Tecnología de producción y perspectiva de desarrollo de hidroxipropilmetilcelulosa

Resumen: La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC para abreviar) es un producto químico fino de alta tecnología que escasea en China y se usa ampliamente en muchos campos industriales y en la vida diaria. En nuestro país, la tecnología de producción y el desarrollo de aplicaciones de dichos productos aún están en pañales. Por lo tanto, es particularmente importante dominar la última tecnología de producción y presentar ideas para su tecnología de aplicación y desarrollo de mercado.

Palabras clave: hidroxipropilmetilcelulosa; Proceso tecnológico; desarrollo de aplicaciones

La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC para abreviar) es un producto químico fino de alta tecnología que escasea en China. Es la variedad de mayor aplicación y mejor rendimiento entre todos los tipos de celulosa. Debido a las excelentes propiedades de espesamiento, emulsificación, coloide protector y retención de humedad, el producto se usa ampliamente en recubrimientos, polimerización, materiales de construcción, extracción y extracción de petróleo, textiles, alimentos, medicina, cerámica diaria, dispositivos electrónicos y semillas agrícolas. , etc. departamento. En los países desarrollados, HPMC se usa ampliamente en varios campos industriales y en la vida diaria. Se llama "glutamato monosódico industrial" y se ha convertido en un aditivo químico indispensable.

1. Descripción general del producto

El éter de celulosa es una clase importante de compuestos poliméricos solubles en agua. Es un término general para una serie de productos producidos por alcalinización y eterificación de celulosa natural (α-celulosa, incluyendo borra de algodón o pulpa de madera). Los éteres de celulosa se dividen en dos tipos: iónicos y no iónicos. Los productos iónicos son principalmente carboximetilcelulosa (CMC), y los productos no iónicos incluyen metilcelulosa (MC), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), etilcelulosa (EC), hidroxietilcelulosa (HEC), hidroxipropilcelulosa (HPC), etc. .

HPMC es un éter de celulosa no iónico soluble en agua, que es el producto que se obtiene cuando algunos de los grupos metoxi en la metilcelulosa (MC) se reemplazan por grupos hidroxipropoxi.

HPMC es un polvo blanco, insípido, inodoro, no tóxico, completamente inalterado en el cuerpo humano y excretado del cuerpo. El producto es soluble en agua, pero insoluble en agua caliente. La solución acuosa es una sustancia viscosa transparente incolora. HPMC tiene excelentes propiedades espesantes, emulsionantes, formadoras de película, dispersantes, coloides protectores, retención de humedad, adhesión, resistencia a ácidos y álcalis, resistencia a enzimas y otras propiedades, y se usa ampliamente en la construcción, revestimientos, medicina, alimentos, textiles, campos petroleros, cosméticos, agentes de lavado, cerámica, tintas y procesos químicos de polimerización.

2. Estado de producción en el país y en el extranjero

2.1 Situación de la producción en el extranjero

Desde mediados de la década de 1930, los éteres de celulosa solubles en agua se han desarrollado y puesto en producción sucesivamente en países industrialmente desarrollados en el extranjero, y se han desarrollado rápidamente en la década de 1950. Hasta ahora, se ha formado una gran industria de dos tipos principales de productos, iónicos y no iónicos. CMC, MC y HEC son las variedades más importantes de éteres de celulosa iónicos y no iónicos, respectivamente.

En la actualidad, la capacidad total de producción de éter de celulosa en el mundo alcanza las 500.000 toneladas, de las cuales el tipo iónico representa el 67%. En 2000, la producción total mundial fue de 470.000 toneladas y el éter de celulosa no iónico fue significativamente menor que el éter de celulosa iónico. Esto se debe a que el precio de los éteres de celulosa no iónicos es generalmente más alto, mientras que el precio de los éteres de celulosa iónicos es más bajo, por lo que la mayoría de las aplicaciones generales eligen CMC. Dado que la producción de MC y HEC utiliza cloruro de metilo y óxido de etileno como agentes de eterificación, se requiere un conjunto completo de sistemas de proceso para manejar estas sustancias peligrosas de bajo punto de ebullición, y existen altos requisitos de seguridad y protección ambiental. Hasta ahora, solo Estados Unidos y Europa La producción a gran escala solo se puede lograr en unos pocos países industrialmente desarrollados, como Japón y Japón.

Estados Unidos y Alemania son los productores de celulosa soluble en agua más importantes del mundo, con equipos de producción a escala relativamente grande y tecnología de producción avanzada. Corea del Sur y Japón en Asia han introducido tecnología y equipos de Alemania y Estados Unidos para organizar la producción, y su capacidad de producción ha alcanzado o superado el nivel de 10.000 toneladas respectivamente, convirtiéndose en los principales productores del mundo. La serie MC se usa principalmente en la construcción en el mundo, y su uso en la construcción ha alcanzado más del 50% en países europeos y americanos. En particular, Corea del Sur necesita ser mencionada. La industria de la celulosa soluble en agua que surgió para la construcción de las sedes olímpicas en 1988 ha alcanzado una escala de 18.500t/a en los últimos 10 años.

2.2 Situación de la producción nacional

La producción industrial de productos de éter de celulosa en mi país comenzó a mediados de la década de 1960, cuando el Instituto de Investigación y Diseño Químico de Wuxi, la planta química de Luzhou y la planta química de Hui'an comenzaron a investigar y desarrollar HPMC. En los últimos años, la tecnología HPMC ha avanzado mucho, y su demanda ha ido creciendo a un ritmo del 15% anual. Actualmente, los principales fabricantes de HPMC en mi país son Feicheng Ruitai Fine Chemical Co., Ltd. y Luzhou Chemical Plant. Entre ellos, la planta química fina de Tianpu de la planta química de Luzhou ha sido reconstruida y ampliada y, a principios de 1999, ha formado una capacidad de producción total de 1400t/a HPMC y metilcelulosa (MC).

Según las estadísticas, la capacidad de producción de HPMC de mi país fue de 3500 t/a en 2002, pero la producción real superó las 2000 toneladas. Los principales fabricantes se encuentran en las provincias de Hebei, Shandong, Hunan, Fujian, Sichuan, Zhejiang y Shaanxi.

3. Tecnología de producción

3.1 Estado actual de la tecnología en el país y en el extranjero

En la actualidad, las tecnologías de producción de éter de celulosa no iónica más avanzadas del mundo incluyen principalmente las tecnologías de producción de Dow Chemical Company de los Estados Unidos, Hercules Company y Clarite Company de Alemania. Shin-Etsu Chemical de Japón y Samsung Fine Chemicals de Corea del Sur introdujeron tecnologías de la estadounidense Dow Chemical Company y la alemana Ludigo Company, respectivamente.

El proceso de producción doméstico de HPMC generalmente adopta una producción intermitente, pero la tecnología es relativamente atrasada, y sus productos tienen defectos en el control de calidad, y existen diferencias en la calidad de cada producto de caldera. Los productos solo se pueden vender reduciendo el índice, que no puede cumplir con los requisitos en muchos campos. Al mismo tiempo, debido a la escala generalmente pequeña de la producción nacional, existen grandes riesgos en la expansión de la escala.

En comparación con la tecnología extranjera, la tecnología nacional tiene una clara desventaja en términos de tecnología, equipo, escala, servicio postventa, protección ambiental y autocontrol.

3.2 Breve introducción del proceso de producción

El proceso de producción de éteres de celulosa tiene sus características comunes, es decir, el algodón refinado o la pulpa de madera se impregnan con soda cáustica líquida, y el exceso de lejía se elimina presionando para obtener celulosa alcalina, y luego se agrega con solvente y agente eterificante, eterificación se lleva a cabo bajo una cierta temperatura y presión Reacción, el punto final de la reacción está sujeto al grado requerido de eterificación, y luego el producto terminado se obtiene mediante neutralización, lavado, secado y trituración.

La producción de HPMC utiliza cloruro de metilo y óxido de propileno como agentes de eterificación, y todas las tecnologías de producción avanzadas extranjeras utilizan el método de un solo paso para producir HPMC.

El equipo clave para producir HPMC es el reactor, el secador, el granulador, el pulverizador, etc. En la actualidad, muchos fabricantes extranjeros utilizan equipos producidos en Alemania. Los equipos de producción nacional no pueden satisfacer las necesidades de producción de HPMC de alta calidad en términos de capacidad de producción y calidad de fabricación.

El reactor integral producido en Alemania puede realizar múltiples pasos de proceso con un solo dispositivo, realizar control automático, calidad estable del producto y operación de producción segura y confiable.

Las principales materias primas para producir HPMC son algodón refinado, hidróxido de sodio, cloruro de metilo, óxido de propileno, etc.

4. Sugerencias para el desarrollo de proyectos HPMC

4.1 La construcción de proyectos HPMC en China enfrenta buenas oportunidades de desarrollo

En 2001 y 2003, la Comisión Estatal de Economía y Comercio emitió el segundo y el tercer lote de planes nacionales orientados a proyectos de transformación tecnológica clave "doble alto y uno excelente" (es decir, industrialización de alta tecnología, tecnología universitaria y tecnología avanzada y aplicable a transformar las industrias tradicionales, optimizar los productos clave y la estructura tecnológica), señalando claramente que los productos químicos finos especiales, especialmente aquellos con una gran brecha en el mercado interno, dependen principalmente de productos importados como la hidroxipropilmetilcelulosa, etc., para llevar a cabo la transformación clave. , mejorar el grado y la profundidad de procesamiento de los productos existentes, Se agregaron especificaciones del producto. Esta orientación política no solo aclara que HPMC es un producto con una gran brecha en el mercado interno y depende principalmente de las importaciones, sino que también muestra la política del país de fomentar el desarrollo de productos especiales de química fina.

En 2000, la Asociación de la Industria del Éter de Fibra de China propuso desarrollar vigorosamente productos químicos finos como los derivados de la celulosa. En el plan de ajuste de la estructura industrial, propuso centrarse en el desarrollo de éter de celulosa no iónico, especialmente productos MC/HPMC; La Asociación de la Industria Cloro-Alcalina de China se está desarrollando En la planificación de productos derivados del cloro, se propuso la idea de desarrollar productos MC/HPMC; el Instituto de Investigación de Inversiones de la Comisión Estatal de Planificación, la Asociación de Consultoría de Ingeniería de China y los gobiernos locales enumeraron MC/HPMC como un proyecto de desarrollo clave.

De acuerdo con la experiencia de desarrollar productos de celulosa en el exterior, la demanda del país de productos como HPMC está aumentando con el desarrollo de la economía. China es uno de los países con el desarrollo económico más rápido del mundo en la actualidad. Por lo tanto, la perspectiva de aplicación de HPMC en nuestro país es muy amplia, y es una oportunidad favorable para desarrollar este proyecto en la actualidad.

4.2 Los productos HPMC de mi país tienen un gran potencial de mercado

En la actualidad, el mercado chino de éter de celulosa todavía está dominado por productos iónicos (CMC), que representan más del 95 % del consumo total, y los éteres de celulosa no iónicos (MC/HPMC/HEC, etc.) solo representan el 5 %. del consumo total. En los países desarrollados de Europa y Estados Unidos, el consumo de estos dos tipos de productos representa el 50% cada uno. Debido a la buena resistencia a la sal, la resistencia al calor y la actividad superficial adecuada del éter de celulosa no iónico, es muy adecuado para las tendencias modernas y se está desarrollando muy rápidamente. CMC todavía tiene un gran mercado debido a su facilidad de fabricación y bajo precio, pero algunas partes del mercado tradicional han sido reemplazadas por éteres no iónicos. Se espera que con la mejora y la perfección adicionales del proceso de fabricación de éter no iónico, el costo se reduzca y el consumo de éter no iónico muestre una tendencia ascendente general. De acuerdo con las estimaciones de la industria de celulosa de China y los fabricantes extranjeros, en los próximos años, la demanda de MC/HPMC en mi país puede alcanzar una tasa de crecimiento anual del 15 %, principalmente por las siguientes razones:

Primero, con el éxito de la candidatura de Beijing para albergar los Juegos Olímpicos de 2008, la construcción de sedes olímpicas e infraestructura urbana alcanzará gradualmente el nivel avanzado internacional. El MC/HPMC, como un excelente aditivo para la construcción y los revestimientos, se utilizará ampliamente y se utilizará como efecto de demostración para impulsar a la industria nacional de la construcción y los revestimientos a utilizar productos de MC/HPMC en grandes cantidades.

En segundo lugar, con la popularización del concreto comercial urbano y la reducción del precio de los productos de celulosa, se puede agregar una gran cantidad de concreto comercial con productos MC/HPMC para mejorar las propiedades reológicas y las propiedades de retención de agua, y reemplazar gradualmente las mezclas de cemento existentes. MC/HPMC tendrá amplias perspectivas de aplicación en el mercado.

En tercer lugar, el desarrollo de la industria nacional de PVC impulsará la demanda de MC/HPMC. En 2005, se espera que la producción de PVC de mi país alcance los 4 millones de toneladas, y la cantidad requerida de HPMC es de 1200t~1400t.

En cuarto lugar, en los campos de la medicina y la alimentación, con la mejora de la salud de las personas y la conciencia ambiental, los productos de celulosa no iónica como MC/HPMC, que son inofensivos para la fisiología y no contaminan el medio ambiente, reemplazarán gradualmente a cmc y se desarrollarán rápidamente. .

Según el análisis anterior, para 2006, se espera que la demanda del mercado de MC/HPMC de mi país sea de 4000t~5000t. Por esta razón, los principales fabricantes extranjeros consideran a China como el mercado potencial más grande, expanden la capacidad de producción uno tras otro y ocupan el mercado chino.

4.3 La construcción del proyecto HPMC tiene buenos beneficios económicos

Según estimaciones preliminares, de acuerdo con las necesidades actuales del mercado en China, se introducirá tecnología de producción extranjera para construir una planta de HPMC con un nivel de producción mundial y una producción anual de 6000 toneladas. La inversión total del proyecto es de unos 400 millones de yuanes (incluido el capital circulante). El precio se calcula en 65.000 yuanes por tonelada, el ingreso medio anual por ventas es de 390 millones de yuanes, el beneficio total anual medio es de 150 millones de yuanes y el impuesto sobre la renta medio anual es de 46,77 millones de yuanes. De acuerdo con la evaluación del beneficio económico, la tasa de beneficio de la inversión del proyecto es de hasta el 36 %, la tasa impositiva de los beneficios de la inversión es del 46 % y la tasa interna de rendimiento financiero del proyecto es del 30 %. Los beneficios económicos son muy significativos. Una vez finalizado el proyecto y puesto en funcionamiento, solo se tarda 5 años en recuperar toda la inversión.

Se puede ver que bajo la oportunidad favorable actual, desarrollar vigorosamente proyectos de HPMC no solo se ajusta a las políticas de desarrollo industrial del país y la industria, satisface las necesidades del mercado interno, sino que también acorta la brecha entre la industria de celulosa de mi país y extranjera. países avanzados, y promueve el desarrollo de la industria nacional de celulosa. El desarrollo económico genera enormes beneficios económicos para las empresas.