Tehnologija hidroksipropil metil celuloznega etra

Hidroksipropil metil celulozni eter je nekakšen nepolarni celulozni eter, topen v hladni vodi, pridobljen iz naravne celuloze z alkalizacijo in modifikacijo etra.

Ključne besede:hidroksipropil metilcelulozni eter; reakcija alkalizacije; reakcija eterifikacije

1. Tehnologija

Naravna celuloza je netopna v vodi in organskih topilih, stabilna na svetlobo, toploto, kislino, sol in druge kemične medije in jo je mogoče navlažiti v razredčeni raztopini alkalije, da spremenite površino celuloze.

Hidroksipropil metilcelulozni eter je nekakšen nepolaren, v hladni vodi topen celulozni eter, pridobljen iz naravne celuloze z alkalizacijo in modifikacijo etra.

2. Glavna formula kemijske reakcije

2.1 Reakcija alkalizacije

Obstajata dve možnosti za reakcijo celuloze in natrijevega hidroksida, to je glede na različne pogoje za tvorbo molekularnih spojin, R – OH – NaOH; ali za ustvarjanje kovinskih alkoholnih spojin, R – ONa.

Večina učenjakov verjame, da celuloza reagira s koncentrirano alkalijo, da nastane fiksna snov, in misli, da sta vsaka ali dve skupini glukoze združeni z eno molekulo NaOH (ena skupina glukoze je združena s tremi molekulami NaOH, ko je reakcija končana).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH ali C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5 ) 2 NaOH ali C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONa + H2O

Nedavno so nekateri učenjaki menili, da bo imela interakcija med celulozo in koncentrirano alkalijo dva učinka hkrati.

Ne glede na strukturo se lahko kemična aktivnost celuloze spremeni po delovanju celuloze in alkalij in lahko reagira z različnimi kemičnimi mediji, da dobi pomembne vrste.

2.2 Reakcija eterifikacije

Po alkalizaciji aktivna alkalna celuloza reagira s sredstvom za eterifikacijo, da nastane celulozni eter. Uporabljena sredstva za eteriranje so metil klorid in propilen oksid.

Natrijev hidroksid deluje kot katalizator.

n in m predstavljata stopnjo substitucije hidroksipropila oziroma metila na celulozni enoti. Največja vsota m + n je 3.

Poleg zgoraj omenjene glavne reakcije obstajajo tudi stranske reakcije:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Opis postopka hidroksipropil metilceluloznega etra

Postopek hidroksipropil metilceluloznega etra (na kratko »celulozni eter«) je v grobem sestavljen iz 6 procesov, in sicer: drobljenje surovine, (alkalinizacija) eterifikacija, odstranitev topila, filtracija in sušenje, drobljenje in mešanje ter pakiranje končnega izdelka.

3.1 Priprava surovin

Naravna celuloza s kratkimi vlakni, kupljena na trgu, je zdrobljena v prah z pulverizerjem, da se olajša nadaljnja predelava; trdna alkalija (ali tekoča alkalija) se stopi in pripravi ter segreje na približno 90 °C°C za pripravo 50 % raztopine kavstične sode za uporabo. Istočasno pripravite reakcijski metil klorid, sredstvo za eterifikacijo propilen oksida, izopropanol in reakcijsko topilo toluen.

Poleg tega reakcijski proces zahteva pomožne materiale, kot sta vroča voda in čista voda; para, nizkotemperaturna hladilna voda in krožna hladilna voda so potrebne za pomoč pri napajanju.

Kratki lintri, metil klorid in sredstva za eterifikacijo propilen oksida so glavni materiali za proizvodnjo eterificirane celuloze in kratki lintri se uporabljajo v velikih količinah. Metil klorid in propilen oksid sodelujeta pri reakciji kot sredstvi za eterifikacijo za modificiranje naravne celuloze, količina uporabe ni velika.

Topila (ali razredčila) v glavnem vključujejo toluen in izopropanol, ki se v bistvu ne porabita, vendar glede na vnesene in izhlapene izgube pride do rahle izgube v proizvodnji, uporabljena količina pa je zelo majhna.

Proces priprave surovin ima rezervoar za surovine in pripadajoče skladišče surovin. Sredstva za eteriranje in topila, kot so toluen, izopropanol in ocetna kislina (uporabljajo se za uravnavanje pH vrednosti reaktantov), ​​so shranjena v območju rezervoarja za surovine. Zaloga kratkih vlaken je zadostna, trg jo lahko zagotovi kadar koli.

Zdrobljena vlakna se z vozičkom pošljejo v delavnico za uporabo.

3.2 (Alkalinizacija) Eterifikacija

(Alkalna) eterifikacija je pomemben proces v procesu eterifikacije celuloze. V prejšnji proizvodni metodi so bile dvostopenjske reakcije izvedene ločeno. Zdaj je postopek izboljšan, dvostopenjske reakcije pa so združene v eni stopnji in izvedene sočasno.

Najprej vakuumirajte posodo za eterifikacijo, da odstranite zrak, nato pa jo nadomestite z dušikom, da bo posoda brez zraka. Dodamo pripravljeno raztopino natrijevega hidroksida, dodamo določeno količino izopropanola in toluenskega topila, začnemo mešati, nato dodamo kratko vato, odpremo kroženje vode, da se ohladi, in ko temperatura pade na določeno raven, vključimo nizko- temperaturo vode za znižanje temperature materiala sistema Spustite na približno 20℃, in vzdržujte reakcijo določen čas do popolne alkalizacije.

Po alkalizaciji dodajte eterificirajoče sredstvo metil klorid in propilen oksid, ki ju meri merilna posoda z visokim nivojem, nadaljujte z mešanjem, uporabite paro, da dvignete temperaturo sistema na skoraj 70℃~ 80℃, nato pa uporabite vročo vodo za nadaljnje segrevanje in vzdrževanje Reakcijska temperatura se nadzoruje, nato pa se nadzorujeta reakcijska temperatura in reakcijski čas, postopek pa se lahko zaključi z mešanjem in mešanjem v določenem časovnem obdobju.

Reakcija poteka pri približno 90°C in 0,3 MPa.

3.3 Desolvatacija

Zgoraj omenjeni zreagirani procesni materiali se pošljejo v desolventizator, materiali se odstranijo in segrejejo s paro, topila toluena in izopropanola pa se uparijo in obnovijo za recikliranje.

Uparjeno topilo se najprej ohladi in delno kondenzira s krožečo vodo, nato pa kondenzira z nizkotemperaturno vodo, zmes kondenzata pa vstopi v tekočo plast in separator za ločevanje vode in topila. Mešano topilo toluena in izopropanola v zgornjem sloju je prilagojeno v razmerju. Uporabite ga neposredno, vodo in raztopino izopropanola v spodnji plasti pa vrnite v desolventizer za uporabo.

Reaktantu po desolvataciji dodajte ocetno kislino, da nevtralizirate presežek natrijevega hidroksida, nato uporabite vročo vodo za pranje materiala, v celoti izkoristite koagulacijsko značilnost celuloznega etra v vročo vodo za pranje celuloznega etra in prečistite reaktant. Rafinirani materiali se pošljejo v naslednji proces za ločevanje in sušenje.

3.4 Filtrirajte in posušite

Prečiščeni material se z visokotlačno vijačno črpalko pošlje v vodoravni vijačni separator, da se loči prosta voda, preostali trdni material pa vstopi v sušilnik zraka skozi vijačni podajalnik in se posuši v stiku z vročim zrakom, nato pa gre skozi ciklon. separator in ločitev zraka, trdni material vstopi v naknadno drobljenje.

Voda, ločena s horizontalnim spiralnim separatorjem, vstopi v rezervoar za obdelavo vode po usedanju v rezervoarju za usedanje, da se loči vnesena celuloza.

3.5 Drobljenje in mešanje

Po sušenju bo imela eterificirana celuloza neenakomerno velikost delcev, ki jih je treba zdrobiti in zmešati, tako da porazdelitev velikosti delcev in splošni videz materiala ustrezata zahtevam standarda za izdelek.

3. 6 Embalaža končnega izdelka

Material, pridobljen po operacijah drobljenja in mešanja, je končna eterificirana celuloza, ki jo je mogoče pakirati in shraniti.

4. Povzetek

Izločena odpadna voda vsebuje določeno količino soli, predvsem natrijev klorid. Odpadna voda se izhlapi, da se loči sol, izhlapela sekundarna para pa se lahko kondenzira, da se pridobi kondenzirana voda, ali pa se neposredno izpusti. Glavna sestavina izločene soli je natrijev klorid, ki zaradi nevtralizacije z ocetno kislino vsebuje tudi določeno količino natrijevega acetata. Ta sol ima industrijsko uporabno vrednost šele po prekristalizaciji, ločevanju in čiščenju.