Hidroksipropil Metil Selüloz Eter Teknolojisi

Hidroksipropil metil selüloz eter, doğal selülozdan alkalizasyon ve eterifikasyon modifikasyonu yoluyla elde edilen, soğuk suda çözünebilen bir tür polar olmayan selüloz eterdir.

Anahtar Kelimeler:hidroksipropil metilselüloz eter; alkalizasyon reaksiyonu; eterleşme reaksiyonu

1. Teknoloji

Doğal selüloz suda ve organik çözücülerde çözünmez, ışığa, ısıya, asitlere, tuzlara ve diğer kimyasal ortamlara karşı dayanıklıdır ve selülozun yüzeyini değiştirmek için seyreltik alkali çözeltide nemlendirilebilir.

Hidroksipropil metil selüloz eter, doğal selülozdan alkalizasyon ve eterifikasyon modifikasyonu yoluyla elde edilen bir tür polar olmayan, soğuk suda çözünür selüloz eterdir.

2. Ana kimyasal reaksiyon formülü

2.1 Alkalizasyon reaksiyonu

Selüloz ve sodyum hidroksitin reaksiyonu için iki olasılık vardır; yani, farklı koşullara göre R – OH – NaOH gibi moleküler bileşiklerin üretilmesi; veya R – ONa gibi metal alkol bileşikleri oluşturmak için.

Çoğu bilim adamı, selülozun konsantre alkali ile reaksiyona girerek sabit bir madde oluşturduğuna inanır ve her veya iki glikoz grubunun bir NaOH molekülü ile birleştirildiğini düşünür (reaksiyon tamamlandığında bir glikoz grubu, üç NaOH molekülü ile birleştirilir).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH veya C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

Son zamanlarda bazı bilim adamları selüloz ve konsantre alkali arasındaki etkileşimin aynı anda iki etkiye sahip olacağına inanmaktadır.

Yapısı ne olursa olsun, selülozun kimyasal aktivitesi selüloz ve alkalinin etkisinden sonra değişebilir ve anlamlı türler elde etmek için çeşitli kimyasal ortamlarla reaksiyona girebilir.

2.2 Eterifikasyon reaksiyonu

Alkalileştirmeden sonra aktif alkali selüloz, selüloz eter oluşturmak üzere eterleştirme maddesiyle reaksiyona girer. Kullanılan eterleştirici maddeler metil klorür ve propilen oksittir.

Sodyum hidroksit bir katalizör görevi görür.

n ve m, sırasıyla selüloz birimi üzerindeki hidroksipropil ve metil ikamesinin derecesini temsil eder. m + n'nin maksimum toplamı 3'tür.

Yukarıda belirtilen ana reaksiyona ek olarak yan reaksiyonlar da vardır:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Hidroksipropil metilselüloz eterin işlem açıklaması

Hidroksipropil metil selüloz eter prosesi (kısaca “selüloz eter”) kabaca 6 prosesten oluşur; ham madde kırma, (alkalinizasyon) eterifikasyon, solvent uzaklaştırma, filtrasyon ve kurutma, kırma ve karıştırma ve bitmiş ürün paketleme.

3.1 Hammadde hazırlama

Piyasadan satın alınan doğal kısa tiftikli selüloz, daha sonraki işlemleri kolaylaştırmak için bir pulverizatör tarafından toz haline getirilir; katı alkali (veya sıvı alkali) eritilir, hazırlanır ve yaklaşık 90°C'ye ısıtılır.°Kullanıma yönelik %50 kostik soda çözeltisi hazırlamak için C. Reaksiyon metil klorür, propilen oksit eterifikasyon maddesi, izopropanol ve toluen reaksiyon solventini aynı anda hazırlayın.

Ayrıca reaksiyon prosesi sıcak su ve saf su gibi yardımcı malzemeler gerektirir; Gücü desteklemek için buhar, düşük sıcaklıkta soğutma suyu ve dolaşan soğutma suyu gerekir.

Kısa linterler, metil klorür ve propilen oksit eterifikasyon maddeleri, eterlenmiş selüloz üretiminde ana malzemelerdir ve kısa linterler büyük miktarda kullanılır. Metil klorür ve propilen oksit, doğal selülozu modifiye etmek için eterifikasyon ajanları olarak reaksiyona katılır, kullanım miktarı büyük değildir.

Çözücüler (veya seyrelticiler) temel olarak toluen ve izopropanol içerir; bunlar temelde tüketilmez, ancak sürüklenen ve buharlaşan kayıplar nedeniyle üretimde hafif bir kayıp olur ve kullanılan miktar çok azdır.

Hammadde hazırlama prosesinde bir hammadde tank alanı ve buna bağlı bir hammadde deposu bulunmaktadır. Toluen, izopropanol ve asetik asit (reaktanların pH değerini ayarlamak için kullanılır) gibi eterleştirici maddeler ve solventler, ham madde tankı alanında depolanır. Kısa tiftiğin temini yeterlidir, her an piyasadan temin edilebilir.

Ezilen kısa tüy, kullanılmak üzere bir araba ile atölyeye gönderilir.

3.2 (Alkalinizasyon) eterifikasyon

(Alkali) eterifikasyon, selülozun eterifikasyon sürecinde önemli bir süreçtir. Daha önceki üretim yönteminde iki aşamalı reaksiyonlar ayrı ayrı gerçekleştiriliyordu. Artık süreç iyileştirildi ve iki aşamalı reaksiyonlar tek aşamada birleştirilip eş zamanlı olarak yürütülüyor.

İlk olarak, havayı çıkarmak için eterifikasyon tankını vakumlayın ve ardından tankın havasız kalmasını sağlamak için nitrojenle değiştirin. Hazırlanan sodyum hidroksit çözeltisini ekleyin, bir miktar izopropanol ve toluen solventi ekleyin, karıştırmaya başlayın, ardından kısa pamuk ekleyin, devridaim suyunu açarak soğumasını sağlayın ve sıcaklık belirli bir seviyeye düştükten sonra düşük sıcaklığı açın. Sistem malzeme sıcaklığını yaklaşık 20°C'ye düşürmek için su sıcaklığı°Cve alkalizasyonu tamamlamak için reaksiyonu belirli bir süre sürdürün.

Alkalileştirmeden sonra, yüksek seviyeli ölçüm tankı tarafından ölçülen eterleştirici madde metil klorür ve propilen oksiti ekleyin, karıştırmaya devam edin, sistem sıcaklığını yaklaşık 70°C'ye yükseltmek için buhar kullanın.°C~ 80°Cve daha sonra ısıtmaya ve muhafaza etmeye devam etmek için sıcak su kullanın. Reaksiyon sıcaklığı kontrol edilir ve ardından reaksiyon sıcaklığı ve reaksiyon süresi kontrol edilir ve belirli bir süre karıştırılarak işlem tamamlanabilir.

Reaksiyon yaklaşık 90°C'de gerçekleştirilir.°C ve 0,3 MPa.

3.3 Desolvasyon

Yukarıda bahsedilen reaksiyona giren proses malzemeleri çözücü gidericiye gönderilir ve malzemeler sıyrılır ve buharla ısıtılır ve tolüen ve izopropanol çözücüler buharlaştırılır ve geri dönüşüm için geri kazanılır.

Buharlaşan solvent önce soğutulur ve kısmen dolaşımdaki su ile yoğunlaştırılır, daha sonra düşük sıcaklıktaki su ile yoğunlaştırılır ve yoğunlaşan karışım, su ve solventi ayırmak için sıvı katmana ve ayırıcıya girer. Üst katmandaki karışık tolüen ve izopropanol çözücüsü orantılı olarak ayarlanır. Doğrudan kullanın ve alt katmandaki su ve izopropanol solüsyonunu kullanılmak üzere çözücü çözücüye geri gönderin.

Fazla sodyum hidroksiti nötralize etmek için desolvasyondan sonra reaktana asetik asit ekleyin, ardından malzemeyi yıkamak için sıcak su kullanın, selüloz eterin sıcak suya pıhtılaşma özelliğinden tam olarak yararlanarak selüloz eterini yıkayın ve reaktantı rafine edin. Rafine edilen malzemeler, ayırma ve kurutma için bir sonraki işleme gönderilir.

3.4 Filtreleyin ve kurulayın

Rafine edilmiş malzeme, serbest suyu ayırmak için yüksek basınçlı vidalı pompa ile yatay vidalı ayırıcıya gönderilir ve kalan katı malzeme, vidalı besleyici aracılığıyla hava kurutucuya girer ve sıcak hava ile temas halinde kurutulur ve daha sonra siklondan geçer. ayırıcı ve hava Ayırma, katı malzeme sonraki kırma işlemine girer.

Yatay spiral seperatör ile ayrılan su, çökeltme tankında çökeltildikten sonra sürüklenen selülozu ayırmak üzere su arıtma tankına girer.

3.5 Kırma ve karıştırma

Kurutulduktan sonra, eterlenmiş selüloz eşit olmayan parçacık boyutuna sahip olacaktır; parçacık boyutu dağılımının ve malzemenin genel görünümünün ürün standardı gerekliliklerini karşılaması için bunun ezilmesi ve karıştırılması gerekir.

3. 6 Bitmiş ürün ambalajı

Kırma ve karıştırma işlemleri sonrasında elde edilen malzeme, paketlenip depoya konulabilen bitmiş eterlenmiş selülozdur.

4. Özet

Ayrılan atık su, başta sodyum klorür olmak üzere belli miktarda tuz içerir. Atık su, tuzu ayırmak için buharlaştırılır ve buharlaşan ikincil buhar, yoğunlaşan suyu geri kazanmak için yoğunlaştırılabilir veya doğrudan boşaltılabilir. Ayrılan tuzun ana bileşeni, asetik asitle nötralizasyon nedeniyle belirli miktarda sodyum asetat da içeren sodyum klorürdür. Bu tuz ancak yeniden kristalleştirme, ayırma ve saflaştırma sonrasında endüstriyel kullanım değerine sahiptir.