Согласно неполным статистическим данным, нынешнее мировое производство неионного эфира целлюлозы достигло более 500 000 тонн, а на долю гидроксипропилметилцеллюлозы пришлось от 80% до более чем 400 000 тонн. За последние два года в Китае ряд компаний быстро расширили производство. Расширение мощности достигло около 180 000 тонн, около 60 000 тонн для внутреннего потребления. Из них более 550 миллионов тонн используются в промышленности и около 70 процентов используются в качестве строительных добавок.
Из-за различного использования продуктов требования к индексу золы продуктов также могут быть разными, так что производство может быть организовано в соответствии с требованиями различных моделей в производственном процессе, что способствует эффекту энергосбережения. сокращение потребления и сокращение выбросов.
Зола 1-гидроксипропилметилцеллюлозы и ее существующие формы
Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) по отраслевым стандартам качества называется золой, а по фармакопее – сульфатом или горячим остатком, что можно просто понимать как примесь неорганической соли в продукте.Основной процесс производства сильной щелочи (гидроксида натрия) посредством реакции окончательного доведения рН до нейтральной соли и изначально присущей сырью суммы неорганических солей.
Метод определения общей золы;После карбонизации и сжигания определенного количества образцов в высокотемпературной печи органические вещества окисляются и разлагаются, выделяясь в виде углекислого газа, оксидов азота и воды, а неорганические вещества остаются в виде сульфата, фосфата, карбонаты, хлориды и другие неорганические соли и оксиды металлов.Эти остатки представляют собой пепел.Общее количество золы в образце можно рассчитать путем взвешивания остатка.
В соответствии с процессом используются разные кислоты и образуются разные соли: в основном хлорид натрия (генерируемый в результате реакции ионов хлорида в хлорметане и гидроксиде натрия), а также нейтрализация других кислот может привести к образованию ацетата натрия, сульфида натрия или оксалата натрия.
2. Требования к золе промышленной гидроксипропилметилцеллюлозы.
Гидроксипропилметилцеллюлоза в основном используется в качестве загустителя, эмульгатора, пленкообразователя, защитного коллоида, удержания воды, адгезии, антиферментного и метаболического инертного действия и других целей. Она широко используется во многих областях промышленности, которые можно грубо разделить на следующие аспекты:
(1) Строительство: основная роль заключается в удержании воды, загущении, вязкости, смазке, улучшении текучести цемента и гипса, перекачке.Архитектурные покрытия, латексные покрытия в основном используются в качестве защитного коллоида, пленкообразователя, загустителя и средства для взвешивания пигментов.
(2) Поливинилхлорид: в основном используется в качестве диспергатора в реакции полимеризации в системе суспензионной полимеризации.
(3) ежедневные химические вещества: в основном используются в качестве защитных средств, они могут улучшить эмульгирование продукта, антиферментные, дисперсионные, адгезионные, поверхностные активности, образование пленки, увлажнение, пенообразование, формование, разделительный агент, смягчитель, смазку и другие свойства;
(4) Фармацевтическая промышленность: в фармацевтической промышленности в основном используется для производства препаратов, используется в качестве твердого препарата покрывающего агента, материала полых капсул, связующего вещества, используется для фармацевтического каркаса с медленным высвобождением, формирования пленки, порообразователя, используется в виде жидкости, загущение полутвердых препаратов, эмульгирование, суспензирование, нанесение матрицы;
(5) Керамика: используется в качестве связующего агента для заготовок керамической промышленности, диспергатора цвета глазури;
(6) изготовление бумаги: дисперсия, краситель, упрочнитель;
(7) Печать и крашение текстиля: тканевая масса, цвет, наполнитель цвета:
(8) Сельскохозяйственное производство: в сельском хозяйстве его можно использовать для обработки семян сельскохозяйственных культур, улучшения всхожести, защиты влаги и предотвращения плесени, сохранения свежести фруктов, замедленного высвобождения химических удобрений и пестицидов и т. д.
Согласно отзывам о вышеупомянутом многолетнем опыте применения и сводке стандартов внутреннего контроля некоторых зарубежных и отечественных предприятий, только некоторые продукты полимеризации поливинилхлорида и ежедневные химические вещества необходимы для контроля содержания соли менее 0,010, а фармакопея различных стран требует контроля содержания соли менее 0,015.И другие области применения контроля соли могут быть относительно более широкими, особенно строительная продукция в дополнение к производству шпатлевки, соль для краски имеет определенные требования, остальные могут контролировать соль <0,05, в основном могут соответствовать использованию.
3. Процесс получения гидроксипропилметилцеллюлозы и метод удаления солей.
Основные способы производства гидроксипропилметилцеллюлозы в стране и за рубежом следующие:
(1) Жидкофазный метод (суспензионный метод): мелкий порошок целлюлозы, подлежащий измельчению, диспергируется примерно в 10-кратном количестве органического растворителя в вертикальном или горизонтальном реакторе при сильном перемешивании, а затем для реакции добавляются количественный щелочь и этерифицирующий агент.После реакции продукт промывали, сушили, измельчали и просеивали горячей водой.
(2) Газофазный метод (газо-твердый метод): Реакция целлюлозного порошка, подлежащего измельчению, завершается в полусухом состоянии путем непосредственного добавления количественного щелока и этерифицирующего агента, а также небольшого количества побочных продуктов с низкой температурой кипения. в горизонтальном реакторе при сильном перемешивании.Для реакции не требуются дополнительные органические растворители.После реакции продукт промывали, сушили, измельчали и просеивали горячей водой.
(3) Гомогенный метод (метод растворения): Горизонтальный метод можно добавлять непосредственно после измельчения целлюлозы с помощью реактора с сильным перемешиванием, рассеянного в NaOH/мочевине (или других растворителях целлюлозы) примерно в 5–8 раз больше воды, замораживая растворитель в растворителе, затем добавление количественного щелочи и этерифицирующего агента в реакцию, после реакции с ацетоном, реакция осаждения хорошего эфира целлюлозы. Затем его промывают горячей водой, сушат, измельчают и просеивают, чтобы получить готовый продукт.(Он еще не находится в промышленном производстве).
Конец реакции независимо от того, какие методы, упомянутые выше, содержат много соли, в соответствии с различными процессами можно получить: хлорид натрия и ацетат натрия, сульфид натрия, оксалат натрия и т. д., смесь соли, необходимая для опреснения, использование соли для растворения в воде, как правило, с большим количеством промывки горячей водой, в настоящее время основным оборудованием и способом стирки являются:
(1) ленточный вакуумный фильтр;Он делает это, пропитывая готовое сырье горячей водой, а затем промывая соль, равномерно распределяя суспензию по ленте фильтра, распыляя на нее горячую воду и пылесося ее внизу.
(2) Горизонтальная центрифуга: в конце реакции сырого материала в суспензию с горячей водой разбавляют соль, растворенную в горячей воде, а затем посредством разделения центрифугированием происходит разделение жидкости и твердого вещества для удаления соли.
(3) с напорным фильтром, в конце реакции сырого материала в суспензию с горячей водой, его в напорный фильтр, сначала с паровой продувкой, а затем с распылением горячей воды N раз с паровой продувкой, чтобы отделить и удалить соль.
Промывка горячей водой для удаления растворенных солей, потому что необходимо присоединиться к горячей воде, промыть, чем больше, тем ниже зольность, и наоборот, поэтому ее зольность напрямую связана с количеством горячей воды, общепромышленной. продукт, если контроль золы ниже 1%, ИСПОЛЬЗУЕТ 10 тонн горячей воды, если контроль ниже 5%, потребуется около 6 тонн горячей воды.
Сточные воды эфира целлюлозы имеют химическую потребность в кислороде (ХПК) более 60 000 мг/л и содержание солей более 30 000 мг/л, поэтому очистка таких сточных вод очень дорога, поскольку их трудно непосредственно очистить. биохимический продукт с таким высоким содержанием соли, и его не разрешается разбавлять в соответствии с действующими национальными требованиями по охране окружающей среды.Окончательное решение – удалить соль путем перегонки.Следовательно, при промывке одной тонны кипящей воды образуется на одну тонну сточных вод больше.Согласно современной технологии MUR с высокой энергоэффективностью, общая стоимость каждой тонны промывки концентрированной воды составляет около 80 юаней, а основная стоимость - это совокупное потребление энергии.
Влияние золы 4 на водоудерживающую способность технической гидроксипропилметилцеллюлозы
ГПМЦ в основном играет три роли: удержание воды, утолщение и удобство изготовления строительных материалов.
Удержание воды: для увеличения времени открытия материала, удерживающего воду, чтобы полностью способствовать его функции гидратации.
Утолщение: Целлюлозу можно утолщать, чтобы она играла суспензию, чтобы раствор сохранял равномерную форму вверх и вниз, обеспечивая устойчивость к подвешиванию потока.
Конструкция: Целлюлозная смазка, может иметь хорошую конструкцию.ГПМЦ не участвует в протекании химической реакции, а лишь играет вспомогательную роль.Одним из наиболее важных является удержание воды. Удержание воды в растворе влияет на его гомогенизацию, а затем влияет на механические свойства и долговечность затвердевшего раствора.Кладочный раствор и штукатурный раствор являются двумя важными частями растворных материалов, а важной областью применения кладочного раствора и штукатурного раствора является каменная конструкция.Поскольку блок в процессе применения продукции находится в сухом состоянии, чтобы уменьшить сильное водопоглощение сухого блока раствором, в строительстве используется блок перед предварительным смачиванием, чтобы блокировать определенное содержание влаги, сохранять влагу в растворе. Чтобы блокировать чрезмерное поглощение материала, можно поддерживать нормальную гидратацию внутреннего гелеобразующего материала, такого как цементный раствор.Однако такие факторы, как разница типов блоков и степень предварительного увлажнения участка, будут влиять на скорость потери воды и потерю воды раствором, что создаст скрытую опасность для общего качества каменной конструкции.Раствор с отличным водоудержанием позволяет устранить влияние блочных материалов и человеческого фактора и обеспечить однородность раствора.
Влияние удержания воды на характеристики твердения раствора в основном отражается на зоне контакта между раствором и блоком.При быстрой потере воды раствором при плохом водоудержании содержание воды в растворе в межфазной части заведомо недостаточно, и цемент не может полностью гидратироваться, что влияет на нормальное развитие прочности.Прочность сцепления материалов на основе цемента в основном обеспечивается за счет сцепления продуктов гидратации цемента.Недостаточная гидратация цемента в межфазной зоне снижает прочность межфазного сцепления, увеличиваются пустоты и растрескивание раствора.
Таким образом, выбирая наиболее чувствительную к требованиям по удержанию воды постройку марки K, три партии разной вязкости, с помощью различных способов промывки, чтобы получить ту же ожидаемую зольность партии номер два, а затем в соответствии с текущим общим методом испытания на удержание воды (метод фильтровальной бумаги). ) на одном и том же номере партии разная зольность водоудержания трех групп образцов характерна следующим образом:
4.1 Экспериментальный метод определения степени удержания воды (метод фильтровальной бумаги)
4.1.1 Применение приборов и оборудования
Смеситель цементного раствора, мерный цилиндр, весы, секундомер, контейнер из нержавеющей стали, ложка, кольцевая матрица из нержавеющей стали (внутренний диаметр φ100 мм × внешний диаметр φ110 мм × высота 25 мм, быстрая фильтровальная бумага, медленная фильтровальная бумага, стеклянная пластина.
4.1.2 Материалы и реагенты
ОБЫКНОВЕННЫЙ ПОРТАЛАНДСКИЙ ЦЕМЕНТ (425#), СТАНДАРТНЫЙ ПЕСОК (ПЕСОК БЕЗ ГРЯЗИ, ПРОМЫТЫЙ ВОДОЙ), ОБРАЗЕЦ ПРОДУКЦИИ (HPMC), ЧИСТАЯ ВОДА ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТА (ВОДОПРОВОДНАЯ ВОДА, МИНЕРАЛЬНАЯ ВОДА).
4.1.3 Условия экспериментального анализа
Лабораторная температура: 23±2 ℃;Относительная влажность: ≥ 50%;Температура воды в лаборатории такая же, как комнатная температура 23 ℃.
4.1.4 Экспериментальные методы
Поместите стеклянную пластину на рабочую платформу, положите на нее взвешенную хроническую фильтровальную бумагу (вес: M1), затем положите кусок быстрой фильтровальной бумаги на медленную фильтровальную бумагу, а затем поместите металлическую кольцевую форму на быструю фильтровальную бумагу ( кольцевая форма не должна превышать круглую фильтровальную бумагу).
Точно отвесьте (425#) цемента 90 г;Стандартный песок 210 г;Продукт (проба) 0,125г;Перелейте в емкость из нержавеющей стали и хорошо перемешайте (сухая смесь).
Используйте бетономешалку (горшок и листья чистые и сухие, тщательно очищайте и сушите после каждого эксперимента, откладывайте в сторону).С помощью мерного цилиндра отмерьте 72 мл чистой воды (23 ℃), сначала перелейте в емкость для перемешивания, а затем вылейте подготовленный материал, пропитывайте в течение 30 с;В то же время поднимите кастрюлю в положение для смешивания, запустите миксер и перемешивайте на низкой скорости (т. е. медленное помешивание) в течение 60 с;Остановитесь на 15 секунд и соскребите жижу со стены и лезвия в кастрюлю;Продолжайте быстро взбивать в течение 120 с до остановки.Быстро вылейте (загрузите) весь смешанный раствор в кольцевую форму из нержавеющей стали и засеките время с момента, когда раствор коснется фильтровальной бумаги (нажмите секундомер).Через 2 минуты кольцевую форму переворачивали, вынимали и взвешивали хроническую фильтровальную бумагу (вес: М2).Проведите холостой опыт по указанной выше методике (вес хронической фильтровальной бумаги до и после взвешивания М3, М4)
Метод расчета следующий:
(1)
Где, М1 — масса хронической фильтровальной бумаги перед выборкой эксперимента;М2 — масса хронической фильтровальной бумаги после выборочного эксперимента;М3 — масса хронической фильтровальной бумаги до холостого опыта;М4 — масса хронической фильтровальной бумаги после холостого опыта.
4.1.5 Меры предосторожности
(1) температура чистой воды должна составлять 23 ℃, а взвешивание должно быть точным;
(2) после перемешивания снимите емкость для перемешивания и равномерно перемешайте ложкой;
(3) форма должна быть установлена быстро, а раствор во время установки будет утрамбован ровным и твердым;
(4) Обязательно засеките момент, когда раствор коснется быстрой фильтровальной бумаги, и не выливайте раствор на внешнюю фильтровальную бумагу.
4.2 образец
Были выбраны три номера партий с разной вязкостью одной и той же марки К: 201302028 вязкость 75 000 мПа·с, 20130233 вязкость 150 000 мПа·с, 20130236 вязкость 200 000 мПа·с путем различных промывок для получения одинакового номера партии из двух разных зола (см. табл. 3.1).Строго контролируйте влажность и pH одной и той же партии образцов, насколько это возможно, а затем проведите тест на степень удержания воды в соответствии с вышеуказанным методом (метод фильтровальной бумаги).
4.3 Экспериментальные результаты
Результаты индексного анализа трех партий образцов показаны в таблице 1, результаты испытаний показателей водоудержания различной вязкости показаны на рисунке 1, а результаты испытаний показателей водоудержания различной зольности и pH показаны на рисунке 2. .
(1) Результаты индексного анализа трех партий образцов показаны в Таблице 1.
Таблица 1. Результаты анализа трех партий образцов
проект
Серия №.
Пепел %
pH
Вязкость/мПа, с
Вода / %
Задержка воды
201302028
4,9
4.2
75 000,
6
76
0,9
4.3
74, 500,
5,9
76
20130233
4.7
4.0
150 000,
5,5
79
0,8
4.1
140 000,
5.4
78
20130236
4,8
4.1
200 000,
5.1
82
0,9
4.0
195 000,
5.2
81
(2) Результаты испытаний на удержание воды для трех партий образцов с различной вязкостью показаны на рисунке 1.
ИНЖИР.1 Результаты испытаний водоудержания трех партий образцов различной вязкости
(3) Результаты определения степени удержания воды для трех партий образцов с разной зольностью и pH показаны на рисунке 2.
ИНЖИР.2 Результаты определения водоудержания трех партий образцов с разной зольностью и pH
Согласно приведенным выше экспериментальным результатам, влияние на скорость удержания воды в основном обусловлено вязкостью, высокая вязкость по сравнению с высокой степенью удержания воды, наоборот, будет плохой.Колебания содержания золы в диапазоне 1–5% почти не влияют на степень удержания воды, поэтому не влияют на характеристики удержания воды.
5. Вывод
Чтобы сделать стандарт более применимым к реальности и соответствовать все более жесткой тенденции энергосбережения и защиты окружающей среды, предлагается следующее:
Промышленный стандарт промышленной гидроксипропилметилцеллюлозы сформулирован с контролем золы по классам, например: контрольная зольность уровня 1 <0,010, контрольная зольность уровня 2 <0,050.Таким образом, производитель может предоставить пользователю больше выбора.В то же время цена может быть установлена на основе принципа высокого качества и высокой цены, чтобы предотвратить путаницу на рынке.Самое главное, что энергосбережение и защита окружающей среды делают производство продукции более дружелюбным и гармоничным с окружающей средой.
Время публикации: 9 сентября 2022 г.