Focus on Cellulose ethers

Technológia éteru hydroxypropylmetylcelulózy

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 + NaOHC6H10O5 NaOH alebo C6H10O5 + NaOHC6H10O4ONa + H2O

C6H1005 + NaOH(C6H10O5)2 NaOH alebo C6H1005 + NaOHC6H10O5 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 + H20HOCH2CH2OHCH3

CH3CI + NaOHCH3OH + 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 20a 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~ 80a 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
WhatsApp online chat!