Teknologji Hidroksipropil Metil Celuloz Eter

Eteri hidroksipropil metil celulozë është një lloj eteri celuloz jopolar i tretshëm në ujë të ftohtë i marrë nga celuloza natyrale nëpërmjet alkalizimit dhe modifikimit të eterifikimit.

Fjalë kyçe:eter hidroksipropil metilcelulozë; reaksioni i alkalizimit; reaksioni i eterifikimit

1. Teknologjia

Celuloza natyrale është e patretshme në ujë dhe tretës organikë, e qëndrueshme ndaj dritës, nxehtësisë, acidit, kripës dhe mediave të tjera kimike dhe mund të laget në tretësirë ​​të holluar alkali për të ndryshuar sipërfaqen e celulozës.

Eteri hidroksipropil metil celulozë është një lloj eteri celulozë jopolar, i tretshëm në ujë të ftohtë, i marrë nga celuloza natyrale nëpërmjet alkalizimit dhe modifikimit të eterifikimit.

2. Formula kryesore e reaksionit kimik

2.1 Reaksioni i alkalizimit

Ekzistojnë dy mundësi për reaksionin e celulozës dhe hidroksidit të natriumit, pra, sipas kushteve të ndryshme të gjenerohen komponime molekulare, R – OH – NaOH; ose për të gjeneruar komponime alkoolike metalike, R – ONa.

Shumica e studiuesve besojnë se celuloza reagon me alkalin e përqendruar për të formuar një substancë fikse dhe mendon se secili ose dy grupe glukoze kombinohen me një molekulë NaOH (një grup glukoze kombinohet me tre molekula NaOH kur reaksioni është i plotë).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH ose C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Kohët e fundit, disa studiues besojnë se ndërveprimi midis celulozës dhe alkalit të koncentruar do të ketë dy efekte në të njëjtën kohë.

Pavarësisht nga struktura, aktiviteti kimik i celulozës mund të ndryshohet pas veprimit të celulozës dhe alkalit dhe mund të reagojë me media të ndryshme kimike për të marrë specie kuptimplotë.

2.2 Reaksioni i eterifikimit

Pas alkalizimit, celuloza aktive alkali reagon me agjentin eterifikimi për të formuar eter celuloz. Agjentët eterifikues të përdorur janë klorur metil dhe oksid propileni.

Hidroksidi i natriumit vepron si një katalizator.

n dhe m përfaqësojnë përkatësisht shkallën e zëvendësimit të hidroksipropilit dhe metilit në njësinë e celulozës. Shuma maksimale e m + n është 3.

Përveç reagimit kryesor të lartpërmendur, ka edhe reagime anësore:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Përshkrimi i procesit të eterit hidroksipropil metilcelulozë

Procesi i eterit hidroksipropil metil celulozë (shkurt "eter celulozë") përbëhet përafërsisht nga 6 procese, përkatësisht: thërrmimi i lëndës së parë, (alkalinizimi) eterifikimi, heqja e tretësit, filtrimi dhe tharja, shtypja dhe përzierja dhe paketimi i produktit të përfunduar.

3.1 Përgatitja e lëndës së parë

Celuloza natyrale me garzë të shkurtër e blerë në treg grimcohet në pluhur nga një pluhur për të lehtësuar përpunimin e mëvonshëm; alkali i ngurtë (ose alkali i lëngët) shkrihet dhe përgatitet dhe nxehet në rreth 90°C për të bërë 50% zgjidhje sode kaustike për përdorim. Përgatitni klorurin e metilit të reaksionit, agjentin eterifikimit të oksidit të propilenit, izopropanolit dhe tretësin e reaksionit të toluenit në të njëjtën kohë.

Për më tepër, procesi i reagimit kërkon materiale ndihmëse si uji i nxehtë dhe uji i pastër; avulli, uji ftohës me temperaturë të ulët dhe uji ftohës qarkullues nevojiten për të ndihmuar energjinë.

Linjat e shkurtra, klorur metil dhe agjentët eterifikimit të oksidit të propilenit janë materialet kryesore për prodhimin e celulozës së eterifikuar dhe linjat e shkurtra përdoren në një sasi të madhe. Klorur metil dhe oksid propileni marrin pjesë në reagim si agjentë eterifikimi për të modifikuar celulozën natyrale, sasia e përdorimit nuk është e madhe.

Tretësit (ose holluesit) përfshijnë kryesisht toluenin dhe izopropanolin, të cilët në thelb nuk konsumohen, por për shkak të humbjeve të ngujuara dhe të avulluara, ka një humbje të lehtë në prodhim dhe sasia e përdorur është shumë e vogël.

Procesi i përgatitjes së lëndës së parë ka një zonë rezervuari të lëndës së parë dhe një depo të bashkangjitur të lëndës së parë. Agjentët eterifikues dhe tretësit, si tolueni, izopropanoli dhe acidi acetik (që përdoren për të rregulluar vlerën e pH të reaktantëve), ruhen në zonën e rezervuarit të lëndës së parë. Furnizimi me garzë të shkurtër është i mjaftueshëm, mund të sigurohet nga tregu në çdo kohë.

Garza e shkurtër e grimcuar dërgohet në punëtori me një karrocë për përdorim.

3.2 (Alkalinizimi) eterifikimi

Eterifikimi (alkalik) është një proces i rëndësishëm në procesin e eterifikimit të celulozës. Në metodën e mëparshme të prodhimit, reaksionet me dy hapa kryheshin veçmas. Tani procesi është përmirësuar, dhe reagimet me dy hapa kombinohen në një fazë dhe kryhen njëkohësisht.

Fillimisht, fshijeni rezervuarin e eterifikimit për të hequr ajrin dhe më pas zëvendësojeni me azot për ta bërë rezervuarin pa ajër. Shtoni tretësirën e përgatitur të hidroksidit të natriumit, shtoni një sasi të caktuar izopropanol dhe tretës toluen, filloni të përzieni, pastaj shtoni pambuk të shkurtër, ndizni ujin në qarkullim të ftohet dhe pasi temperatura të bjerë në një nivel të caktuar, ndizni temperaturën e ulët. temperatura e ujit për të ulur temperaturën e materialit të sistemit Uleni në rreth 20℃, dhe ruajnë reagimin për një periudhë të caktuar kohore deri në alkalizimin e plotë.

Pas alkalizimit, shtoni agjentin eterifikues klorur metil dhe oksid propileni të matur nga rezervuari matës i nivelit të lartë, vazhdoni të filloni të trazoni, përdorni avull për të ngritur temperaturën e sistemit në gati 70℃~ 80℃, dhe më pas përdorni ujë të nxehtë për të vazhduar ngrohjen dhe mirëmbajtjen.

Reagimi kryhet rreth orës 90°C dhe 0.3 MPa.

3.3 Shpërbërja

Materialet e sipërpërmendura të procesit të reaguara dërgohen në desolventizues, dhe materialet hiqen dhe ngrohen me avull, dhe tretësit e toluenit dhe izopropanolit avullohen dhe rikuperohen për riciklim.

Tretësi i avulluar fillimisht ftohet dhe kondensohet pjesërisht me ujë qarkullues dhe më pas kondensohet me ujë me temperaturë të ulët dhe përzierja e kondensatës futet në shtresën e lëngshme dhe ndarësin për të ndarë ujin dhe tretësin. Tretësi i përzier i toluenit dhe izopropanolit në shtresën e sipërme rregullohet në proporcion. Përdoreni atë drejtpërdrejt dhe kthejeni ujin dhe tretësirën e izopropanolit në shtresën e poshtme në desolventizues për përdorim.

Shtoni acid acetik në reaktantin pas desolvimit për të neutralizuar hidroksidin e tepërt të natriumit, më pas përdorni ujë të nxehtë për të larë materialin, përdorni plotësisht karakteristikën e koagulimit të eterit të celulozës në ujin e nxehtë për të larë eterin celuloz dhe rafinoni reaktantin. Materialet e rafinuara dërgohen në procesin tjetër për ndarje dhe tharje.

3.4 Filtrojeni dhe thajeni

Materiali i rafinuar dërgohet në ndarësin horizontal të vidave me anë të pompës me vidë me presion të lartë për të ndarë ujin e lirë, dhe materiali i ngurtë i mbetur hyn në tharësin e ajrit përmes ushqyesit të vidhave dhe thahet në kontakt me ajrin e nxehtë dhe më pas kalon nëpër ciklon. ndarës dhe ajri Ndarja, materiali i ngurtë hyn në shtypjen e mëvonshme.

Uji i ndarë nga ndarësi spirale horizontale hyn në rezervuarin e trajtimit të ujit pas sedimentimit në rezervuarin e sedimentimit për të ndarë celulozën e futur.

3.5 Thërrmimi dhe përzierja

Pas tharjes, celuloza e eterifikuar do të ketë madhësi të pabarabartë të grimcave, të cilat duhet të grimcohen dhe përzihen në mënyrë që shpërndarja e madhësisë së grimcave dhe pamja e përgjithshme e materialit të plotësojnë kërkesat standarde të produktit.

3. 6 Paketimi i produktit të përfunduar

Materiali i përftuar pas operacioneve të shtypjes dhe përzierjes është celuloza e përfunduar e eterifikuar, e cila mund të paketohet dhe futet në ruajtje.

4. Përmbledhje

Ujërat e zeza të ndara përmbajnë një sasi të caktuar kripe, kryesisht klorur natriumi. Ujërat e zeza avullohen për të ndarë kripën, dhe avulli dytësor i avulluar mund të kondensohet për të rikuperuar ujin e kondensuar, ose të shkarkohet drejtpërdrejt. Përbërësi kryesor i kripës së ndarë është klorur natriumi, i cili gjithashtu përmban një sasi të caktuar të acetatit të natriumit për shkak të neutralizimit me acid acetik. Kjo kripë ka vlerë përdorimi industrial vetëm pas rikristalizimit, ndarjes dhe pastrimit.