Внедрение технологии эфира гидроксипропилметилцеллюлозы

Реферат: Гидроксипропилметиловый эфир целлюлозы представляет собой разновидность неполярного эфира целлюлозы, растворимого в холодной воде, полученного из натуральной целлюлозы путем подщелачивания и модификации этерификации.

Ключевые слова: эфир гидроксипропилметилцеллюлозы; реакция подщелачивания; реакция этерификации

1. Технология

Натуральная целлюлоза нерастворима в воде и органических растворителях, устойчива к свету, теплу, кислоте, соли и другим химическим средам, ее можно смачивать в разбавленном растворе щелочи для изменения поверхности целлюлозы.

Гидроксипропилметиловый эфир целлюлозы представляет собой разновидность неполярного, растворимого в холодной воде эфира целлюлозы, полученного из натуральной целлюлозы путем подщелачивания и модификации этерификации.

2. Основная формула химической реакции

2.1 Реакция подщелачивания

Есть две возможности реакции целлюлозы и гидроксида натрия, то есть в зависимости от различных условий для образования молекулярных соединений R - OH - NaOH; или для получения соединений металлических спиртов, R-ONa.

Большинство ученых считают, что целлюлоза реагирует с концентрированной щелочью с образованием неподвижного вещества, и считают, что каждая или две группы глюкозы соединяются с одной молекулой NaOH (одна группа глюкозы объединяется с тремя молекулами NaOH, когда реакция завершена).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH или C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

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

В последнее время некоторые ученые считают, что взаимодействие между целлюлозой и концентрированной щелочью будет иметь два эффекта одновременно.

Независимо от структуры химическая активность целлюлозы может изменяться после воздействия целлюлозы и щелочи, и она может реагировать с различными химическими средами с получением значимых видов.

2.2 Реакция этерификации

После подщелачивания активная щелочная целлюлоза реагирует с этерифицирующим агентом с образованием эфира целлюлозы. В качестве этерифицирующих агентов используются метилхлорид и пропиленоксид.

Гидроксид натрия действует как катализатор.

n и m представляют собой степень замещения гидроксипропила и метила в единице целлюлозы соответственно. Максимальная сумма m + n равна 3.

Помимо упомянутой выше основной реакции, существуют еще и побочные реакции:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH → CH3OH + NaCl

3. Описание процесса получения эфира гидроксипропилметилцеллюлозы.

Процесс получения эфира гидроксипропилметилцеллюлозы (сокращенно «эфир целлюлозы») примерно состоит из 6 процессов, а именно: измельчение сырья, (подщелачивание) этерификации, удаление растворителя, фильтрация и сушка, дробление и смешивание и упаковка готового продукта.

3.1 Подготовка сырья

Купленная на рынке натуральная коротковолокнистая целлюлоза измельчается в порошок пульверизатором для облегчения последующей переработки; твердая щелочь (или жидкая щелочь) расплавляется и готовится и нагревается примерно до 90 ° C, чтобы получить 50% раствор едкого натра для использования. Одновременно готовят реакционный хлористый метил, агент для этерификации оксида пропилена, изопропанол и толуол.

Кроме того, для процесса реакции требуются вспомогательные материалы, такие как горячая вода и чистая вода; пар, низкотемпературная охлаждающая вода и циркулирующая охлаждающая вода необходимы для обеспечения мощности.

Короткие линты, хлористый метил и этерифицирующие агенты на основе пропиленоксида являются основными материалами для получения этерифицированной целлюлозы, и короткие линты используются в большом количестве. Метилхлорид и пропиленоксид участвуют в реакции в качестве агентов этерификации для модификации натуральной целлюлозы, объем их использования невелик.

К растворителям (или разбавителям) в основном относятся толуол и изопропанол, которые в основном не расходуются, но с учетом уноса и улетучивания потери в производстве незначительны, а используемое количество очень мало.

Процесс подготовки сырья включает в себя резервуар для сырья и примыкающий к нему склад сырья. Этерифицирующие агенты и растворители, такие как толуол, изопропанол и уксусная кислота (используемые для регулирования значения pH реагентов), хранятся в зоне резервуара для сырья. Запас короткого ворса достаточен, может быть предоставлен рынком в любое время.

Измельченный короткий ворс с тележкой отправляется в мастерскую для использования.

3.2 (Подщелачивание) этерификация

(Щелочная) этерификация является важным процессом в процессе этерификации целлюлозы. В более раннем способе производства двухстадийные реакции проводились отдельно. Сейчас процесс усовершенствован, и двухстадийные реакции объединены в одну стадию и проводятся одновременно.

Сначала вакуумируйте резервуар для этерификации, чтобы удалить воздух, а затем замените его азотом, чтобы очистить резервуар от воздуха. Добавьте приготовленный раствор гидроксида натрия, добавьте определенное количество растворителя изопропанола и толуола, начните перемешивание, затем добавьте короткую вату, включите циркуляционную воду для охлаждения, а после снижения температуры до определенного уровня включите низкотемпературный режим. Температурная вода для снижения температуры материала системы падает примерно до 20 ℃ и поддерживает реакцию в течение определенного периода времени для завершения подщелачивания.

После подщелачивания добавьте этерифицирующий агент метилхлорид и пропиленоксид, измеренные в мерном резервуаре высокого уровня, продолжайте перемешивание, используйте пар для повышения температуры системы примерно до 70 ℃ ~ 80 ℃, а затем используйте горячую воду для продолжения нагрева и поддержание температуры реакции контролируют, а затем контролируют температуру реакции и время реакции, и операция может быть завершена путем перемешивания и перемешивания в течение определенного периода времени.

Реакцию проводят примерно при 90°С и 0,3 МПа.

3.3 Десольватация

Вышеупомянутые прореагировавшие технологические материалы отправляются в десольвентизатор, материалы десорбируются и нагреваются паром, а растворители толуола и изопропанола испаряются и извлекаются для повторного использования.

Испаренный растворитель сначала охлаждают и частично конденсируют оборотной водой, а затем конденсируют низкотемпературной водой, и смесь конденсата поступает в жидкий слой и сепаратор для разделения воды и растворителя. Смешанный растворитель из толуола и изопропанола в верхнем слое регулируют пропорционально. Используйте его напрямую и верните воду и раствор изопропанола в нижнем слое в десольвентизатор для использования.

Добавьте уксусную кислоту к реагенту после десольватации, чтобы нейтрализовать избыток гидроксида натрия, затем используйте горячую воду для промывки материала, в полной мере используйте характеристику коагуляции эфира целлюлозы в горячей воде для промывки эфира целлюлозы и очистите реагент. Очищенные материалы отправляются на следующий процесс для разделения и сушки.

3.4 Фильтровать и сушить

Очищенный материал направляется в горизонтальный шнековый сепаратор винтовым насосом высокого давления для отделения свободной воды, а оставшийся твердый материал поступает в осушитель воздуха через шнековый питатель, сушится в контакте с горячим воздухом, а затем проходит через циклон. сепаратор и сепарация воздуха, твердый материал поступает на последующее дробление.

Вода, отделенная горизонтальным спиральным сепаратором, после отстаивания в отстойнике поступает в бак водоподготовки для отделения унесенной целлюлозы.

3.5 Измельчение и смешивание

После сушки этерифицированная целлюлоза будет иметь неравномерный размер частиц, которые необходимо измельчить и смешать, чтобы распределение размера частиц и общий вид материала соответствовали требованиям стандарта на продукт.

3. 6 Упаковка готовой продукции

Материал, полученный после операций дробления и смешивания, представляет собой готовую этерифицированную целлюлозу, которую можно расфасовать и положить на хранение.

4. Резюме

Отделяемые сточные воды содержат определенное количество солей, в основном хлорида натрия. Сточные воды испаряются для отделения соли, а испаренный вторичный пар может быть сконденсирован для извлечения сконденсированной воды или напрямую сброшен. Основным компонентом выделенной соли является хлорид натрия, который также содержит некоторое количество ацетата натрия из-за нейтрализации уксусной кислотой. Эта соль имеет промышленное значение только после перекристаллизации, разделения и очистки.