția se realizează la aproximativ 90°C și 0,3 MPa.

3.3 Dezolvare

Materialele de proces reacționate mai sus sunt trimise la dezolventizator, iar materialele sunt dezbrăcate și încălzite cu abur, iar solvenții de toluen și izopropanol sunt evaporate și recuperate pentru reciclare.

Solventul evaporat este mai întâi răcit și parțial condensat cu apă circulantă, apoi condensat cu apă la temperaturi scăzute, iar amestecul de condensare intră în stratul de lichid și separator pentru a separa apa și solventul. Solventul mixt de toluen și izopropanol în stratul superior este ajustat proporțional. Folosiți -l direct și returnați soluția de apă și izopropanol în stratul inferior la desolventitor pentru utilizare.

Adăugați acidul acetic la reactant după dezolvare pentru a neutraliza excesul de hidroxid de sodiu, apoi folosiți apă caldă pentru a spăla materialul, utilizați pe deplin a coagulării caracteristice eterului de celuloză în apa caldă pentru a spăla eterul celulozei și a rafina reactantul. Materialele rafinate sunt trimise la următorul proces pentru separare și uscare.

3.4 Filtru și uscat

Materialul rafinat este trimis la separatorul cu șuruburi orizontale prin pompă cu șurub de înaltă presiune pentru a separa apa liberă, iar materialul solid rămas intră în uscătorul de aer prin alimentatorul cu șuruburi și este uscat în contact cu aerul cald, apoi trece prin ciclon Separator și separarea aerului, materialul solid intră în zdrobirea ulterioară.

Apa separată de separatorul de spirală orizontală intră în rezervorul de tratare a apei după sedimentarea în rezervorul de sedimentare pentru a separa celuloza antrenată.

3.5 zdrobirea și amestecarea

După uscare, celuloza eterificată va avea dimensiunea inegală a particulelor, care trebuie zdrobită și amestecată, astfel încât distribuția mărimii particulelor și aspectul general al materialului să îndeplinească cerințele standard ale produsului.

3. 6 Ambalaj pentru produse finite

Materialul obținut după operațiuni de zdrobire și amestecare este celuloza eterică finisată, care poate fi ambalată și pusă în depozitare.

4. Rezumat

Apa uzată separată conține o anumită cantitate de sare, în principal clorură de sodiu. Apa reziduală este evaporată pentru a separa sarea, iar aburul secundar evaporat poate fi condensat pentru a recupera apa condensată sau descărcat direct. Componenta principală a sării separate este clorura de sodiu, care conține, de asemenea, o anumită cantitate de acetat de sodiu din cauza neutralizării cu acid acetic. Această sare are o valoare de utilizare industrială numai după recristalizare, separare și purificare.