Технологија хидроксипропил метил целулозе етра

Хидроксипропил метил целулозни етар је врста неполарног етра целулозе растворљивог у хладној води добијеној од природне целулозе путем алкализације и модификације етерификације.

Кључне речи:етар хидроксипропил метилцелулозе; реакција алкализације; реакција етерификације

1. Технологија

Природна целулоза је нерастворљива у води и органским растварачима, стабилна је на светлост, топлоту, киселину, со и друге хемијске медије и може се навлажити у разблаженом алкалном раствору да би се променила површина целулозе.

Хидроксипропил метил целулозни етар је врста неполарног, хладног растворљивог у води целулозног етра добијеног од природне целулозе путем алкализације и модификације етерификације.

2. Главна формула хемијске реакције

2.1 Реакција алкализације

Постоје две могућности за реакцију целулозе и натријум хидроксида, односно, према различитим условима за стварање молекуларних једињења, Р – ОХ – НаОХ; или за стварање једињења металног алкохола, Р – ОНа.

Већина научника верује да целулоза реагује са концентрованом алкалијом да би се формирала фиксна супстанца, и мисле да су свака или две групе глукозе комбиноване са једним молекулом НаОХ (једна група глукозе се комбинује са три молекула НаОХ када се реакција заврши).

Ц6Х10О5 + НаОХ→Ц6Х10О5 НаОХ или Ц6Х10О5 + НаОХ→Ц6Х10О4 ОНа + Х2О

Ц6Х10О5 + НаОХ→(Ц6Х10О5) 2 НаОХ или Ц6Х10О5 + НаОХ→Ц6Х10О5 Ц6Х10О4 ОНа + Х2О

Недавно, неки научници верују да ће интеракција између целулозе и концентроване алкалије имати два ефекта у исто време.

Без обзира на структуру, хемијска активност целулозе може се променити након дејства целулозе и алкалија, и може да реагује са различитим хемијским медијима да би се добиле значајне врсте.

2.2 Реакција етерификације

Након алкализације, активна алкална целулоза реагује са агенсом за етерификацију и формира целулозни етар. Коришћени агенси за етерификацију су метил хлорид и пропилен оксид.

Натријум хидроксид делује као катализатор.

н и м представљају степен супституције хидроксипропила и метила на јединици целулозе, респективно. Максимални збир м + н је 3.

Поред горе наведене главне реакције, постоје и нежељене реакције:

ЦХ2ЦХ2ОЦХ3 + Х2О→ХОЦХ2ЦХ2ОХЦХ3

ЦХ3Цл + НаОХ→ЦХ3ОХ + НаЦл

3. Опис процеса хидроксипропил метилцелулозе етра

Процес хидроксипропил метил целулозног етра (скраћено „целулозни етар“) се грубо састоји од 6 процеса, а то су: дробљење сировине, (алкализација) етерификација, уклањање растварача, филтрација и сушење, дробљење и мешање и паковање готовог производа.

3.1 Припрема сировина

Природна краткотрајна целулоза која се купује на тржишту се дроби у прах помоћу машине за млевење да би се олакшала накнадна прерада; чврста алкалија (или течна алкалија) се топи и припрема и загрева на око 90°Ц°Ц да се направи 50% раствор каустичне соде за употребу. Истовремено припремити реакциони метил хлорид, агенс за етерификацију пропилен оксида, изопропанол и реакциони растварач толуена.

Поред тога, процес реакције захтева помоћне материјале као што су топла вода и чиста вода; пара, нискотемпературна расхладна вода и циркулишућа расхладна вода су потребне да би се помогло снази.

Кратки линтери, метил хлорид и агенси за етерификацију пропилен оксида су главни материјали за производњу етерификоване целулозе, а кратки линтери се користе у великој количини. Метил хлорид и пропилен оксид учествују у реакцији као агенси за етерификацију за модификацију природне целулозе, количина употребе није велика.

Растварачи (или разблаживачи) углавном укључују толуен и изопропанол, који се у основи не троше, али с обзиром на увучене и испарљиве губитке, постоји благи губитак у производњи, а употребљена количина је веома мала.

Процес припреме сировина има простор резервоара за сировине и приложено складиште сировина. Агенси за етерификацију и растварачи, као што су толуен, изопропанол и сирћетна киселина (који се користе за подешавање пХ вредности реактаната), чувају се у простору резервоара за сировине. Снабдевање кратким влакнима је довољно, тржиште може да обезбеди у било ком тренутку.

Здробљена кратка влакна се са колицима шаљу у радионицу на употребу.

3.2 (Алкалинизација) етерификација

(Алкална) етерификација је важан процес у процесу етерификације целулозе. У ранијој методи производње, реакције у два корака су спроведене одвојено. Сада је процес побољшан, а двостепене реакције се комбинују у једној фази и спроводе истовремено.

Прво, усисајте резервоар за етерификацију да бисте уклонили ваздух, а затим га замените азотом како бисте ослободили резервоар. Додајте припремљени раствор натријум хидроксида, додајте одређену количину растварача изопропанола и толуена, почните да мешате, затим додајте кратку вату, укључите циркулишућу воду да се охлади, а након што температура падне на одређени ниво, укључите ниско- температура воде за снижавање температуре материјала система Спустите на око 20℃, и одржавати реакцију током одређеног временског периода до завршетка алкализације.

Након алкализације, додајте агенс за етерификацију метил хлорид и пропилен оксид измерен у резервоару за дозирање високог нивоа, наставите да почнете да мешате, користите пару да подигнете температуру система на скоро 70℃~ 80℃, а затим користите топлу воду за наставак загревања и одржавања. Температура реакције се контролише, а затим се контролишу температура реакције и време реакције, а операција се може завршити мешањем и мешањем током одређеног временског периода.

Реакција се изводи на око 90°Ц и 0,3 МПа.

3.3 Десолвација

Горе поменути реаговани процесни материјали се шаљу у десолвентизатор, а материјали се уклањају и загревају паром, а растварачи толуена и изопропанола се испаравају и враћају за рециклажу.

Испарени растварач се прво хлади и делимично кондензује са циркулишућом водом, а затим кондензује са нискотемпературном водом, а мешавина кондензата улази у течни слој и сепаратор за одвајање воде и растварача. Мешани растварач толуена и изопропанола у горњем слоју је подешен у пропорцији. Користите га директно и вратите раствор воде и изопропанола у доњем слоју у десолвентизатор за употребу.

Додајте сирћетну киселину у реактант након растварања да бисте неутралисали вишак натријум хидроксида, затим користите топлу воду за прање материјала, у потпуности искористите коагулацију карактеристичну за целулозни етар у врућу воду за прање целулозног етра и рафинишите реактант. Рафинисани материјали се шаљу у следећи процес на одвајање и сушење.

3.4 Филтрирајте и осушите

Рафинисани материјал се шаље у хоризонтални пужни сепаратор помоћу вијчане пумпе високог притиска да одвоји слободну воду, а преостали чврсти материјал улази у сушач ваздуха кроз пужну доводницу и суши се у контакту са врућим ваздухом, а затим пролази кроз циклон сепаратор и ваздух Одвајање, чврсти материјал улази у накнадно дробљење.

Вода одвојена хоризонталним спиралним сепаратором улази у резервоар за пречишћавање воде након седиментације у резервоару за седиментацију да би се одвојила увучена целулоза.

3.5 Дробљење и мешање

Након сушења, етерификована целулоза ће имати неуједначену величину честица, које је потребно дробити и мешати тако да расподела величине честица и укупан изглед материјала испуњавају стандардне захтеве производа.

3. 6 Паковање готовог производа

Материјал који се добија након операција дробљења и мешања је готова етерификована целулоза, која се може паковати и стављати у складиште.

4. Резиме

Одвојена отпадна вода садржи одређену количину соли, углавном натријум хлорида. Отпадна вода се испарава да би се одвојила со, а испарена секундарна пара се може кондензовати да поврати кондензовану воду или директно испуштати. Главна компонента издвојене соли је натријум хлорид, који такође садржи одређену количину натријум ацетата због неутрализације сирћетном киселином. Ова со има индустријску употребну вредност тек након рекристализације, одвајања и пречишћавања.