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, trh ich môže kedykoľvek zabezpečiť.

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 sa proces zlepšil a dvojstupňové reakcie sa kombinujú v jednom stupni a uskutočňujú sa 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. Zmiešané 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 zabaliť a uskladniť.

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.