Công nghệ ether ether cellulose hydroxypropyl methyl cellulose

Hydroxypropyl methyl cellulose ether là một loại ether cellulose không phân cực trong nước lạnh thu được từ cellulose tự nhiên thông qua chế độ kiềm hóa và ether hóa.

Từ khóa:Hydroxypropyl methylcellulose ether; Phản ứng kiềm hóa; Phản ứng ether hóa

1. Công nghệ

Cellulose tự nhiên không hòa tan trong nước và dung môi hữu cơ, ổn định với ánh sáng, nhiệt, axit, muối và môi trường hóa học khác, và có thể được làm ẩm trong dung dịch kiềm loãng để thay đổi bề mặt của cellulose.

Hydroxypropyl methyl cellulose ether là một loại ether cellulose hòa tan trong nước lạnh thu được từ cellulose tự nhiên thông qua việc thay đổi và biến đổi ether hóa.

2. Công thức phản ứng hóa học chính

2.1 Phản ứng kiềm hóa

Có hai khả năng cho phản ứng của cellulose và natri hydroxit, nghĩa là, theo các điều kiện khác nhau để tạo ra các hợp chất phân tử, R - OH - NaOH; hoặc để tạo ra các hợp chất rượu kim loại, R - ONA.

Hầu hết các học giả tin rằng cellulose phản ứng với kiềm cô đặc để tạo thành một chất cố định và nghĩ rằng mỗi hoặc hai nhóm glucose được kết hợp với một phân tử NaOH (một nhóm glucose được kết hợp với ba phân tử NaOH khi phản ứng hoàn tất).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH hoặc C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONA + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5) 2 NaOH hoặc C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONA + H2O

Gần đây, một số học giả tin rằng sự tương tác giữa cellulose và kiềm tập trung sẽ có hai hiệu ứng cùng một lúc.

Bất kể cấu trúc nào, hoạt động hóa học của cellulose có thể được thay đổi sau hoạt động của cellulose và kiềm, và nó có thể phản ứng với các phương tiện hóa học khác nhau để có được các loài có ý nghĩa.

2.2 Phản ứng ether hóa

Sau khi kiềm hóa, cellulose kiềm hoạt động phản ứng với tác nhân ether hóa để tạo thành ether cellulose. Các tác nhân etherifying được sử dụng là methyl clorua và oxit propylene.

Natri hydroxit hoạt động như một chất xúc tác.

N và M đại diện cho mức độ thay thế của hydroxypropyl và methyl trên đơn vị cellulose, tương ứng. Tổng tối đa của M + N là 3.

Ngoài các phản ứng chính được đề cập ở trên, còn có các phản ứng phụ:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Mô tả quá trình của hydroxypropyl methylcellulose ether

Quá trình của hydroxypropyl methyl cellulose ether (viết tắt là ether cellulose ether) bao gồm 6 quá trình, cụ thể là: nghiền nguyên liệu thô, ((kiềm hóa) etherization, loại bỏ dung môi, lọc và sấy khô, nghiền và trộn, và đóng gói sản phẩm hoàn chỉnh.

3.1 Chuẩn bị nguyên liệu thô

Các cellulose ngắn hạn tự nhiên được mua trên thị trường được nghiền thành bột bởi một loại bột khoan để tạo điều kiện xử lý tiếp theo; kiềm rắn (hoặc kiềm lỏng) được tan chảy và chuẩn bị, và được làm nóng đến khoảng 90°C để tạo ra dung dịch soda caustic 50 % để sử dụng. Chuẩn bị phản ứng methyl clorua, tác nhân ether hóa oxit propylene, isopropanol và dung môi phản ứng toluene cùng một lúc.

Ngoài ra, quá trình phản ứng đòi hỏi các vật liệu phụ trợ như nước nóng và nước tinh khiết; Hơi nước, nước làm mát ở nhiệt độ thấp và nước làm mát tuần hoàn được yêu cầu để hỗ trợ năng lượng.

Các linter ngắn, methyl clorua và các chất ether hóa oxit propylene là những vật liệu chính để sản xuất cellulose ether hóa, và các liner ngắn được sử dụng với một lượng lớn. Methyl clorua và oxit propylene tham gia vào phản ứng khi các tác nhân etherization để sửa đổi cellulose tự nhiên, lượng sử dụng không lớn.

Dung môi (hoặc chất pha loãng) chủ yếu bao gồm toluene và isopropanol, về cơ bản không được tiêu thụ, nhưng theo quan điểm về tổn thất bị ràng buộc và bay hơi, có một chút tổn thất trong sản xuất, và lượng được sử dụng là rất nhỏ.

Quá trình chuẩn bị nguyên liệu thô có diện tích bể nguyên liệu thô và kho nguyên liệu thô. Các tác nhân và dung môi etherifying, như toluene, isopropanol và axit axetic (được sử dụng để điều chỉnh giá trị pH của các chất phản ứng), được lưu trữ trong khu vực bể nguyên liệu. Nguồn cung của lint ngắn là đủ, có thể được thị trường cung cấp bất cứ lúc nào.

Các lint ngắn bị nghiền nát được gửi đến xưởng với một chiếc xe đẩy để sử dụng.

3.2 (kiềm hóa) etherization

(Kiềm) etherization là một quá trình quan trọng trong quá trình etherization của cellulose. Trong phương pháp sản xuất trước đó, các phản ứng hai bước được thực hiện riêng biệt. Bây giờ quá trình được cải thiện và các phản ứng hai bước được kết hợp trong một giai đoạn và thực hiện đồng thời.

Đầu tiên, hút bụi bể ether hóa để loại bỏ không khí, sau đó thay thế nó bằng nitơ để làm cho bể không có không khí. Thêm dung dịch natri hydroxit đã chuẩn bị, thêm một lượng isopropanol và dung môi toluene nhất định, bắt đầu khuấy, sau đó thêm bông gòn ngắn, bật nước tuần hoàn để làm mát và sau khi nhiệt độ giảm xuống mức nhất định, bật Nước nhiệt độ để giảm nhiệt độ vật liệu hệ thống giảm xuống còn khoảng 20℃và duy trì phản ứng trong một khoảng thời gian nhất định để hoàn thành kiềm hóa.

Sau khi kiềm hóa, thêm tác nhân etherifying methyl clorua và oxit propylene được đo bằng bể đo cấp độ cao, tiếp tục bắt đầu khuấy, sử dụng hơi nước để tăng nhiệt độ hệ thống lên gần 70℃~ 80℃, và sau đó sử dụng nước nóng để tiếp tục sưởi ấm và duy trì nhiệt độ phản ứng được kiểm soát, và sau đó nhiệt độ phản ứng và thời gian phản ứng được kiểm soát, và hoạt động có thể được hoàn thành bằng cách khuấy và trộn trong một khoảng thời gian nhất định.

Phản ứng được thực hiện vào khoảng 90°C và 0,3 MPa.

3.3 Desolvation

Các vật liệu xử lý phản ứng trên được đề cập ở trên được gửi đến bộ khử màu, và các vật liệu được loại bỏ và làm nóng bằng hơi nước, và dung môi toluene và isopropanol bị bay hơi và phục hồi để tái chế.

Dung môi bay hơi trước tiên được làm mát và ngưng tụ một phần bằng nước tuần hoàn, sau đó ngưng tụ với nước nhiệt độ thấp, và hỗn hợp ngưng tụ đi vào lớp chất lỏng và thiết bị tách để tách nước và dung môi. Dung môi hỗn hợp của toluene và isopropanol ở lớp trên được điều chỉnh theo tỷ lệ. Sử dụng trực tiếp, và trả lại dung dịch nước và isopropanol ở lớp dưới cho máy khử màu để sử dụng.

Thêm axit axetic vào chất phản ứng sau khi khử màu để trung hòa natri hydroxit dư thừa, sau đó sử dụng nước nóng để rửa vật liệu, sử dụng toàn bộ đặc tính đông máu của ether cellulose vào nước nóng để rửa ether cellulose và tinh chỉnh chất phản ứng. Các vật liệu tinh chế được gửi đến quy trình tiếp theo để tách và sấy khô.

3.4 Bộ lọc và khô

Vật liệu tinh chế được gửi đến thiết bị tách vít ngang bằng bơm vít áp suất cao để tách nước tự do và vật liệu rắn còn lại đi vào máy sấy không khí qua bộ nạp vít, và được sấy khô khi tiếp xúc với không khí nóng, sau đó đi qua cơn bão phân tách và tách không khí, vật liệu rắn xâm nhập vào lần nghiền sau đó.

Nước được ngăn cách bởi bộ phân tách xoắn ốc nằm ngang vào bể xử lý nước sau khi lắng đọng trong bể lắng để tách cellulose bị ràng buộc.

3.5 nghiền và trộn

Sau khi sấy khô, cellulose ether hóa sẽ có kích thước hạt không đồng đều, cần được nghiền và trộn để phân bố kích thước hạt và sự xuất hiện tổng thể của vật liệu đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn sản phẩm.

3. 6 Bao bì thành phẩm

Vật liệu thu được sau khi nghiền và trộn các hoạt động pha trộn là cellulose etherified đã hoàn thành, có thể được đóng gói và đưa vào lưu trữ.

4. Tóm tắt

Nước thải tách biệt chứa một lượng muối nhất định, chủ yếu là natri clorua. Nước thải được bay hơi để tách muối, và hơi nước thứ cấp bay hơi có thể được ngưng tụ để thu hồi nước ngưng tụ, hoặc xả trực tiếp. Thành phần chính của muối tách là natri clorua, cũng chứa một lượng natri acetate nhất định vì trung hòa với axit axetic. Muối này chỉ có giá trị sử dụng công nghiệp sau khi kết tinh lại, tách và tinh chế.