กระบวนการผลิตเซลลูโลสอีเทอร์คืออะไร?

หลักการทำปฏิกิริยาของเซลลูโลสอีเทอร์ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส: การผลิต HPMC ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสใช้เมทิลคลอไรด์และโพรพิลีนออกไซด์เป็นสารอีเทอร์ริฟิเคชั่น สมการปฏิกิริยาเคมีคือ: Rcell-OH (ฝ้ายบริสุทธิ์) + NaOH (โซเดียมไฮดรอกไซด์) โซเดียมไฮดรอกไซด์) + CspanCl (เมทิลคลอไรด์) + CH2OCHCspan (โพรพิลีนออกไซด์) → Rcell-O -CH2OHCHCspan (ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส) + NaCl (โซเดียมคลอไรด์ ) + H2O (น้ำ)

การไหลของกระบวนการ:

การบดฝ้ายที่ผ่านการกลั่น - การทำให้เป็นด่าง - การให้อาหาร - การทำให้เป็นด่าง - etherification - การกู้คืนและการซักด้วยตัวทำละลาย - การแยกแบบแรงเหวี่ยง - การอบแห้ง - การบด - การผสม - บรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์

1: วัตถุดิบและวัสดุเสริมสำหรับการผลิตไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสวัตถุดิบหลักคือฝ้ายกลั่นและวัสดุเสริมคือโซเดียมไฮดรอกไซด์ (โซเดียมไฮดรอกไซด์), โพรพิลีนออกไซด์, เมทิลคลอไรด์, กรดอะซิติก, โทลูอีน, ไอโซโพรพานอลและไนโตรเจน วัตถุประสงค์ของการบดฝ้ายที่ผ่านการกลั่นคือเพื่อทำลายโครงสร้างรวมของฝ้ายที่ผ่านการกลั่นด้วยพลังงานกลเพื่อลดระดับความเป็นผลึกและการเกิดพอลิเมอไรเซชันและเพิ่มพื้นที่ผิว

2: การวัดและการควบคุมคุณภาพวัตถุดิบ: ภายใต้สถานที่ตั้งของอุปกรณ์บางอย่าง คุณภาพของวัตถุดิบหลักและวัตถุดิบเสริมใดๆ รวมถึงอัตราส่วนของปริมาณที่เพิ่มและความเข้มข้นของตัวทำละลายจะส่งผลโดยตรงต่อตัวบ่งชี้ต่างๆ ของผลิตภัณฑ์ ระบบกระบวนการผลิตประกอบด้วยน้ำจำนวนหนึ่ง และน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ไม่สามารถผสมกันได้อย่างสมบูรณ์ และการกระจายตัวของน้ำส่งผลต่อการกระจายตัวของอัลคาไลในระบบ หากไม่ได้รับการกวนอย่างเพียงพอ จะเสียเปรียบในการทำให้เป็นด่างและเอเทอร์ริฟิเคชันของเซลลูโลสที่สม่ำเสมอ

3: การกวน การถ่ายเทมวล และการถ่ายเทความร้อน: การทำให้เป็นด่างของเซลลูโลสและอีเธอริฟิเคชั่นดำเนินการทั้งหมดภายใต้สภาวะที่ต่างกัน (การกวนด้วยแรงภายนอก) ไม่ว่าการกระจายตัวและการสัมผัสกันของน้ำ อัลคาไล สำลีที่ผ่านการกลั่น และสารอีเทอร์ริฟิเคชั่นในระบบตัวทำละลายจะมีความสม่ำเสมอเพียงพอหรือไม่ จะส่งผลโดยตรงต่อผลกระทบของอัลคาไลเซชันและอีเทอร์ริฟิเคชั่น การกวนไม่สม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการทำให้เป็นด่างจะทำให้เกิดผลึกอัลคาไลและการตกตะกอนที่ด้านล่างของอุปกรณ์ ความเข้มข้นของชั้นบนต่ำและเป็นด่างไม่เพียงพอ ผลที่ได้คือยังคงมีอัลคาไลอิสระจำนวนมากอยู่ในระบบหลังจากที่อีเทอร์ริฟิเคชันเสร็จสิ้น ความสม่ำเสมอส่งผลให้ความโปร่งใสไม่ดี เส้นใยอิสระมากขึ้น การกักเก็บน้ำไม่ดี จุดเจลต่ำ และค่า PH สูง

4: กระบวนการผลิต (กระบวนการผลิตสารละลาย)

(1:) เติมด่างแข็ง (790Kg) และน้ำตามจำนวนที่ระบุ (น้ำรวมในระบบ 460Kg) ลงในกาต้มน้ำโซดาไฟ คนและให้ความร้อนที่อุณหภูมิคงที่ 80 องศา นานกว่า 40 นาที และด่างที่เป็นของแข็งจะสมบูรณ์ ละลาย

(2:) เติมตัวทำละลาย 6,500 กิโลกรัมลงในเครื่องปฏิกรณ์ (อัตราส่วนของไอโซโพรพานอลต่อโทลูอีนในตัวทำละลายคือประมาณ 15/85) กดอัลคาไลลงในเครื่องปฏิกรณ์ และฉีดตัวทำละลาย 200 กิโลกรัมไปที่ถังอัลคาไลหลังจากกดอัลคาไล ล้างท่อ; กาต้มน้ำปฏิกิริยาจะถูกทำให้เย็นลงถึง 23°C และเติมสำลีที่ผ่านการบดละเอียด (800กก.) หลังจากเติมสำลีที่ผ่านการกลั่นแล้ว ตัวทำละลาย 600Kg จะถูกพ่นเพื่อเริ่มปฏิกิริยาอัลคาไลเซชัน การเติมสำลีที่ผ่านการบดแล้วจะต้องทำให้เสร็จสิ้นภายในเวลาที่กำหนด (7 นาที) (ระยะเวลาในการเติมมีความสำคัญมาก) เมื่อฝ้ายที่ผ่านการกลั่นสัมผัสกับสารละลายอัลคาไล ปฏิกิริยาอัลคาไลเซชันจะเริ่มขึ้น หากเวลาป้อนนานเกินไป ระดับความเป็นด่างจะแตกต่างออกไปเนื่องจากเวลาที่ฝ้ายกลั่นเข้าสู่ระบบปฏิกิริยา ส่งผลให้ความเป็นด่างไม่สม่ำเสมอและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ลดลง ในขณะเดียวกันก็จะทำให้อัลคาไลเซลลูโลสสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานจะเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์และสลายตัวส่งผลให้ความหนืดของผลิตภัณฑ์ลดลง เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีระดับความหนืดต่างกัน สามารถใช้สุญญากาศและไนโตรเจนในระหว่างกระบวนการทำให้เป็นด่าง หรือสามารถเติมสารต้านอนุมูลอิสระ (ไดคลอโรมีเทน) ในปริมาณหนึ่งได้ เวลาอัลคาไลเซชันจะถูกควบคุมที่ 120 นาที และอุณหภูมิจะอยู่ที่ 20-23 ℃

(3:) หลังจากอัลคาไลเซชันสิ้นสุดลง ให้เติมสารอีเทอร์ริฟายอิ้งตามจำนวนที่ระบุ (เมทิลคลอไรด์และโพรพิลีนออกไซด์) เพิ่มอุณหภูมิให้เป็นอุณหภูมิที่กำหนด และทำปฏิกิริยาเอริฟิเคชั่นภายในเวลาที่กำหนด

สภาวะอีเทอร์ริฟิเคชัน: เมทิลคลอไรด์ 950 กิโลกรัมและโพรพิลีนออกไซด์ 303 กิโลกรัม เติมสารอีเทอร์ริฟิเคชั่นและทำให้เย็นและคนเป็นเวลา 40 นาที จากนั้นจึงเพิ่มอุณหภูมิ อุณหภูมิอีเทอร์ริฟิเคชั่นแรกคือ 56°C เวลาอุณหภูมิคงที่คือ 2.5 ชม. อุณหภูมิอีเทอร์ริฟิเคชั่นที่สองคือ 87°C และอุณหภูมิคงที่คือ 2.5 ชม. ปฏิกิริยาไฮดรอกซีโพรพิลสามารถดำเนินการที่ประมาณ 30°C อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะถูกเร่งอย่างมากที่ 50°C ปฏิกิริยาเมทอกซีเลชันจะช้าที่ 60°C และอ่อนลงต่ำกว่า 50°C ปริมาณ สัดส่วน และเวลาของเมทิลคลอไรด์และโพรพิลีนออกไซด์ รวมถึงการควบคุมอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของกระบวนการอีเธอริฟิเคชัน ส่งผลโดยตรงต่อโครงสร้างของผลิตภัณฑ์

อุปกรณ์สำคัญสำหรับการผลิต HPMC คือ เครื่องปฏิกรณ์ เครื่องอบแห้ง เครื่องบดย่อย เครื่องบด ฯลฯ ปัจจุบันผู้ผลิตต่างประเทศจำนวนมากใช้อุปกรณ์ที่ผลิตในประเทศเยอรมนี อุปกรณ์ที่ผลิตในประเทศ ไม่ว่าจะเป็นกำลังการผลิตหรือคุณภาพการผลิต ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการผลิต HPMC คุณภาพสูงได้

เครื่องปฏิกรณ์แบบ All-In-One ที่ผลิตในเยอรมนีสามารถดำเนินการหลายขั้นตอนด้วยอุปกรณ์เครื่องเดียว ทำให้ได้รับการควบคุมอัตโนมัติ คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่มั่นคง และการดำเนินการผลิตที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้

วัตถุดิบหลักในการผลิต HPMC ได้แก่ ฝ้ายกลั่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ เมทิลคลอไรด์ และโพรพิลีนออกไซด์