Gidroksipropil metil tsellyuloza efir texnologiyasi

Gidroksipropil metil tsellyuloza efiri - tabiiy tsellyulozadan gidroksidi va eterifikatsiya modifikatsiyasi orqali olingan sovuq suvda eriydigan polar bo'lmagan tsellyuloza efiri.

Kalit so‘zlar:gidroksipropil metiltsellyuloza efiri; alkalizatsiya reaktsiyasi; eterifikatsiya reaktsiyasi

1. Texnologiya

Tabiiy tsellyuloza suvda va organik erituvchilarda erimaydi, yorug'lik, issiqlik, kislota, tuz va boshqa kimyoviy muhitlarga barqaror va tsellyuloza sirtini o'zgartirish uchun suyultirilgan gidroksidi eritmasida namlanishi mumkin.

Gidroksipropil metil tsellyuloza efiri tabiiy tsellyulozadan gidroksidi va eterifikatsiya modifikatsiyasi orqali olingan qutbsiz, sovuq suvda eriydigan tsellyuloza efirining bir turi.

2. Asosiy kimyoviy reaksiya formulasi

2.1 Ishqorlanish reaksiyasi

Tsellyuloza va natriy gidroksidi reaktsiyasining ikkita imkoniyati mavjud, ya'ni turli sharoitlarga ko'ra molekulyar birikmalar, R - OH - NaOH hosil qilish; yoki metall spirti birikmalarini hosil qilish uchun, R – ONa.

Aksariyat olimlar tsellyuloza konsentrlangan ishqor bilan reaksiyaga kirishib turgʻun modda hosil qiladi, deb hisoblaydi va har bir yoki ikkita glyukoza guruhi bir NaOH molekulasi bilan birlashadi (reaktsiya tugagach, bitta glyukoza guruhi uchta NaOH molekulasi bilan birlashadi) deb hisoblaydi.

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH yoki C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

So'nggi paytlarda ba'zi olimlar tsellyuloza va konsentrlangan gidroksidi o'rtasidagi o'zaro ta'sir bir vaqtning o'zida ikkita ta'sirga ega bo'lishiga ishonishadi.

Tuzilishidan qat'i nazar, tsellyulozaning kimyoviy faolligi tsellyuloza va gidroksidi ta'siridan keyin o'zgarishi mumkin va u turli xil kimyoviy vositalar bilan reaksiyaga kirishib, mazmunli turlarni olishi mumkin.

2.2 Eterifikatsiya reaksiyasi

Ishqorlangandan so'ng faol gidroksidi tsellyuloza tsellyuloza efirini hosil qilish uchun eterifikatsiya agenti bilan reaksiyaga kirishadi. Efirlashtiruvchi moddalar metilxlorid va propilen oksidi ishlatiladi.

Natriy gidroksid katalizator vazifasini bajaradi.

n va m mos ravishda tsellyuloza birligida gidroksipropil va metilning almashinish darajasini ifodalaydi. m + n ning maksimal yig'indisi 3 ga teng.

Yuqorida aytib o'tilgan asosiy reaktsiyaga qo'shimcha ravishda, yon reaktsiyalar ham mavjud:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Gidroksipropil metiltsellyuloza efirining jarayon tavsifi

Gidroksipropil metil tsellyuloza efiri (qisqacha tsellyuloza efiri) jarayoni taxminan 6 ta jarayondan iborat, xususan: xom ashyoni maydalash, (gidroksidlash) eterifikatsiyasi, erituvchini olib tashlash, filtrlash va quritish, maydalash va aralashtirish, tayyor mahsulotni qadoqlash.

3.1 Xom ashyoni tayyorlash

Bozorda sotib olingan tabiiy qisqa tuklar tsellyuloza keyingi qayta ishlashni osonlashtirish uchun pulverizator tomonidan kukunga eziladi; qattiq gidroksidi (yoki suyuq gidroksidi) eritiladi va tayyorlanadi va taxminan 90 ga qadar qizdiriladi°C foydalanish uchun 50% kaustik soda eritmasini tayyorlash. Bir vaqtning o'zida reaktsiya metilxlorid, propilen oksidi eterifikatsiya agenti, izopropanol va toluol reaktsiyasi erituvchisini tayyorlang.

Bundan tashqari, reaktsiya jarayoni issiq suv va toza suv kabi yordamchi materiallarni talab qiladi; quvvatga yordam berish uchun bug ', past haroratli sovutish suvi va aylanma sovutish suvi talab qilinadi.

Qisqa linterlar, metilxlorid va propilen oksidi eterifikatsiya qiluvchi moddalar eterlangan tsellyuloza ishlab chiqarish uchun asosiy materiallar bo'lib, qisqa linterlar ko'p miqdorda ishlatiladi. Metilxlorid va propilen oksidi tabiiy tsellyulozani o'zgartirish uchun eterifikatsiya qiluvchi moddalar sifatida reaktsiyada ishtirok etadi, foydalanish miqdori katta emas.

Eritgichlar (yoki suyultiruvchilar) asosan toluol va izopropanolni o'z ichiga oladi, ular asosan iste'mol qilinmaydi, lekin ulangan va uchuvchi yo'qotishlarni hisobga olgan holda, ishlab chiqarishda ozgina yo'qotish mavjud va ishlatiladigan miqdor juda kichik.

Xom ashyoni tayyorlash jarayonida xom ashyo idishi maydoni va biriktirilgan xom ashyo ombori mavjud. Eterlashtiruvchi moddalar va erituvchilar, masalan, toluol, izopropanol va sirka kislotasi (reaktivlarning pH qiymatini sozlash uchun ishlatiladi) xom ashyo idishi hududida saqlanadi. Qisqa lint yetkazib berish etarli , istalgan vaqtda bozor tomonidan ta'minlanishi mumkin.

Maydalangan kalta tuklar foydalanish uchun arava bilan ustaxonaga yuboriladi.

3.2 (Alkalinizatsiya) eterifikatsiyasi

(Ishqoriy) eterifikatsiyasi tsellyulozani efirlashtirish jarayonida muhim jarayondir. Ilgari ishlab chiqarish usulida ikki bosqichli reaktsiyalar alohida amalga oshirildi. Endi jarayon takomillashtirildi va ikki bosqichli reaktsiyalar bir bosqichda birlashtirilib, bir vaqtning o'zida amalga oshiriladi.

Birinchidan, havoni olib tashlash uchun eterifikatsiya idishini changyutgich bilan tozalang, so'ngra idishni havosiz qilish uchun uni azot bilan almashtiring. Tayyorlangan natriy gidroksid eritmasini qo'shing, ma'lum miqdorda izopropanol va toluol erituvchi qo'shing, aralashtirishni boshlang, so'ngra kalta paxta qo'shing, sovutish uchun aylanma suvni yoqing va harorat ma'lum darajaga tushgandan so'ng, past haroratni yoqing. tizim materialining haroratini pasaytirish uchun suv harorati Taxminan 20 ga tushiring℃, va ishqorlanishni yakunlash uchun reaksiyani ma'lum vaqt davomida saqlang.

Alkalizatsiyadan so'ng, yuqori darajadagi o'lchash idishida o'lchangan eterlashtiruvchi vosita metilxlorid va propilen oksidini qo'shing, aralashtirishni davom eting, tizim haroratini 70 ga yaqin ko'tarish uchun bug'dan foydalaning.℃~ 80℃, va keyin isitish va saqlashni davom ettirish uchun issiq suvdan foydalaning Reaksiya harorati nazorat qilinadi, so'ngra reaktsiya harorati va reaktsiya vaqti nazorat qilinadi va ma'lum vaqt davomida aralashtirish va aralashtirish orqali operatsiya yakunlanishi mumkin.

Reaksiya taxminan 90 da amalga oshiriladi°C va 0,3 MPa.

3.3 Desolvatsiya

Yuqorida aytib o'tilgan reaksiyaga kirgan texnologik materiallar erituvchiga yuboriladi va materiallar tozalanadi va bug 'bilan isitiladi, toluol va izopropanol erituvchilar bug'lanadi va qayta ishlash uchun qaytariladi.

Bug'langan erituvchi avval sovutiladi va aylanma suv bilan qisman kondensatsiyalanadi, so'ngra past haroratli suv bilan kondensatsiyalanadi va kondensat aralashmasi suv va erituvchini ajratish uchun suyuqlik qatlami va separatorga kiradi. Yuqori qatlamdagi toluol va izopropanolning aralash erituvchisi mutanosib ravishda o'rnatiladi. Uni to'g'ridan-to'g'ri ishlating va pastki qatlamdagi suv va izopropanol eritmasini ishlatish uchun erituvchiga qaytaring.

Haddan tashqari natriy gidroksidni neytrallash uchun reaktivga sirka kislotasini desolvatsiyadan keyin qo'shing, so'ngra materialni yuvish uchun issiq suvdan foydalaning, tsellyuloza efirini yuvish uchun issiq suvga tsellyuloza efirining koagulyatsion xarakteristikasidan to'liq foydalaning va reaktivni tozalang. Qayta qilingan materiallar ajratish va quritish uchun keyingi jarayonga yuboriladi.

3.4 Filtrlang va quriting

Tozalangan material erkin suvni ajratish uchun yuqori bosimli vintli nasos orqali gorizontal vintli separatorga yuboriladi va qolgan qattiq material vintli oziqlantiruvchi orqali havo quritgichiga kiradi va issiq havo bilan aloqada quritiladi va keyin siklondan o'tadi. separator va havo Ajratish, qattiq material keyingi maydalash kiradi.

Gorizontal spiral separator bilan ajratilgan suv cho'kindi tsellyulozani ajratish uchun cho'kma idishida cho'ktirilgandan so'ng suv tozalash idishiga kiradi.

3.5 Maydalash va aralashtirish

Quritgandan so'ng, eterlangan tsellyuloza notekis zarracha hajmiga ega bo'ladi, uni maydalash va aralashtirish kerak, shunda zarrachalar hajmining taqsimlanishi va materialning umumiy ko'rinishi mahsulot standart talablariga javob beradi.

3. 6 Tayyor mahsulotni qadoqlash

Maydalash va aralashtirish operatsiyalaridan so'ng olingan material tayyor efirlangan tsellyuloza bo'lib, uni qadoqlash va saqlashga qo'yish mumkin.

4. Xulosa

Ajratilgan oqava suvda ma'lum miqdorda tuz, asosan natriy xlorid mavjud. Tuzni ajratish uchun chiqindi suv bug'lanadi va bug'langan ikkilamchi bug' kondensatsiyalangan suvni qayta tiklash uchun kondensatsiyalanishi yoki to'g'ridan-to'g'ri oqizilishi mumkin. Ajratilgan tuzning asosiy komponenti natriy xlorid bo'lib, u sirka kislotasi bilan neytrallanganligi sababli ma'lum miqdorda natriy asetatni ham o'z ichiga oladi. Ushbu tuz qayta kristallanish, ajratish va tozalashdan keyingina sanoatda foydalanish qiymatiga ega.