CN101260158B - 羟丙基甲基纤维素制备方法 - Google Patents

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羟丙基甲基纤维素制备方法,在质量比为精制棉∶氢氧化钠∶氯甲烷∶环氧丙烷∶稀释剂=1∶0.5~1.2∶1~3∶0.2~0.5∶1~5的条件下进行碱化、醚化反应,稀释剂为甲苯∶异丙醇∶水=1∶0.1~0.5∶0.2~1,再回收稀释剂,然后通过对醚化反应物料进行中和、过滤洗涤、造粒、湿粉碎、烘干、粉碎、混同工序得到羟丙基甲基纤维素成品。与现有技术相比,改善了反应效率,缩短了反应周期,提高了生产效率;提高了反应均匀性,产品品质得到提高;减少了稀释剂用量、处理量和排放量,同时达到节能减排效果;提高了设备利用率,降低了成本;对设备安全性要求低,有利于安全生产和产业化应用。

Description

羟丙基甲基纤维素制备方法
技术领域
本发明属于纤维素制备技术领域,涉及一种羟丙基甲基纤维素制备方法。
技术背景
现有技术中,羟丙基甲基纤维素的制备工艺路线如下:在一定配比的混合稀释剂体系中,使精制棉和苛性碱进行碱化反应,同时或其后向碱化反应物料中加入氯甲烷、环氧丙烷进行醚化反应,再回收稀释剂,然后通过对醚化反应物料进行中和、过滤洗涤、造粒、湿粉碎、烘干、粉碎、混同等工序得到成品。具体的制备方法包括两种。一种方法是以高稀释剂比进行碱化、醚化反应,即在质量比为精制棉∶稀释剂=1∶8~15的条件下进行碱化、醚化反应,所述稀释剂可以使用甲苯、异丙醇、水等多种物质,但不包含过量醚化剂。这种羟丙基甲基纤维素制备方法的缺点是稀释剂用量、处理量和排放量大;能源消耗多;反应速率慢,溶剂回收时间长,生产效率低;成品透光率较低;生产设备能力发挥受限。另一种方法是使用过量醚化剂,在较高反应压力下进行碱化、醚化反应。如中国专利ZL 00129441.5号公开了一种一步法羟丙基甲基纤维素制备方法,其特征是在高压釜中加入精制棉、苛性碱、氯甲烷和环氧丙烷,升温、升压,一步完成碱化、甲基化和羟丙基化反应,经后处理得羟丙基甲基纤维素成品。在该专利方法中,质量体积比为精制棉∶氯甲烷=1∶6~25的反应条件决定了这种羟丙基甲基纤维素制备方法的缺点:因为反应过程和副产物回收均需在较高压力条件下进行,所以正如该专利独立权利要求所述,生产须使用高压釜才能完成,即,该方法对设备性能,特别是安全性要求很高,生产成本高,产业化应用困难大。
发明内容
本发明的目的是对现有羟丙基甲基纤维素制备方法进行改进,达到提高生产效率、改善产品质量、降低生产成本、节能减排和降低对生产设备安全性要求等技术经济效果。
本发明的技术方案是:一种羟丙基甲基纤维素制备方法,其工艺流程是,在一定配比的混合稀释剂体系中,使精制棉和苛性碱或氢氧化钠进行碱化反应,同时或其后向碱化反应物料中加入氯甲烷、环氧丙烷进行醚化反应,再回收稀释剂,然后通过对醚化反应物料进行中和、过滤洗涤、造粒、湿粉碎、烘干、粉碎、混同等工序得到羟丙基甲基纤维素成品,所述稀释剂可以是甲苯、异丙醇和水等多种物质的混合物,其特征在于:在质量比为精制棉∶稀释剂=1∶1~5的稀释剂比条件下进行碱化、醚化反应。
作为优选,碱化、醚化反应中各物质及其质量比为精制棉∶氢氧化钠∶氯甲烷∶环氧丙烷∶稀释剂=1∶0.5~1.2∶1~3∶0.2~0.5∶1~5。
作为优选,稀释剂各组分及其质量配比为甲苯∶异丙醇∶水=1∶0.1~0.5∶0.2~1。
作为优选,碱化反应条件为温度18~40℃,压力≤0.2MPa,时间1~3hr。
作为优选,醚化反应条件为温度45~95℃,压力≤0.8MPa,时间1~3hr。
与现有技术相比,因为改进了制备羟丙基甲基纤维素过程中碱化、醚化反应的稀释剂体系,本发明具备如下优点:改善了反应效率,缩短了反应周期,提高了生产效率;提高了反应均匀性,产品品质(尤其是成品透光率)得到提高;减少了稀释剂用量、处理量和排放量,同时达到节能减排效果;提高了设备利用率,降低了成本;对设备安全性要求低,有利于安全生产和产业化应用。
具体实施方式
实施例一
在配碱釜中加入组分及其质量配比为甲苯∶异丙醇∶水=1∶0.4∶0.2的稀释剂200kg、氢氧化钠100kg,升温至70~90℃,溶化,配制成碱溶液,降温到25℃备用。
在反应釜中加入精制棉100kg,然后加入上述配制好的碱溶液,进行碱化反应,反应温度18~22℃,反应压力0.1MPa,反应时间3hr。然后加入氯甲烷100kg,环氧丙烷50kg,进行醚化反应,反应温度70~90℃,反应压力0.2~0.5MPa,反应时间3hr。反应结束后然后回收稀释剂180kg,再用10kg盐酸进行中和,加水稀释洗涤,通过造粒、湿粉碎、烘干、粉碎得到羟丙基甲基纤维素成品111.5kg。经同样方法检验,产品质量明显优于现有技术产品。
实施例二
在配碱釜中加入组分及其质量配比为甲苯∶水=1∶0.8的稀释剂250kg、氢氧化钠100kg,升温至80~90℃,溶化,配制成碱溶液,降温到30℃备用。
在反应釜中加入精制棉100kg,然后加入上述配制好的碱溶液,进行碱化反应,反应温度36~40℃,反应压力0.2MPa,反应时间1hr。然后加入氯甲烷200kg,环氧丙烷30kg,进行醚化反应,反应温度45~70℃,反应压力0.4~0.5MPa,反应时间2hr。反应结束后回收稀释剂125kg,再用15kg盐酸进行中和,加水稀释洗涤,通过造粒、湿粉碎、烘干、粉碎得到羟丙基甲基纤维素成品113kg。经同样方法检验,产品质量明显优于现有技术产品。
实施例三
在配碱釜中加入组分及其质量配比为异丙醇∶水=1∶0.2的稀释剂100kg、氢氧化钠60kg,升温至60~80℃,溶化,配制成碱溶液,降温到30℃备用。
在反应釜中加入精制棉100kg,然后加入上述配制好的碱溶液,进行碱化反应,反应温度25~28℃,反应压力0.15MPa,反应时间2hr。然后加入氯甲烷300kg,环氧丙烷60kg,进行醚化反应,反应温度80~95℃,反应压力0.6~0.8MPa,反应时间1.5hr。反应结束后回收稀释剂70kg,再用5kg盐酸进行中和,加水稀释洗涤,通过造粒、湿粉碎、烘干、粉碎得到羟丙基甲基纤维素成品108kg。经同样方法检验,产品质量明显优于现有技术产品。
实施例四
在配碱釜中加入组分及其质量配比为甲苯∶异丙醇∶水=1∶0.3∶0.4的稀释剂500kg、氢氧化钠80kg,升温至60~80℃,溶化,配制成碱溶液,降温到30℃备用。
在反应釜中加入精制棉100kg,然后加入上述配制好的碱溶液,进行碱化反应,反应温度30~34℃,反应压力0.15MPa,反应时间2.5hr。然后加入氯甲烷250kg,环氧丙烷60kg,进行醚化反应,反应温度80~90℃,反应压力0.5~0.6MPa,反应时间2hr。反应结束后回收稀释剂355kg,再用5kg盐酸进行中和,加水稀释洗涤,通过造粒、湿粉碎、烘干、粉碎得到羟丙基甲基纤维素成品110kg。经同样方法检验,产品质量明显优于现有技术产品。

Claims (3)

1.一种羟丙基甲基纤维素制备方法,其工艺流程是,在一定配比的混合稀释剂体系中,使精制棉和氢氧化钠进行碱化反应,同时或其后向碱化反应物料中加入氯甲烷、环氧丙烷进行醚化反应,再回收稀释剂,然后通过对醚化反应物料进行中和、过滤洗涤、造粒、湿粉碎、烘干、粉碎、混同工序得到羟丙基甲基纤维素成品,所述稀释剂是甲苯、异丙醇和水的混合物,其特征在于:在质量比为精制棉∶氢氧化钠∶氯甲烷∶环氧丙烷∶稀释剂=1∶0.5~1.2∶1~3∶0.2~0.5∶1~5的条件下进行碱化、醚化反应;稀释剂各组分及其质量配比为甲苯∶异丙醇∶水=1∶0.1~0.5∶0.2~1。
2.如权利要求1所述的羟丙基甲基纤维素制备方法,其特征在于:碱化反应条件为温度18~40℃,压力≤0.2MPa,时间1~3hr。
3.如权利要求1所述的羟丙基甲基纤维素制备方法,其特征在于:醚化反应条件为温度45~95℃,压力≤0.8MPa,时间1~3hr。
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