Hydroxipropylmetylcellulosaeterteknologi

Hydroxipropylmetylcellulosaeter är en sorts opolär cellulosaeter som är löslig i kallt vatten erhållen från naturlig cellulosa genom alkalisering och företringsmodifiering.

Nyckelord:hydroxipropylmetylcellulosaeter; alkaliseringsreaktion; företringsreaktion

1. Teknik

Naturlig cellulosa är olöslig i vatten och organiska lösningsmedel, stabil mot ljus, värme, syra, salt och andra kemiska medier, och kan fuktas i utspädd alkalilösning för att förändra cellulosaytan.

Hydroxipropylmetylcellulosaeter är en sorts opolär, kallvattenlöslig cellulosaeter som erhålls från naturlig cellulosa genom alkalisering och företringsmodifiering.

2. Den huvudsakliga kemiska reaktionsformeln

2.1 Alkaliseringsreaktion

Det finns två möjligheter för reaktionen mellan cellulosa och natriumhydroxid, det vill säga, enligt olika förhållanden för att generera molekylära föreningar, R – OH – NaOH; eller för att generera metallalkoholföreningar, R – ONa.

De flesta forskare tror att cellulosa reagerar med koncentrerad alkali för att bilda en fixerad substans, och tror att varje eller två glukosgrupper kombineras med en NaOH-molekyl (en glukosgrupp kombineras med tre NaOH-molekyler när reaktionen är klar).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH eller C6H10O5 + NaOH→C6H10O4ONa + H2O

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

Nyligen tror vissa forskare att interaktionen mellan cellulosa och koncentrerad alkali kommer att ha två effekter samtidigt.

Oavsett struktur kan den kemiska aktiviteten hos cellulosa ändras efter inverkan av cellulosa och alkali, och den kan reagera med olika kemiska medier för att erhålla meningsfulla arter.

2.2 Företringsreaktion

Efter alkalisering reagerar den aktiva alkalicellulosan med företringsmedlet för att bilda cellulosaeter. De använda företringsmedlen är metylklorid och propylenoxid.

Natriumhydroxid fungerar som en katalysator.

n och m representerar graden av substitution av hydroxipropyl och metyl på cellulosaenheten, respektive. Den maximala summan av m + n är 3.

Utöver den ovan nämnda huvudreaktionen finns det även bireaktioner:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Processbeskrivning av hydroxipropylmetylcellulosaeter

Processen med hydroxipropylmetylcellulosaeter ("cellulosaeter" för kort) är grovt sett sammansatt av 6 processer, nämligen: krossning av råmaterial, (alkalisering) företring, avlägsnande av lösningsmedel, filtrering och torkning, krossning och blandning och färdig produktförpackning.

3.1 Råvaruberedning

Den naturliga kortluddscellulosan som köps på marknaden krossas till pulver med en pulveriserare för att underlätta efterföljande bearbetning; den fasta alkalin (eller flytande alkali) smälts och bereds och värms upp till cirka 90 grader°C för att göra 50 % kaustiksodalösning för användning. Förbered reaktionsmetylklorid, propylenoxidföretringsmedel, isopropanol och toluenreaktionslösningsmedel samtidigt.

Dessutom kräver reaktionsprocessen hjälpmaterial såsom varmt vatten och rent vatten; ånga, lågtemperaturkylvatten och cirkulerande kylvatten krävs för att hjälpa till med kraften.

Korta linters, metylklorid och propylenoxidföretringsmedel är huvudmaterialen för framställning av företrad cellulosa, och korta linters används i stor mängd. Metylklorid och propylenoxid deltar i reaktionen som företringsmedel för att modifiera naturlig cellulosa, mängden användning är inte stor.

Lösningsmedel (eller utspädningsmedel) inkluderar främst toluen och isopropanol, som i princip inte förbrukas, men med tanke på medförda och förflyktigade förluster sker en liten produktionsförlust och mängden som används är mycket liten.

Råmaterialberedningsprocessen har ett råvarutankområde och ett bifogat råvarulager. Företringsmedel och lösningsmedel, såsom toluen, isopropanol och ättiksyra (används för att justera pH-värdet på reaktanterna), lagras i råvarutankområdet. Utbudet av kort ludd är tillräckligt, kan tillhandahållas av marknaden när som helst.

Det krossade korta ludd skickas till verkstaden med en vagn för användning.

3.2 (Alkalinisering) företring

(Alkalisk) företring är en viktig process i processen för företring av cellulosa. I den tidigare produktionsmetoden utfördes tvåstegsreaktionerna separat. Nu förbättras processen, och tvåstegsreaktionerna kombineras i ett steg och utförs samtidigt.

Dammsug först företringstanken för att avlägsna luften och ersätt den sedan med kväve för att göra tanken fri från luft. Tillsätt den beredda natriumhydroxidlösningen, tillsätt en viss mängd isopropanol och toluenlösningsmedel, börja röra om, tillsätt sedan kort bomullsull, sätt på det cirkulerande vattnet för att svalna, och efter att temperaturen sjunker till en viss nivå, slå på låg- temperatur vatten för att sänka systemmaterialtemperaturen Sänk till ca 20℃och bibehåll reaktionen under en viss tidsperiod för att fullborda alkaliseringen.

Efter alkalisering, tillsätt företringsmedlet metylklorid och propylenoxid mätt av högnivådoseringstanken, fortsätt att börja omröra, använd ånga för att höja systemtemperaturen till nästan 70 grader℃~ 80℃, och använd sedan hett vatten för att fortsätta värma och underhålla. Reaktionstemperaturen kontrolleras, och sedan kontrolleras reaktionstemperaturen och reaktionstiden, och operationen kan avslutas genom omrörning och blandning under en viss tidsperiod.

Reaktionen utförs vid ca 90°C°C och 0,3 MPa.

3.3 Desolvation

De ovannämnda reagerade processmaterialen skickas till lösningsmedelsmedlet, och materialen strippas och upphettas med ånga, och toluen- och isopropanollösningsmedlen avdunstas och återvinns för återvinning.

Det förångade lösningsmedlet kyls först och kondenseras delvis med cirkulerande vatten och kondenseras sedan med lågtemperaturvatten, och kondensatblandningen kommer in i vätskeskiktet och separatorn för att separera vattnet och lösningsmedlet. Det blandade lösningsmedlet av toluen och isopropanol i det övre skiktet justeras i proportion. Använd den direkt och återför vattnet och isopropanollösningen i det nedre skiktet till lösningsmedlet för användning.

Tillsätt ättiksyra till reaktanten efter desolvation för att neutralisera överskott av natriumhydroxid, använd sedan varmt vatten för att tvätta materialet, utnyttja koaguleringsegenskaperna för cellulosaeter till hett vatten för att tvätta cellulosaetern och förfina reaktanten. De raffinerade materialen skickas till nästa process för separation och torkning.

3.4 Filtrera och torka

Det raffinerade materialet skickas till den horisontella skruvseparatorn med högtrycksskruvpump för att separera fritt vatten, och det återstående fasta materialet kommer in i lufttorken genom skruvmataren och torkas i kontakt med varm luft och passerar sedan genom cyklonen separator och luft Separering, det fasta materialet kommer in i den efterföljande krossningen.

Vattnet som separeras av den horisontella spiralseparatorn kommer in i vattenbehandlingstanken efter sedimentering i sedimenteringstanken för att separera den medförda cellulosan.

3.5 Krossning och blandning

Efter torkning kommer den företrade cellulosan att ha ojämn partikelstorlek, som måste krossas och blandas så att partikelstorleksfördelningen och materialets övergripande utseende uppfyller produktens standardkrav.

3. 6 Färdig produktförpackning

Materialet som erhålls efter krossnings- och blandningsoperationer är den färdiga företrade cellulosan, som kan förpackas och lagras.

4. Sammanfattning

Det separerade avloppsvattnet innehåller en viss mängd salt, främst natriumklorid. Avloppsvattnet förångas för att separera saltet, och den förångade sekundära ångan kan kondenseras för att återvinna kondenserat vatten, eller direkt släppas ut. Huvudkomponenten i det separerade saltet är natriumklorid, som också innehåller en viss mängd natriumacetat på grund av neutraliseringen med ättiksyra. Detta salt har industriellt nyttjandevärde först efter omkristallisation, separation och rening.