Принцип реакції ефіру целюлози гідроксипропілметилцелюлози: виробництво гідроксипропілметилцелюлози HPMC використовує метилхлорид і пропіленоксид як агенти етерифікації.Рівняння хімічної реакції таке: Rcell-OH (рафінована бавовна) + NaOH (гідроксид натрію), гідроксид натрію) + CspanCl (метилхлорид) + CH2OCHCspan (пропіленоксид) → Rcell-O -CH2OHCHCspan (гідроксипропілметилцелюлоза) + NaCl (хлорид натрію) ) + H2O (вода)
Потік процесу:
рафінована бавовна подрібнення — підлужування — живлення — підлужнення — етерифікація — відновлення та промивання розчинника — відцентрове відділення — сушка — подрібнення — змішування — Упаковка продукту
1: Сировина та допоміжні матеріали для виробництва гідроксипропілметилцелюлози. Основною сировиною є очищена бавовна, а допоміжними матеріалами є гідроксид натрію (гідроксид натрію), оксид пропілену, метилхлорид, оцтова кислота, толуол, ізопропанол та азот.Метою подрібнення рафінованої бавовни є руйнування агрегованої структури рафінованої бавовни за допомогою механічної енергії для зниження кристалічності та ступеня полімеризації та збільшення площі її поверхні.
2: Вимірювання та контроль якості сировини: в умовах певного обладнання якість будь-якої основної та допоміжної сировини, а також співвідношення доданої кількості та концентрації розчинника безпосередньо впливають на різні показники продукту.Система виробничого процесу містить певну кількість води, а вода та органічні розчинники не змішуються повністю, а дисперсія води впливає на розподіл лугу в системі.Якщо його недостатньо перемішувати, рівномірне підлужнення та етерифікація целюлози буде несприятливим.
3: Перемішування, масообмін і теплообмін: підлужнення целюлози та етерифікація здійснюються в гетерогенних (перемішування зовнішньою силою) умовах.Від того, чи є дисперсія та взаємний контакт води, лугу, очищеної бавовни та етерифікуючого агента в системі розчинників достатньо рівномірними, це безпосередньо вплине на ефекти підлужнення та етерифікації.Нерівномірне перемішування під час процесу підлужнення призведе до утворення кристалів лугу та осаду на дні обладнання.Концентрація верхнього шару низька, а підлужнення недостатнє.У результаті після завершення етерифікації в системі все ще залишається велика кількість вільного лугу.Однорідність, що призводить до поганої прозорості, більшої кількості вільних волокон, поганого утримання води, низької точки гелеутворення та високого значення PH.
4: Виробничий процес (процес виробництва гною)
(1:) Додайте вказану кількість твердого лугу (790 кг) і води (загальна кількість води в системі 460 кг) у чайник з каустичною содою, перемішайте та нагрівайте до постійної температури 80 градусів протягом більше ніж 40 хвилин, і твердий луг повністю випарується. розчинений.
(2:) Додайте 6500 кг розчинника в реактор (співвідношення ізопропанолу до толуолу в розчиннику становить приблизно 15/85);втисніть луг у реактор і розпиліть 200 кг розчинника в резервуар для лугу після натискання лугу.Промити трубопровід;реакційний котел охолоджують до 23°C і додають подрібнену очищену бавовну (800 кг).Після додавання очищеної бавовни розпилюється 600 кг розчинника, щоб почати реакцію підлужнення.Додавання подрібненої очищеної бавовни має бути завершено протягом зазначеного часу (7 хвилин) (тривалість часу додавання дуже важлива).Коли очищена бавовна контактує з розчином лугу, починається реакція підлужнення.Якщо час подачі надто довгий, ступінь підлужнення буде різним через час, коли очищена бавовна потрапляє в реакційну систему, що призводить до нерівномірного підлужнення та зниження однорідності продукту.У той же час це спричинить тривалий контакт лужної целюлози з повітрям для окислення та деградації, що призведе до зменшення в’язкості продукту.Щоб отримати продукти з різним рівнем в'язкості, у процесі підлужнення можна застосувати вакуум і азот або додати певну кількість антиоксиданту (дихлорметану).Час підлужнення контролюється на рівні 120 хв, а температура підтримується на рівні 20-23 ℃.
(3:) Після завершення підлужнення додайте вказану кількість етерифікуючого агента (метилхлорид і пропіленоксид), підвищте температуру до зазначеної температури та проведіть реакцію етерифікації протягом зазначеного часу.
Умови етерифікації: 950 кг метилхлориду та 303 кг пропіленоксиду.Додайте агент етерифікації, охолодіть і перемішуйте протягом 40 хвилин, а потім підвищте температуру.Перша температура етерифікації становить 56 °C, час постійної температури становить 2,5 години, друга температура етерифікації становить 87 °C, а постійна температура становить 2,5 години.Реакція гідроксипропілу може протікати приблизно при 30 °C, швидкість реакції значно прискорюється при 50 °C, реакція метоксилування повільна при 60 °C і слабшає нижче 50 °C.Кількість, пропорція та час додавання метилхлориду та пропіленоксиду, а також контроль підвищення температури в процесі етерифікації безпосередньо впливають на структуру продукту.
Основним обладнанням для виробництва ГПМЦ є реактор, сушарка, гранулятор, пульверизатор тощо. В даний час багато іноземних виробників використовують обладнання, вироблене в Німеччині.Обладнання вітчизняного виробництва, чи то виробничі потужності, чи то якість виготовлення, не може задовольнити потреби високоякісного виробництва HPMC.
Реактор All-In-One, вироблений у Німеччині, може виконувати кілька етапів процесу за допомогою одного пристрою, реалізувати автоматичний контроль, стабільну якість продукції та безпечні та надійні виробничі операції.
Основною сировиною для виробництва HPMC є очищена бавовна, гідроксид натрію, метилхлорид і пропіленоксид.
Час публікації: 11 листопада 2021 р