Nguyên lý phản ứng của cellulose ether hydroxypropyl methyl cellulose: sản xuất HPMC hydroxypropyl methyl cellulose sử dụng methyl clorua và propylene oxit làm tác nhân ether hóa.Phương trình phản ứng hóa học là: Rcell-OH (bông tinh luyện) + NaOH (natri hydroxit), Natri hydroxit) + CspanCl (metyl clorua) + CH2OCHCspan (propylen oxit) → Rcell-O -CH2OHCHCspan (hydroxypropyl methylcellulose) + NaCl (natri clorua ) + H2O (nước)
Quy trình công nghệ:
nghiền bông tinh chế—kiềm hóa—cho ăn—kiềm hóa—ether hóa—thu hồi và rửa dung môi—tách ly tâm—sấy khô—nghiền—trộn —Bao bì sản phẩm
1: Nguyên liệu thô và nguyên liệu phụ để sản xuất hydroxypropyl methylcellulose Nguyên liệu chính là bông tinh chế, nguyên liệu phụ là natri hydroxit (natri hydroxit), propylene oxit, metyl clorua, axit axetic, toluene, isopropanol và nitơ.Mục đích của việc nghiền bông tinh chế là phá hủy cấu trúc tổng hợp của bông tinh chế thông qua năng lượng cơ học để giảm độ kết tinh và mức độ trùng hợp cũng như tăng diện tích bề mặt của nó.
2: Đo lường và kiểm soát chất lượng nguyên liệu thô: Dưới tiền đề của một số thiết bị nhất định, chất lượng của bất kỳ nguyên liệu thô chính và phụ nào cũng như tỷ lệ giữa lượng bổ sung và nồng độ dung môi ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ số khác nhau của sản phẩm.Hệ thống quy trình sản xuất chứa một lượng nước nhất định, nước và dung môi hữu cơ không thể trộn lẫn hoàn toàn, sự phân tán của nước ảnh hưởng đến sự phân bố kiềm trong hệ thống.Nếu nó không được khuấy đủ, sẽ bất lợi cho quá trình kiềm hóa và ete hóa đồng đều cellulose.
3: Khuấy, truyền khối và truyền nhiệt: Quá trình kiềm hóa và ete hóa cellulose đều được thực hiện trong điều kiện không đồng nhất (khuấy bằng ngoại lực).Liệu sự phân tán và tiếp xúc lẫn nhau của nước, kiềm, bông tinh chế và chất ete hóa trong hệ dung môi có đủ đồng đều hay không, sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu ứng kiềm hóa và ete hóa.Khuấy không đều trong quá trình kiềm hóa sẽ tạo ra các tinh thể kiềm và kết tủa ở đáy thiết bị.Nồng độ lớp trên thấp và độ kiềm hóa không đủ.Kết quả là, vẫn còn một lượng lớn chất kiềm tự do trong hệ thống sau khi quá trình ether hóa hoàn tất.Tính đồng nhất, dẫn đến độ trong suốt kém, nhiều sợi tự do hơn, khả năng giữ nước kém, điểm gel thấp và giá trị PH cao.
4: Quy trình sản xuất (quy trình sản xuất bùn)
(1 :) Thêm lượng kiềm rắn (790Kg) và nước theo quy định (tổng lượng nước hệ thống 460Kg) vào ấm đun nước xút, khuấy và đun nóng đến nhiệt độ không đổi 80 độ trong hơn 40 phút, và kiềm rắn hoàn toàn hòa tan.
(2:) Thêm 6500Kg dung môi vào lò phản ứng (tỷ lệ isopropanol và toluene trong dung môi khoảng 15/85);ép kiềm vào lò phản ứng và phun 200Kg dung môi vào bể kiềm sau khi ép kiềm.Xả đường ống;ấm phản ứng được làm lạnh đến 23°C và thêm bông tinh chế đã nghiền thành bột (800Kg).Sau khi thêm bông tinh chế vào, 600Kg dung môi được phun để bắt đầu phản ứng kiềm hóa.Việc bổ sung bông tinh chế đã nghiền phải được hoàn thành trong thời gian quy định (7 phút) (độ dài của thời gian bổ sung là rất quan trọng).Khi bông tinh chế tiếp xúc với dung dịch kiềm, phản ứng kiềm hóa bắt đầu.Nếu thời gian cho ăn quá dài, mức độ kiềm hóa sẽ khác nhau do thời gian bông tinh chế đi vào hệ thống phản ứng, dẫn đến quá trình kiềm hóa không đồng đều và giảm độ đồng đều của sản phẩm.Đồng thời sẽ khiến cellulose kiềm tiếp xúc với không khí lâu ngày bị oxy hóa và phân hủy dẫn đến độ nhớt của sản phẩm giảm.Để thu được các sản phẩm có độ nhớt khác nhau, có thể sử dụng chân không và nitơ trong quá trình kiềm hóa hoặc có thể thêm một lượng chất chống oxy hóa (dichloromethane) nhất định.Thời gian kiềm hóa được kiểm soát ở mức 120 phút và nhiệt độ được giữ ở mức 20-23oC.
(3 :) Sau khi quá trình kiềm hóa kết thúc, thêm lượng chất ether hóa đã chỉ định (metyl clorua và propylene oxit), tăng nhiệt độ lên nhiệt độ quy định và thực hiện phản ứng ether hóa trong thời gian quy định.
Điều kiện ete hóa: 950Kg metyl clorua và 303Kg propylene oxit.Thêm chất ete hóa, làm nguội và khuấy trong 40 phút rồi tăng nhiệt độ.Nhiệt độ ether hóa đầu tiên là 56°C, thời gian nhiệt độ không đổi là 2,5h, nhiệt độ ether hóa thứ hai là 87°C và nhiệt độ không đổi là 2,5h.Phản ứng hydroxypropyl có thể tiến hành ở khoảng 30°C, tốc độ phản ứng tăng nhanh ở 50°C, phản ứng methoxyl hóa chậm ở 60°C và yếu hơn ở nhiệt độ dưới 50°C.Lượng, tỷ lệ và thời gian methyl clorua và propylene oxit, cũng như việc kiểm soát độ tăng nhiệt độ của quá trình ether hóa, ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc sản phẩm.
Thiết bị chính để sản xuất HPMC là lò phản ứng, máy sấy, máy tạo hạt, máy nghiền, v.v. Hiện nay, nhiều nhà sản xuất nước ngoài sử dụng thiết bị sản xuất tại Đức.Thiết bị sản xuất trong nước dù là năng lực sản xuất hay chất lượng chế tạo đều không thể đáp ứng nhu cầu sản xuất HPMC chất lượng cao.
Lò phản ứng tất cả trong một được sản xuất tại Đức có thể hoàn thành nhiều bước quy trình với một thiết bị, thực hiện điều khiển tự động, chất lượng sản phẩm ổn định cũng như vận hành sản xuất an toàn và đáng tin cậy.
Nguyên liệu chính để sản xuất HPMC là bông tinh chế, natri hydroxit, metyl clorua và oxit propylen.
Thời gian đăng: Nov-11-2021