Technológia éteru hydroxypropylmetylcelulózy
Éter hydroxypropylmetylcelulózy je druh nepolárneho éteru celulózy rozpustný v studenej vode získaný z prírodnej celulózy alkalizáciou a éterifikačnou modifikáciou.
Kľúčové slová:éter hydroxypropylmetylcelulózy; alkalizačná reakcia; eterifikačná reakcia
1. Technológia
Prírodná celulóza je nerozpustná vo vode a organických rozpúšťadlách, je stabilná voči svetlu, teplu, kyselinám, soli a iným chemickým médiám a môže byť navlhčená v zriedenom alkalickom roztoku, aby sa zmenil povrch celulózy.
Éter hydroxypropylmetylcelulózy je druh nepolárneho, v studenej vode rozpustného éteru celulózy, ktorý sa získava z prírodnej celulózy alkalizáciou a modifikáciou éterifikácie.
2. Hlavný vzorec chemickej reakcie
2.1 Alkalizačná reakcia
Existujú dve možnosti reakcie celulózy a hydroxidu sodného, to znamená, že podľa rôznych podmienok vznikajú molekulové zlúčeniny R – OH – NaOH; alebo na generovanie zlúčenín alkoholu kovov, R – ONa.
Väčšina vedcov sa domnieva, že celulóza reaguje s koncentrovanou zásadou za vzniku pevnej látky a myslí si, že každá alebo dve glukózové skupiny sú spojené s jednou molekulou NaOH (jedna glukózová skupina je kombinovaná s tromi molekulami NaOH, keď je reakcia dokončená).
C6H1005 + NaOH→C6H10O5 NaOH alebo C6H10O5 + NaOH→C6H10O4ONa + H2O
C6H1005 + NaOH→(C6H10O5)2 NaOH alebo C6H1005 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONa + H2O
Nedávno sa niektorí vedci domnievajú, že interakcia medzi celulózou a koncentrovanou zásadou bude mať dva účinky súčasne.
Bez ohľadu na štruktúru sa chemická aktivita celulózy môže zmeniť po pôsobení celulózy a alkálie a môže reagovať s rôznymi chemickými médiami, aby sa získali zmysluplné druhy.
2.2 Éterifikačná reakcia
Po alkalizácii aktívna alkalická celulóza reaguje s éterifikačným činidlom za vzniku éteru celulózy. Ako éterifikačné činidlá sa používajú metylchlorid a propylénoxid.
Hydroxid sodný pôsobí ako katalyzátor.
n a m predstavujú stupeň substitúcie hydroxypropylu a metylu na celulózovej jednotke. Maximálny súčet m + n je 3.
Okrem vyššie uvedenej hlavnej reakcie existujú aj vedľajšie reakcie:
CH2CH2OCH3 + H20→HOCH2CH2OHCH3
CH3CI + NaOH→CH3OH + NaCl
3. Opis procesu éteru hydroxypropylmetylcelulózy
Proces éteru hydroxypropylmetylcelulózy (skrátene „éter celulózy“) sa skladá zhruba zo 6 procesov, a to: drvenie suroviny, (alkalizácia) éterifikácia, odstránenie rozpúšťadla, filtrácia a sušenie, drvenie a miešanie a balenie hotového výrobku.
3.1 Príprava suroviny
Prírodná celulóza s krátkymi vláknami zakúpená na trhu sa rozdrví na prášok pomocou drviča, aby sa uľahčilo následné spracovanie; tuhá zásada (alebo kvapalná zásada) sa roztopí a pripraví a zahreje na asi 90 °C°C na prípravu 50 % roztoku hydroxidu sodného na použitie. Súčasne sa pripraví reakčný metylchlorid, propylénoxidové eterifikačné činidlo, izopropanol a toluénové reakčné rozpúšťadlo.
Okrem toho reakčný proces vyžaduje pomocné materiály, ako je horúca voda a čistá voda; Na podporu napájania je potrebná para, nízkoteplotná chladiaca voda a cirkulujúca chladiaca voda.
Krátke lintre, metylchlorid a propylénoxidové éterifikačné činidlá sú hlavnými materiálmi na výrobu éterifikovanej celulózy a krátke lintre sa používajú vo veľkom množstve. Metylchlorid a propylénoxid sa zúčastňujú reakcie ako eterifikačné činidlá na modifikáciu prírodnej celulózy, množstvo použitia nie je veľké.
Rozpúšťadlá (alebo riedidlá) zahŕňajú hlavne toluén a izopropanol, ktoré sa v zásade nespotrebúvajú, ale vzhľadom na unášané a prchavé straty dochádza k miernym stratám vo výrobe a použité množstvo je veľmi malé.
Proces prípravy surovín má priestor na nádrž na suroviny a pripojený sklad surovín. Éterifikačné činidlá a rozpúšťadlá, ako je toluén, izopropanol a kyselina octová (používané na úpravu hodnoty pH reaktantov), sa skladujú v priestore nádrže na suroviny. Zásoba krátkych vlákien je dostatočná, môže byť kedykoľvek poskytnutá na trhu.
Rozdrvené krátke vlákna sa posielajú do dielne s vozíkom na použitie.
3.2 (Alkalizácia) éterifikácia
(Alkalická) éterifikácia je dôležitý proces v procese éterifikácie celulózy. V skoršom spôsobe výroby sa dvojstupňové reakcie uskutočňovali oddelene. Teraz je proces vylepšený a dvojstupňové reakcie sú kombinované v jednom stupni a uskutočňované súčasne.
Najprv povysávajte eterifikačnú nádrž, aby ste odstránili vzduch, a potom ju nahraďte dusíkom, aby bola nádrž zbavená vzduchu. Pridajte pripravený roztok hydroxidu sodného, pridajte určité množstvo izopropanolu a toluénového rozpúšťadla, začnite miešať, potom pridajte krátku vatu, zapnite cirkulujúcu vodu, aby vychladla a po poklese teploty na určitú úroveň zapnite nízkotlakový teplota vody na zníženie teploty materiálu systému Pokles na približne 20℃a udržujte reakciu počas určitého časového obdobia na dokončenie alkalizácie.
Po alkalizácii pridajte eterifikačné činidlo metylchlorid a propylénoxid odmerané vysokoúrovňovou dávkovacou nádržou, pokračujte v začatí miešania, použite paru na zvýšenie teploty systému na takmer 70℃~ 80℃a potom použite horúcu vodu na pokračovanie v zahrievaní a udržiavaní. Reakčná teplota sa kontroluje a potom sa riadi reakčná teplota a reakčný čas a operácia sa môže dokončiť miešaním a miešaním počas určitého časového obdobia.
Reakcia sa uskutočňuje pri asi 90 °C°C a 0,3 MPa.
3.3 Desolvácia
Vyššie uvedené zreagované procesné materiály sa posielajú do desolventizátora a materiály sa stripujú a zahrievajú parou a toluén a izopropanol sa odparia a získajú sa na recykláciu.
Odparené rozpúšťadlo sa najskôr ochladí a čiastočne kondenzuje s cirkulujúcou vodou a potom sa kondenzuje s vodou s nízkou teplotou a kondenzátová zmes vstupuje do vrstvy kvapaliny a separátora, aby sa oddelila voda a rozpúšťadlo. Zmesové rozpúšťadlo toluénu a izopropanolu v hornej vrstve sa upraví v pomere. Použite ho priamo a vráťte roztok vody a izopropanolu v spodnej vrstve do derozpúšťadla na použitie.
Po desolvatácii pridajte k reaktantu kyselinu octovú, aby ste neutralizovali prebytok hydroxidu sodného, potom použite horúcu vodu na premytie materiálu, naplno využite koagulačnú charakteristiku éteru celulózy na horúcu vodu na premytie éteru celulózy a zjemnite reaktant. Rafinované materiály sa posielajú do ďalšieho procesu na separáciu a sušenie.
3.4 Prefiltrujte a vysušte
Rafinovaný materiál sa posiela do horizontálneho závitovkového separátora pomocou vysokotlakového závitového čerpadla na oddelenie voľnej vody a zostávajúci pevný materiál vstupuje do sušiča vzduchu cez závitovkový podávač a suší sa v kontakte s horúcim vzduchom a potom prechádza cyklónom. separátor a vzduch Separácia, pevný materiál vstupuje do následného drvenia.
Voda oddelená horizontálnym špirálovým separátorom vstupuje do nádrže na úpravu vody po sedimentácii v sedimentačnej nádrži, aby sa oddelila unášaná celulóza.
3.5 Drvenie a miešanie
Po vysušení bude mať éterifikovaná celulóza nerovnomernú veľkosť častíc, ktoré je potrebné rozdrviť a zmiešať tak, aby distribúcia veľkosti častíc a celkový vzhľad materiálu spĺňali požiadavky normy produktu.
3. 6 Balenie hotového výrobku
Materiál získaný po drvení a miešaní je hotová éterifikovaná celulóza, ktorá sa môže baliť a skladovať.
4. Zhrnutie
Separovaná odpadová voda obsahuje určité množstvo soli, hlavne chloridu sodného. Odpadová voda sa odparuje, aby sa oddelila soľ, a odparená sekundárna para sa môže kondenzovať, aby sa získala skondenzovaná voda, alebo sa môže priamo vypustiť. Hlavnou zložkou separovanej soli je chlorid sodný, ktorý z dôvodu neutralizácie kyselinou octovou obsahuje aj určité množstvo octanu sodného. Táto soľ má hodnotu priemyselného využitia až po rekryštalizácii, separácii a čistení.
Čas odoslania: Feb-10-2023