RU2223278C1 - Method for preparing carboxymethylcellulose sodium salt - Google Patents

Method for preparing carboxymethylcellulose sodium salt Download PDF

Info

Publication number
RU2223278C1
RU2223278C1 RU2002122547/04A RU2002122547A RU2223278C1 RU 2223278 C1 RU2223278 C1 RU 2223278C1 RU 2002122547/04 A RU2002122547/04 A RU 2002122547/04A RU 2002122547 A RU2002122547 A RU 2002122547A RU 2223278 C1 RU2223278 C1 RU 2223278C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cellulose
carried out
sodium hydroxide
aqueous solution
dosing
Prior art date
Application number
RU2002122547/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002122547A (en
Inventor
В.А. Бондарь
М.И. Ильин
Н.В. Смирнова
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Полицелл" - дочернее общество ОАО "Полимерсинтез"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Полицелл" - дочернее общество ОАО "Полимерсинтез" filed Critical Закрытое акционерное общество "Полицелл" - дочернее общество ОАО "Полимерсинтез"
Priority to RU2002122547/04A priority Critical patent/RU2223278C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2223278C1 publication Critical patent/RU2223278C1/en
Publication of RU2002122547A publication Critical patent/RU2002122547A/en

Links

Images

Landscapes

  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

FIELD: high-molecular compounds. SUBSTANCE: invention relates to preparing cellulose ether, namely, carboxymethylcellulose sodium salt that is used widely in petroleum-extracting and gas production, building, pharmaceutical, food and other branched of industry. Method is carried out by initial cellulose activation by hydropulping for 20-120 min at 30-40 C to form suspension in the concentration 0.1-2.5 wt.-% followed by condensing and squeezing out up to the liquid phase content 40-56 wt.-%. Prepared mass is stirred up. Then by cellulose dosing the latter is stirred partially with monochloroacetic acid sodium salt and prepared mixture and sodium hydroxide solution are fed to dual- screw machine with intense stirring for 1-2 min at the rate of reaction mass shift from 500 to 3 000 s-1 and at temperature 65 C, not above, with simultaneous addition of high-molecular polyether based on ethylene oxide or propylene oxide as an aqueous solution in the concentration 25-50 wt.-%. Prepared product is dried in convective-contact regimen for 40-60 min at temperature 70 C, not above, followed by crushing. Invention provides the development of continuous manufacturing process with wasteless preparing method practically and high degree of ecology safety. The sequence of stages and regimens in carboxymethylation process allows widely using sort assortment of celluloses. EFFECT: improved preparing method. 2 tbl, 16 ex

Description

Изобретение относится к области получения высокомолекулярных соединений, а именно простого эфира целлюлозы - натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (далее Na-КМЦ), имеющей широкое применение в нефте- и газодобывающей, строительной, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности, и может быть использовано при создании непрерывного, принципиально нового высокопроизводительного процесса получения Na-КМЦ либо для модернизации существующих промышленных процессов производства простых эфиров целлюлозы. The invention relates to the field of production of macromolecular compounds, namely, cellulose ether, sodium salt of carboxymethyl cellulose (hereinafter Na-CMC), which is widely used in oil and gas production, construction, pharmaceutical, food and other industries, and can be used to create continuous , a fundamentally new high-performance process for producing Na-CMC or to modernize existing industrial processes for the production of cellulose ethers.

Современные проблемы в области химических производств выдвигают серьезные требования к существующим технологиям: их универсальности, экологичности и коммерческой значимости процесса. Разработка непрерывного, высокопроизводительного, практически безотходного способа с использованием высокоэффективного оборудования в сочетании с оптимальными параметрами процесса позволяет решить вышеперечисленные проблемы и обеспечить успешную реализацию технической идеи. Modern problems in the field of chemical production put forward serious requirements for existing technologies: their versatility, environmental friendliness and commercial significance of the process. The development of a continuous, high-performance, virtually waste-free method using highly efficient equipment in combination with optimal process parameters allows us to solve the above problems and ensure the successful implementation of a technical idea.

Известен непрерывный способ получения Na-КМЦ, описанный в статье И. М. Тимохина с сотрудниками "К вопросу о разработке непрерывного метода получения карбоксиметилцеллюлозы" (опубл. 1971 г.), позволяющий использовать различные виды целлюлоз. Способ заключается в обработке целлюлозы на установке непрерывной мерсеризации раствором едкого натра концентрацией 180-250 г/л при температуре 30-50oС с последующим отжимом до 2,6-3,2-кратного веса, измельчении и охлаждении полученной щелочной целлюлозы, ее смешении с натриевой солью монохлоруксусной кислоты (далее Na-МХУК) в скоростном смесителе непрерывного действия с пребыванием массы в них в течение 1-2 минут, выдерживании полученной реакционноспособной массы в шнековом или ленточном аппарате, грануляции, сушке в пневматической сушилке в течение 2-5 минут, дополнительном выдерживании продукта в течение 10-15 минут и измельчении полученной Na-КМЦ. Особенностью данного способа является то, что карбоксиметилирование фактически осуществляется в две стадии: вначале при высокоинтенсивном смешивании с Na-MXУK и затем завершение карбоксиметилирования (так называемое дозревание) происходит при совмещении со стадией сушки. Однако режимы в известном непрерывном способе получения Na-КМЦ не обеспечивают необходимого качества смешения реагентов, вследствие этого свойства получаемого продукта характеризуются большой неоднородностью, а также низкими значениями степени замещения по карбоксиметильным группам и массовой долей основного вещества, и, как следствие, неудовлетворительными стабилизирующими свойствами при применении полученной Na-КМЦ в качестве реагента бурового раствора.A continuous method for producing Na-CMC is known, described in an article by I. M. Timokhin with collaborators "On the question of developing a continuous method for producing carboxymethyl cellulose" (publ. 1971), which allows the use of various types of celluloses. The method consists in processing cellulose in a continuous mercerization solution of sodium hydroxide solution with a concentration of 180-250 g / l at a temperature of 30-50 o With subsequent extraction to 2.6-3.2 times the weight, grinding and cooling the resulting alkaline cellulose, mixing it with the sodium salt of monochloracetic acid (hereinafter Na-MHUK) in a high-speed continuous mixer with the mass remaining in them for 1-2 minutes, keeping the resulting reactive mass in a screw or belt apparatus, granulation, drying in a pneumatic dryer in t chenie 2-5 minutes, the product further retained for 10-15 minutes and crushing the resulting Na-CMC. A feature of this method is that carboxymethylation is actually carried out in two stages: first, with high-intensity mixing with Na-MXYK and then the completion of carboxymethylation (the so-called ripening) occurs when combined with the drying stage. However, the modes in the known continuous method for producing Na-CMC do not provide the required quality of mixing the reagents, as a result of this, the properties of the resulting product are characterized by great heterogeneity, as well as low values of the degree of substitution for carboxymethyl groups and mass fractions of the basic substance, and, as a result, unsatisfactory stabilizing properties at using the resulting Na-CMC as a drilling fluid reagent.

Новым типом оборудования являются аппараты, создающие высокие сдвиговые усилия, так называемые реакторно-смесительные машины (далее РСМ), рабочие (технологические) зоны которых образованы набором прямых и обратных витков. Проходя через ряд последовательно расположенных рабочих зон РСМ, перерабатываемая смесь гомогенизируется и приобретает пластичность. Возникающие в материале напряжения сжатия и сдвига усиливают интенсивность взаимодействия реагентов, создают условия для расщепления целлюлозы на волокна, что увеличивает поверхность контакта реагентов. Высокие сдвиговые усилия РСМ обеспечивают перемешивание компонентов в тонких слоях, что определяет в последующем равномерность свойств и соответственно эксплуатационные качества получаемого продукта. Кроме того, высокая эффективность смешения позволяет получать реакционную массу с равномерно распределенными компонентами очень быстро, что существенно сокращает технологический процесс и создает предпосылки для организации производств с большой мощностью. Однако непременным условием эффективного смешивания в РСМ является обеспечение точной дозировки реагентов. На начальном этапе использования РСМ для получения Na-КМЦ единственно возможным реальным исходным сырьем была порошковая целлюлоза. Переработка целлюлозы в виде кип, волокон с низкой насыпной плотностью, листов и тому подобного в рамках одного технологического процесса была невозможна. A new type of equipment is apparatuses that create high shear forces, the so-called reactor-mixing machines (hereinafter PCM), the working (technological) zones of which are formed by a set of forward and reverse turns. Passing through a series of consecutively located PCM working zones, the processed mixture is homogenized and acquires plasticity. The compressive and shear stresses arising in the material increase the intensity of the interaction of the reactants, create conditions for the splitting of cellulose into fibers, which increases the contact surface of the reactants. High shear forces of PCM provide mixing of the components in thin layers, which subsequently determines the uniformity of properties and, accordingly, the performance of the resulting product. In addition, the high mixing efficiency allows to obtain a reaction mass with uniformly distributed components very quickly, which significantly reduces the process and creates the prerequisites for the organization of production with high power. However, an indispensable condition for effective mixing in PCM is to ensure accurate dosage of the reagents. At the initial stage of using PCM to produce Na-CMC, powder cellulose was the only possible real raw material. The processing of cellulose in the form of bales, fibers with a low bulk density, sheets and the like within the framework of one technological process was impossible.

Известен способ получения Na-КМЦ, разработанный Харитоновым С.В. и др. и опубликованный в издании "Прикладные аспекты совершенствования химических технологий и материалов", заключающийся в использовании хлопковой целлюлозы, сформованной в кипы с влажностью не более 10%, с последующим рыхлением, приготовлении щелочной целлюлозы в лопастном смесителе непрерывного действия с последующим перемешиванием в РСМ-1, смешении щелочной целлюлозы с NaMXУK в РСМ-2. Для решения проблемы необходимой точной дозировки в технологическую схему введены весовые дозаторы, для увеличения механического воздействия на продукт в шнеках РСМ установлены вспомогательные кулачки; для увеличения времени нахождения продукта в РСМ-2, а также для увеличения степени ее заполнения число оборотов шнека занижено. В результате осуществления данного способа получали Na-КМЦ со степенью полимеризации 800-900 при высоком уровне остальных характеристик. Однако достижение высокой степени полимеризации обеспечено не столько преимуществами способа, сколько природным достоинством перерабатываемого сырья - хлопковой целлюлозы, существующей в форме отдельных волокон и имеющей высокую начальную степень полимеризации. Кроме того, данный способ, включающий многостадийное перемешивание с использованием двух РСМ, двух лопастных смесителей, вспомогательных кулачков для РСМ, предусматривает обязательную стадию приготовления щелочной целлюлозы, технологически громоздок, недостаточно эффективен и практически неприменим для переработки других видов целлюлозы, кроме хлопковой. A known method of producing Na-CMC, developed by Kharitonov S.V. etc., and published in the publication "Applied Aspects of Improving Chemical Technologies and Materials", which consists in the use of cotton cellulose molded into bales with a moisture content of not more than 10%, followed by loosening, preparation of alkaline cellulose in a continuous mixer with subsequent mixing in PCM -1, mixing alkaline cellulose with NaMXUK in PCM-2. To solve the problem of the necessary exact dosage, weighing batchers are introduced into the technological scheme, auxiliary cams are installed in the PCM screws to increase the mechanical impact on the product; to increase the residence time of the product in RSM-2, as well as to increase the degree of filling, the number of revolutions of the screw is underestimated. As a result of the implementation of this method received Na-CMC with a degree of polymerization of 800-900 with a high level of other characteristics. However, the achievement of a high degree of polymerization is ensured not so much by the advantages of the method as by the natural advantage of the processed raw materials — cotton pulp, which exists in the form of individual fibers and has a high initial degree of polymerization. In addition, this method, including multi-stage mixing using two PCMs, two paddle mixers, auxiliary cams for PCMs, provides for the mandatory stage of preparation of alkaline cellulose, which is technologically cumbersome, insufficiently effective and practically not applicable for processing other types of cellulose except cotton.

Известен способ получения карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ), защищенный авторским свидетельством СССР 1063803, опубл. в 1983 г. Согласно данному способу исходную смесь дробленой целлюлозы и Nа-МХУК одновременно с раствором гидроксида натрия (концентрацией 21-26 мас.% в соответствии с примерами) подают в зону загрузки РСМ, откуда транспортируют в восемь последовательно расположенных рабочих зон двухшнековой машины, где поддерживают заданный температурный режим: вначале обработку смеси производят при температуре 20-25oС, затем повышают ее до 85-100oС до достижения пластичного гомогенного состояния реакционной смеси; время нахождения реакционной смеси в РСМ составляет от 3 до 6 минут. Полученный продукт имел содержание основного вещества 50-70 мас.% со степенью полимеризации не ниже 400 и степенью замещения 0,55-0,80, не содержал свободной щелочи.A known method of producing carboxymethyl cellulose (Na-CMC), protected by copyright certificate of the USSR 1063803, publ. in 1983. According to this method, the initial mixture of crushed cellulose and Na-MHUK simultaneously with a solution of sodium hydroxide (concentration of 21-26 wt.% in accordance with the examples) is fed to the PCM loading zone, from where it is transported to eight consecutive working areas of a twin-screw machine, where they maintain the specified temperature regime: first, the mixture is processed at a temperature of 20-25 ° C, then it is increased to 85-100 ° C until a plastic homogeneous state of the reaction mixture is reached; the residence time of the reaction mixture in PCM is from 3 to 6 minutes. The resulting product had a basic substance content of 50-70 wt.% With a degree of polymerization of at least 400 and a degree of substitution of 0.55-0.80, did not contain free alkali.

Основным недостатком данного способа получения Na-КМЦ является то, что полученная в соответствии с данным способом Na-КМЦ имеет низкую степень полимеризации и степень замещения, существенно ухудшающую эксплуатационные свойства продукта. К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата, относится то, что условия осуществления способа в отсутствие стадии подготовки структуры целлюлозы перед карбоксиметилированием приводят к недостаточной эффективности взаимодействия целлюлозы с Na-МХУК. Авторы изобретения пытались решить эту проблему путем многостадийной гомогенизации при высоких сдвиговых усилиях, однако, данные режимы привели лишь к ускорению реакции карбоксиметилирования и ее неравномерности. Это привело к быстрому образованию слоя набухшего полимера на поверхности реакционной массы и получению Na-КМЦ в виде комков с сильно набухшей оболочкой, ухудшающих растворимость в воде и однородность растворов. The main disadvantage of this method of producing Na-CMC is that the Na-CMC obtained in accordance with this method has a low degree of polymerization and a degree of substitution that substantially impairs the performance of the product. The reasons that impede the achievement of the specified technical result include the fact that the conditions of the method in the absence of the stage of preparation of the cellulose structure before carboxymethylation lead to insufficient interaction of cellulose with Na-MCC. The inventors tried to solve this problem by multi-stage homogenization at high shear forces, however, these modes only led to an acceleration of the carboxymethylation reaction and its unevenness. This led to the rapid formation of a layer of swollen polymer on the surface of the reaction mass and the formation of Na-CMC in the form of lumps with a strongly swollen shell, impairing water solubility and uniformity of solutions.

Наиболее близким решением к заявляемому является способ получения карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ), защищенный авторским свидетельством СССР 1669917, опубл. 1991 г. В соответствии с решением прототипа, ставящим целью увеличить эффективность реакции карбоксиметилирования и стабилизирующие свойства получаемой Na-КМЦ в отношении буровых растворов, целлюлозу обрабатывают водным раствором гидроксида натрия и карбоксиметилирующим агентом, реагенты перемешивают в двухшнековом реакторе-смесителе, имеющем число рабочих зон от 2 до 4, при температуре от 20 до 30oС и времени пребывания в рабочих зонах от 4 до 40 секунд.The closest solution to the claimed is a method for producing carboxymethyl cellulose (Na-CMC), protected by copyright certificate of the USSR 1669917, publ. 1991 In accordance with the solution of the prototype, which aims to increase the efficiency of the carboxymethylation reaction and the stabilizing properties of the obtained Na-CMC in relation to drilling fluids, the cellulose is treated with an aqueous solution of sodium hydroxide and a carboxymethylating agent, the reagents are mixed in a twin-screw mixing reactor, having the number of working zones from 2 to 4, at a temperature of 20 to 30 o C and a residence time in working areas of 4 to 40 seconds.

Способ по прототипу имеет высокую эффективность благодаря аппаратурному решению процесса. Однако технологические режимы способа, отсутствие стадии предварительной обработки структуры целлюлозы не могут обеспечить равномерного карбоксиметилирования, что сказывается на эксплуатационных показателях водных растворов получаемой Na-КМЦ. Кроме того, способ по прототипу ограничен в выборе вида перерабатываемой целлюлозы, не позволяет переработать целлюлозу с низкой реакционной способностью в рамках одного технологического процесса в продукт с высокими эксплуатационными показателями и предназначен, в основном, для переработки дробленой целлюлозы, что безусловно снижает его технологическую значимость. Отсутствие разработанной точной системы дозирования, способствующей достижению технического результата в процессах с использованием РСМ, снижает, в частности, эффективность способа. The prototype method has high efficiency due to the hardware solution of the process. However, the technological modes of the method, the absence of a stage of pretreatment of the cellulose structure cannot provide uniform carboxymethylation, which affects the performance of aqueous solutions of the obtained Na-CMC. In addition, the prototype method is limited in the choice of the type of pulp being processed, does not allow the pulp with low reactivity to be processed as part of a single technological process into a product with high performance indicators and is intended mainly for the processing of crushed pulp, which certainly reduces its technological significance. The lack of a developed accurate dosing system, contributing to the achievement of a technical result in processes using PCM, reduces, in particular, the effectiveness of the method.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, явилось создание непрерывного, высокоэкологичного, практически безотходного способа получения Na-КМЦ, отработка последовательности стадий данного способа, режимов карбоксиметилирования (температура, продолжительность), создание специальных условий, позволяющих в итоге перерабатывать широкий марочный ассортимент целлюлоз. The technical problem to which the claimed invention is directed was the creation of a continuous, highly environmentally friendly, virtually waste-free method for producing Na-CMC, development of the sequence of stages of this method, carboxymethylation modes (temperature, duration), the creation of special conditions that ultimately process a wide range of cellulose .

Техническим результатом заявляемого технического решения явилось получение Na-КМЦ, характеризуемой равномерным распределением карбоксиметильных групп, высокими степенями замещения на различных видах целлюлозного сырья, что определило такие свойства, как высокая растворимость в воде и низкие показатели водоотдачи в композициях буровых растворов. The technical result of the claimed technical solution was to obtain Na-CMC, characterized by a uniform distribution of carboxymethyl groups, high degrees of substitution on various types of cellulosic raw materials, which determined properties such as high solubility in water and low rates of water loss in drilling fluid compositions.

Указанная задача в решении прототипа осуществляется путем приготовления гомогенизированной реакционной смеси из целлюлозы (хлопковой), Na-МХУК и водного раствора гидроксида натрия в двухшнековой РСМ, одновременного проведения образования щелочной целлюлозы и карбоксиметилирования при температуре 20-30oС с временем пребывания в рабочих зонах не более 10 секунд.The specified task in solving the prototype is carried out by preparing a homogenized reaction mixture from cellulose (cotton), Na-MHUK and an aqueous solution of sodium hydroxide in twin-screw PCM, while the formation of alkaline cellulose and carboxymethylation at a temperature of 20-30 o C with a residence time in working areas not more than 10 seconds.

Указанная задача в заявляемом решении осуществляется путем предварительной активации целлюлозы методом гидропульпирования с образованием суспензии концентрацией 0,1-2,5 мас. %, ее последующим сгущением, отжимом до содержания жидкой фазы 40-56 мас.%, рыхлением отжатой целлюлозной массы, последующим предварительным частичным перемешиванием с NaMXУK с получением реакционноспособной массы, подачи в РСМ одновременно с подачей гидроксида натрия в виде водного раствора концентрацией 42 мас.% низкомолекулярного простого полиэфира на основе оксида этилена или оксида пропилена в виде водного раствора концентрацией 25-50 мас.% при заданном соотношении компонентов, образования щелочной целлюлозы и начала карбоксиметилирования в процессе смешивания и гомогенизации, осуществляемых в течение 1-2 минут при скоростях сдвига реакционной массы от 500 до 3000 с-1, завершения карбоксиметилирования, совмещенного с сушкой, при температуре не более 70oС. Частными случаями реализации заявляемого изобретения, целесообразность которых определяют вид и марка используемой целлюлозы, являются осуществление активации либо в воде, либо в водном растворе гидроксида натрия концентрацией 0,01-6,0 мас. % с возвращением воды или водного раствора гидроксида натрия после корректировки состава в производственный цикл по замкнутому технологическому контуру. Другим частным случаем реализации изобретения, способствующим достижению технического результата, является введение в процесс системы дозирования исходных компонентов, предусматривающей дозирование целлюлозы путем объемного дозирования суспензии концентрацией 0,1-2,5 мас.%; дозирование NaMXVK путем весового дозирования; дозирование водных растворов гидроксида натрия концентрацией 42 мас.% и низкомолекулярного простого полиэфира на основе оксида этилена или оксида пропилена в виде водного раствора перед подачей в РСМ путем объемного дозирования.The specified task in the claimed solution is carried out by pre-activation of cellulose by hydro-pulping with the formation of a suspension with a concentration of 0.1-2.5 wt. %, its subsequent thickening, extraction to a liquid phase content of 40-56 wt.%, loosening the squeezed pulp, followed by preliminary partial mixing with NaMXУK to obtain a reactive mass, feeding to PCM simultaneously with the supply of sodium hydroxide in the form of an aqueous solution with a concentration of 42 wt. % of a low molecular weight polyether based on ethylene oxide or propylene oxide in the form of an aqueous solution with a concentration of 25-50 wt.% at a given ratio of components, the formation of alkaline cellulose and the beginning of carboxymethylation I am in the process of mixing and homogenization, carried out for 1-2 minutes at shear rates of the reaction mass from 500 to 3000 s -1 , completion of carboxymethylation combined with drying, at a temperature of not more than 70 o C. Special cases of the implementation of the claimed invention, the appropriateness of which determine the type and brand of cellulose used, are the activation either in water or in an aqueous solution of sodium hydroxide concentration of 0.01-6.0 wt. % with the return of water or an aqueous solution of sodium hydroxide after adjusting the composition in the production cycle in a closed process loop. Another particular case of the invention, contributing to the achievement of the technical result, is the introduction into the process of a dosing system of the starting components, comprising dosing of cellulose by volume dosing of a suspension with a concentration of 0.1-2.5 wt.%; dosing of NaMXVK by weight dosing; dosing of aqueous solutions of sodium hydroxide with a concentration of 42 wt.% and low molecular weight polyether based on ethylene oxide or propylene oxide in the form of an aqueous solution before feeding to PCM by volume dosing.

В производстве эфиров целлюлозы первой технологической стадией, как правило, является стадия подготовки структуры целлюлозы для последующего синтеза, которая во многом определяет полноту этерификации и свойства получаемого продукта. Эффективность реакции карбоксиметилирования при получении Na-КМЦ в значительной степени зависит от природы целлюлозного сырья и от предварительной его подготовки. Специфику подготовки сырья во многом определяет природа используемой целлюлозы. В производстве Na-КМЦ могут быть использованы целлюлозы, различающиеся происхождением и способом варки: древесные, вискозные сульфитные или сульфатные, хлопковые целлюлозы, отличающиеся высоким содержанием α-целлюлозы, низким содержанием гемицеллюлоз, а также необлагороженные небеленные древесные целлюлозы, содержащие лигнин и другие примеси. Происхождение и способ варки целлюлозы различных видов определяет комплекс физико-химических свойств используемого для карбоксиметилирования исходного сырья, капиллярно-пористую структуру волокна, плотность сетки водородных связей между макромолекулами в аморфных областях, определяющих в итоге их реакционную способность. В отдельных случаях способы переработки целлюлозы продиктованы структурными особенностями и химическим составом исходной целлюлозы. Так, высокая массовая доля α-целлюлозы в хлопковой целлюлозы, минимальное количество примесей существенно облегчают ее переработку. Переработка более распространенной и менее дорогой древесной целлюлозы (беленой и небеленой) связана с большими трудностями и требует более сложного технологического процесса. In the production of cellulose ethers, the first technological stage, as a rule, is the stage of preparing the cellulose structure for subsequent synthesis, which largely determines the completeness of the esterification and the properties of the resulting product. The effectiveness of the carboxymethylation reaction in the preparation of Na-CMC largely depends on the nature of the cellulosic feedstock and on its preliminary preparation. The nature of the pulp used determines the specifics of the preparation of raw materials. In the production of Na-CMC, celluloses that differ in the origin and method of cooking can be used: wood, viscose sulphite or sulphate, cotton cellulose, characterized by a high α-cellulose content, low hemicellulose content, as well as unbleached unbleached wood pulp containing lignin and other impurities. The origin and method of cooking various types of cellulose determines the complex of physicochemical properties of the feedstock used for carboxymethylation, the capillary-porous structure of the fiber, the density of the network of hydrogen bonds between macromolecules in amorphous regions, which ultimately determine their reactivity. In some cases, the pulp processing methods are dictated by the structural features and chemical composition of the original pulp. So, the high mass fraction of α-cellulose in cotton cellulose, the minimum amount of impurities significantly facilitate its processing. Processing more common and less expensive wood pulp (bleached and unbleached) is associated with great difficulties and requires a more complex process.

Для практического применения Na-КМЦ важен ряд показателей (растворимость, вязкость, некоторые другие показатели, например показатель водоотдачи), которые зависят не только от степени полимеризации и степени замещения, но и от равномерности карбоксиметилирования. Равномерное распределение заместителей при карбоксиметилировании обеспечивается, в частности, хорошей подготовкой структуры целлюлозы, характеризуемой в том числе набуханием. Исследование реакционной способности целлюлозы различных видов и марок, предназначенных для карбоксиметилирования с использованием РСМ в условиях непрерывного процесса, показали, что набухание целлюлозы в этом случае должно быть достаточным, но не чрезмерным. For the practical use of Na-CMC, a number of indicators are important (solubility, viscosity, some other indicators, for example, the rate of water loss), which depend not only on the degree of polymerization and degree of substitution, but also on the uniformity of carboxymethylation. The uniform distribution of substituents during carboxymethylation is ensured, in particular, by a good preparation of the cellulose structure, which is characterized, inter alia, by swelling. A study of the reactivity of cellulose of various types and grades intended for carboxymethylation using PCM in a continuous process showed that cellulose swelling in this case should be sufficient, but not excessive.

Введение стадии активации целлюлозы в заявляемый способ позволило решить эту проблему. Разработка условий стадии активации целлюлозы, осуществляемой методом гидропульпирования, ставило задачу: произвести роспуск целлюлозы и добиться ее распада на отдельные волокна до проведения стадии карбоксиметилирования, т.е. разрыхлить физическую структуру целлюлозы, вызвать ее набухание, создать развитую сеть капилляров в структуре целлюлозы, увеличить ее внутреннюю поверхность, подготовить ее таким образом для быстрой и равномерной сорбции реагентов - гидроксида натрия и Na-МХУК, обеспечив равномерность и эффективность протекания реакций получения щелочной целлюлозы и карбоксиметилирования. Особенность активации, осуществляемой в водном растворе гидроксида натрия концентрацией 0,1-6,0 мас.%, состоит в том, что на этой стадии щелочная целлюлоза не образуется. The introduction of the stage of activation of cellulose in the inventive method allowed to solve this problem. The development of the conditions for the stage of activation of cellulose, carried out by the method of hydro-pulping, set the task: to dissolve the cellulose and achieve its decomposition into individual fibers before the stage of carboxymethylation, i.e. loosen the physical structure of cellulose, cause it to swell, create a well-developed network of capillaries in the structure of cellulose, increase its inner surface, prepare it in such a way for fast and uniform sorption of reagents - sodium hydroxide and Na-MHUK, ensuring the uniformity and efficiency of the processes for producing alkaline cellulose and carboxymethylation. A feature of activation carried out in an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.1-6.0 wt.% Is that at this stage alkaline cellulose is not formed.

Условия осуществления стадии активации, результатом которой является образование разрыхленной целлюлозной массы в виде суспензии концентрацией 0,1-2,5 мас.%, позволяют равномерно распределиться активирующему агенту внутри волокнистой твердой фазы, что приводит к высокой эффективности активации. Применение водных растворов гидроксида натрия с концентрацией до 6,0 мас. %, усиливает эффект активации отдельных видов древесной целлюлозы, обладающих низкой реакционной способностью, и позволяет перевести гемицеллюлозы, жиры и смолы в растворимое состояние. Дополнительные исследования, проведенные заявителем, показали, что превышение максимального значения (свыше 6,0 мас.%) показателя концентрации гидроксида в водном растворе, используемом для активации целлюлозы, может привести: 1) к нежелательной деструкции целлюлозы, связанной фактически с двойной щелочной обработкой и соответствующими структурными изменениями (на стадии активации и на стадии образования щелочной целлюлозы); 2) к чрезмерному набуханию целлюлозы и техническим трудностям при последующем отжиме для получения отжатой целлюлозной суспензии с заданным содержанием жидкой фазы; 3) к чрезмерной экстракции и переходу в рабочий раствор гемицеллюлоз, смол и жиров и вследствие этого к нежелательному для непрерывных процессов превышению содержания этих веществ в оборотных водах, затрудняющих работу оборудования, приводящему к так называемым "смоляным затруднениям". The conditions for the implementation of the activation stage, the result of which is the formation of loose pulp in the form of a suspension with a concentration of 0.1-2.5 wt.%, Allow the activating agent to be evenly distributed inside the fibrous solid phase, which leads to high activation efficiency. The use of aqueous solutions of sodium hydroxide with a concentration of up to 6.0 wt. %, enhances the activation effect of certain types of wood pulp with low reactivity, and allows you to put hemicelluloses, fats and resins in a soluble state. Additional studies conducted by the applicant showed that exceeding the maximum value (over 6.0 wt.%) Of the hydroxide concentration in the aqueous solution used to activate cellulose can lead to: 1) undesirable cellulose degradation, which is actually associated with double alkaline treatment and corresponding structural changes (at the stage of activation and at the stage of formation of alkaline cellulose); 2) excessive cellulose swelling and technical difficulties during subsequent spinning to obtain squeezed cellulosic suspension with a given liquid phase content; 3) to excessive extraction and transfer to the working solution of hemicelluloses, resins and fats and, as a result, to an undesirable for continuous processes excess of the content of these substances in the circulating waters, hindering the operation of the equipment, leading to the so-called "tar difficulties".

Особенностью заявляемого способа является возвращение в производственный цикл отработанных воды или раствора гидроксида натрия по замкнутому технологическому контуру, что реализует возможности непрерывного процесса и существенно повышает его экологические показатели. Корректировку состава, используемого на стадии активации водного раствора гидроксида натрия, осуществляют доукреплением расчетным количеством водного раствора гидроксида натрия концентрацией 42 мас.%. A feature of the proposed method is the return to the production cycle of waste water or sodium hydroxide solution in a closed technological circuit, which realizes the possibility of a continuous process and significantly improves its environmental performance. The adjustment of the composition used in the stage of activation of the aqueous sodium hydroxide solution is carried out by strengthening the calculated amount of the aqueous sodium hydroxide concentration of 42 wt.%.

Предварительное перемешивание активированной целлюлозы с NaMXУK позволяет равномерно распределиться NaMXУK в массе целлюлозы с подготовленной структурой, что способствует эффективному и равномерному проведению последующего карбоксиметилирования во всем объеме реакционной массы, особенно на начальной его стадии. Premixing activated cellulose with NaMXYK allows NaMXYK to be evenly distributed in the pulp with the prepared structure, which contributes to the efficient and uniform subsequent carboxymethylation in the entire reaction mass, especially at its initial stage.

Введение низкомолекулярных полиэфиров на основе оксида этилена и оксида пропилена в виде водного раствора в реакционноспособную смесь способствует лучшей гомогенизации смеси, улучшая общую технологичность процесса, предотвращая агломерацию (слипание отдельных частиц) образующейся Na-КМЦ, регулируя равномерность карбоксиметилирования за счет частичного взаимодействия с Na-MXУK. Кроме того, при смешивании активированной целлюлозы, Na-MXУK и водного раствора гидроксида натрия концентрацией 42 мас.% в режиме высоких сдвиговых усилий введение низкомолекулярного полиэфира на основе оксида этилена или оксида пропилена позволяет увеличить скорость проникновения гидроксида натрия в целлюлозу, создавая условия для приоритетности реакции образования щелочной целлюлозы и способствует таким образом более равномерному и эффективному карбоксиметилированию. Для осуществления способа в качестве нязкомолекуляркого простого полиэфира на основе оксида этилена или оксида пропилена могут быть использованы соответствующие полиэфиры с молекулярной массой от 300 до 600, выпускаемые под торговой маркой Лапрол, например Лапрол 373 (ТУ 2226-017-10488057), Лапрол 402 (ТУ 2226-013-10488057-94), Лапрол ЭС-564 (ТУ 2226-019-10488-057-94), Лапрол 502 М (ТУ 2226-012-05766801-93). The introduction of low molecular weight polyethers based on ethylene oxide and propylene oxide in the form of an aqueous solution into the reactive mixture promotes better homogenization of the mixture, improving the overall processability, preventing agglomeration (sticking of individual particles) of the formed Na-CMC, regulating the uniformity of carboxymethylation due to partial interaction with Na-MXУК . In addition, when mixing activated cellulose, Na-MXYK and an aqueous solution of sodium hydroxide at a concentration of 42 wt.% Under high shear conditions, the introduction of a low molecular weight polyester based on ethylene oxide or propylene oxide increases the rate of penetration of sodium hydroxide into cellulose, creating conditions for the priority of the reaction formation of alkaline cellulose and thus contributes to a more uniform and effective carboxymethylation. To implement the method, the corresponding polyesters with a molecular weight of from 300 to 600, sold under the brand name Laprol, for example Laprol 373 (TU 2226-017-10488057), Laprol 402 (TU) can be used as a viscous molecular polyether based on ethylene oxide or propylene oxide. 2226-013-10488057-94), Laprol ES-564 (TU 2226-019-10488-057-94), Laprol 502 M (TU 2226-012-05766801-93).

Изучение кинетики карбоксиметилирования, осуществляемого с применением двухшнековых многозонных РСМ, показало, что наиболее его оптимальным режимом является создание условий температурного толчка, определяемого температурой на выходе из РСМ, не превышающей 65oС, в режиме скоростей сдвига реакционной массы от 500 до 3000 с-1 в течение 1-2 минут с завершением карбоксиметилирования в течение сушки в конвективно-контактном режиме получаемой Na-КМЦ при температуре не более 75oС.A study of the kinetics of carboxymethylation using twin-screw multi-zone PCMs showed that its most optimal mode is to create a temperature shock determined by the temperature at the outlet of the PCM, not exceeding 65 o C, in the regime of shear rates of the reaction mixture from 500 to 3000 s -1 within 1-2 minutes with the completion of carboxymethylation during drying in the convective-contact mode obtained Na-CMC at a temperature of not more than 75 o C.

Особенностью заявляемого способа, способствующей получению технического результата, является решение проблемы дозирования реагентов: получение целлюлозы в виде водной суспензии концентрацией 0,1-2,5 мас.%, использование гидроксида натрия и низкомолекулярного простого полиэфира на основе оксида этилена или оксида пропилена в виде водных растворов позволяет осуществить объемное дозирование очень точно; подачу Nа-МХУК для предварительного смешения с активированной целлюлозой осуществляют с помощью весового дозирования с использованием тензометрической системы, управляемой микропроцессором, что в целом способствует достижению технического результата. A feature of the proposed method, which helps to obtain a technical result, is to solve the problem of dosing the reagents: obtaining cellulose in the form of an aqueous suspension with a concentration of 0.1-2.5 wt.%, Using sodium hydroxide and a low molecular weight polyether based on ethylene oxide or propylene oxide in the form of water solutions allows for volumetric dosing very accurately; the Na-MHUK feed for preliminary mixing with activated cellulose is carried out by weight dosing using a microprocessor-controlled strain gauge system, which generally contributes to the achievement of a technical result.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В гидропульпер 1 при работающем высокоскоростном перемешивающем устройстве подают целлюлозу; одновременно в зависимости от вида используемой целлюлозы подают воду либо водный раствор гидроксида натрия концентрацией 0,01-6,0 мас. % и осуществляют активацию при температуре 30-40oС в течение 25-40 минут с образованием суспензии концентрацией 0,1-2,5 мас.%. Далее полученную суспензию массовым насосом 19 передают в расходную емкость 2, снабженную перемешивающим устройством. Из накопителя суспензия непрерывно подается на дозатор (при частном случае осуществления - на объемный дозатор) 3, из которого необходимое количество суспензии поступает в разделитель 4, в котором происходит ее 2,5-5-кратное концентрирование, а избыток суспензии возвращается - в накопитель 2; вода (водный раствор гидроксида натрия) в накопитель 5. Сгущение суспензии производят для подготовки ее для последующего отжима в шнек-прессе 6 до содержания жидкой фазы 40-56 мас.%. Целлюлозная масса подается в рыхлитель 7, где перерабатывается до состояния сыпучей крошки. Далее пневмотранспортом целлюлоза через циклон 8 подается в винтовой транспортирующий конвейер 9, снабженный дозатором 9а, куда подается Na-МХУК: при частном случае осуществления дозирование Na-МХУК осуществляется посредством весового дозатора, снабженного тензометрической системой, управляемой микропроцессором. Производится частичное перемешивание компонентов с образованием реакционноспособной смеси. Одновременно в реакторе 10 готовятся водный раствор гидроксида натрия концентрацией 42 мас.%, который направляется в расходную емкость 11, и водный раствор низкомолекулярного простого полиэфира на основе оксида этилена или оксида пропилена концентрацией 25-50 мас. % в реакторе 12, который направляется в расходную емкость 13. Реакционноспособная смесь, состоящая из активированной целлюлозы и Na-MXУK, водный раствор гидроксида натрия и водный раствор низкомолекулярного полиэфира раздельно подают в двухшнековую многозонную РСМ 14, снабженную охлаждающей рубашкой, где осуществляют перемешивание и гомогенизацию исходных реагентов. Рабочие параметры этой стадии: соотношение реагентов, продолжительность, температура, скорость сдвига, определяются видом используемого целлюлозного сырья. Далее продукт поступает в конвективно-контактную сушилку 15, где при температуре не более 70oС, обеспечиваемой калорифером 16 и вентилятором 20, завершают карбоксиметилирование, совмещая его с сушкой полученной Na-КМЦ. После сушки продукт непрерывно по линии замкнутого пневмотранспорта подается на узлы дробления 17 и упаковки 18.In the hydraulic pulper 1 with a working high-speed mixing device, pulp is fed; at the same time, depending on the type of cellulose used, water or an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.01-6.0 wt. % and carry out activation at a temperature of 30-40 o C for 25-40 minutes with the formation of a suspension with a concentration of 0.1-2.5 wt.%. Next, the resulting suspension by the mass pump 19 is transferred to a consumable container 2 equipped with a mixing device. From the drive, the suspension is continuously fed to the dispenser (in the particular case of implementation, to the volumetric dispenser) 3, from which the necessary amount of suspension enters the separator 4, in which it is concentrated 2.5-5 times, and the excess suspension is returned to the drive 2 ; water (aqueous sodium hydroxide solution) in the drive 5. The suspension is thickened to prepare it for subsequent extraction in the screw press 6 to a liquid phase content of 40-56 wt.%. The pulp is fed to the cultivator 7, where it is processed to the state of loose crumb. Then, through pneumatic transport, cellulose is fed through a cyclone 8 to a screw conveyor conveyor 9, equipped with a dispenser 9a, where Na-MHUK is fed: in a particular case, dosing of Na-MHUK is carried out by means of a weight batcher equipped with a microprocessor-controlled tensometric system. Partial mixing of the components with the formation of a reactive mixture is performed. At the same time, an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 42 wt.% Is prepared in the reactor 10, which is sent to the supply tank 11, and an aqueous solution of a low molecular weight polyether based on ethylene oxide or propylene oxide with a concentration of 25-50 wt. % in the reactor 12, which is sent to the supply tank 13. A reactive mixture consisting of activated cellulose and Na-MXУK, an aqueous solution of sodium hydroxide and an aqueous solution of low molecular weight polyester are separately fed into a twin-screw multi-zone PCM 14 equipped with a cooling jacket, where mixing and homogenization are carried out starting reagents. The operating parameters of this stage: the ratio of reagents, duration, temperature, shear rate, are determined by the type of cellulosic feedstock used. Next, the product enters the convection-contact dryer 15, where at a temperature of not more than 70 o C, provided by the air heater 16 and fan 20, carboxymethylation is completed, combining it with the drying of the obtained Na-CMC. After drying, the product is continuously fed through a closed pneumatic conveying line to the crushing units 17 and packaging 18.

Для осуществления заявляемого способа получения Na-КМЦ может быть использована целлюлоза следующих видов: коротковолокнистая хлопковая целлюлоза, древесная сульфитная и древесная сульфатная целлюлозы; небеленые целлюлозы. Целлюлоза используется в состоянии поставки, в том числе в виде листов. To implement the inventive method for producing Na-CMC can be used cellulose of the following types: short-fiber cotton cellulose, wood sulphite and wood sulphate cellulose; unbleached pulp. Cellulose is used as supplied, including in the form of sheets.

Полученная в соответствии с заявляемым способом Na-КМЦ представляет собой волокнистый, мелкозернистый продукт, имеющий высокую скорость набухания в воде; при последующем растворении в воде агрегация частиц не наблюдалась. Obtained in accordance with the claimed method, Na-CMC is a fibrous, fine-grained product having a high swelling rate in water; upon subsequent dissolution in water, particle aggregation was not observed.

Оценка и доказательства преимуществ заявляемого способа основаны на измерении степени замещения по карбоксиметильным группам, массовой доли основного вещества, растворимости, степени полимеризации и водоотдачи в композициях глинистых буровых растворов. Assessment and evidence of the advantages of the proposed method are based on measuring the degree of substitution by carboxymethyl groups, mass fraction of the main substance, solubility, degree of polymerization and water loss in clay drilling mud compositions.

Определение степени замещения полученной Na-КМЦ проводилось путем осаждения медной соли карбоксиметилцеллюлозы при рН 4,0-4,1 и последующем иодометрическом определении количества связанной меди. The degree of substitution of the obtained Na-CMC was determined by precipitation of the copper salt of carboxymethyl cellulose at pH 4.0-4.1 and the subsequent iodometric determination of the amount of bound copper.

Определение степени полимеризации оценивалось путем измерения относительной вязкости раствора, содержащего (2,000±0,002) г Na-КМЦ в одном кубическом дециметре раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией 1,5 моль/дм3.The degree of polymerization was determined by measuring the relative viscosity of a solution containing (2,000 ± 0.002) g Na-CMC in one cubic decimeter of sodium hydroxide solution with a molar concentration of 1.5 mol / dm 3 .

В приведенных ниже примерах для измерения водоотдачи использовался глинистый раствор, содержащий 1 мас.% Na-КМЦ. Показатель водоотдачи определяли как объем фильтрата, который отфильтровывали в течение 30 минут из глинистого раствора концентрацией 7 мас.%, насыщенного хлоридом натрия, через бумажный фильтр на фильтр-прессе. In the examples below, a clay solution containing 1 wt.% Na-CMC was used to measure fluid loss. The water loss rate was determined as the volume of the filtrate, which was filtered for 30 minutes from a clay solution with a concentration of 7 wt.% Saturated with sodium chloride through a paper filter on a filter press.

Конкретная реализация заявляемого изобретения иллюстрируется следующими примерами. A specific implementation of the claimed invention is illustrated by the following examples.

Примеры 1-3. Examples 1-3.

Для переработки использовали древесную сульфатную небеленую вискозную целлюлозу со степенью полимеризации 1700 (ГОСТ 24299-80). Характеристика видов и марок используемой в этих и последующих примерах целлюлозы приведена в таблице 1. For processing used wood sulfate unbleached rayon viscose pulp with a degree of polymerization of 1700 (GOST 24299-80). The characteristics of the types and grades used in these and subsequent examples of pulp are shown in table 1.

Активацию осуществляли в течение 120 мин в водном растворе гидроксида натрия концентрацией соответственно 0,8 мас.% (пример 1), 3,0 мас.% (пример 2), 6,0 мас. % (пример 3), после отжима содержание жидкой фазы в целлюлозе составляло соответственно 40 мас.% (пример 1), 50 мас.% (пример 2), 56 мас.% (пример 3). Activation was carried out for 120 min in an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of respectively 0.8 wt.% (Example 1), 3.0 wt.% (Example 2), 6.0 wt. % (example 3), after extraction, the content of the liquid phase in the cellulose was respectively 40 wt.% (example 1), 50 wt.% (example 2), 56 wt.% (example 3).

В соответствии с вышеописанным способом получение Na-КМЦ осуществляли при следующих технологических параметрах. In accordance with the above method, the preparation of Na-CMC was carried out at the following process parameters.

Соотношение компонентов, мас.ч.: целлюлоза абсолютно сухая 100; гидроксид натрия в пересчете на абсолютно сухое вещество 39,5 (1); 42 (2); 44,4 (3); Na-MXУK 101 (1); 108 (2); 115,1 (3); вода 124,5 (1); 161,1 (2); 192,4 (3); простой низкомолекулярный полиэфир на основе оксида этилена молекулярной массы 400 Лапрол 402 0,6 (1); 1,8 (2); 3,0 (3). The ratio of components, parts by weight: cellulose absolutely dry 100; sodium hydroxide in terms of absolutely dry substance 39.5 (1); 42 (2); 44.4 (3); Na-MXYK 101 (1); 108 (2); 115.1 (3); water 124.5 (1); 161.1 (2); 192.4 (3); simple low molecular weight polyester based on ethylene oxide of molecular weight 400 Laprol 402 0.6 (1); 1.8 (2); 3.0 (3).

Продолжительность карбоксиметилирования в двухшнековой четырехзонной РСМ 1,0 минута (1); 1,5 минуты (2); 2,0 минуты (3). The duration of carboxymethylation in a twin-screw four-zone PCM is 1.0 minute (1); 1.5 minutes (2); 2.0 minutes (3).

Скорость сдвига в РСМ 500 с-1 (1); 1000 с-1 (2); 3000 c-1 (3).Shear rate in PCM 500 s -1 (1); 1000 s -1 (2); 3000 s -1 (3).

Температура в РСМ 40oС (1); 50oС (2); 65oС (3).The temperature in the PCM is 40 o C (1); 50 o C (2); 65 o C (3).

Температура сушки 70oС (1); 60oС (2); 55oС (3).Drying temperature 70 o C (1); 60 o C (2); 55 o C (3).

Продолжительность сушки 40 минут (1); 50 минут (2); 60 минут (3). Drying time 40 minutes (1); 50 minutes (2); 60 minutes (3).

Пример 4 (сравнительный в соответствии с прототипом). Example 4 (comparative in accordance with the prototype).

В соответствия с решением прототипа способ осуществляли следующим образом. В двухшнековую четырехзонную РСМ подавали 100 мас.ч. сульфатной небеленой вискозной целлюлозы со степенью полимеризации 1700 (ГОСТ 24299-80), 100 мас.ч. NaMXУK и 42 мас.ч. водного раствора гидроксида натрия (в пересчете на абсолютно сухую целлюлозу), осуществляли интенсивное перемешивание в течение 6 секунд при температуре 20oС, после чего реакционная масса подвергалась сушке при температуре 80oС в течение 120 минут.In accordance with the decision of the prototype method was carried out as follows. 100 parts by weight were fed into the twin-screw four-zone PCM. sulfate unbleached viscose pulp with a degree of polymerization of 1700 (GOST 24299-80), 100 parts by weight NaMXUK and 42 parts by weight an aqueous solution of sodium hydroxide (in terms of absolutely dry cellulose), intensive stirring was carried out for 6 seconds at a temperature of 20 o C, after which the reaction mass was dried at a temperature of 80 o C for 120 minutes.

Данные испытаний полученной Na-КМЦ приведены в таблице 1. The test data obtained Na-CMC are shown in table 1.

Примеры 5-7. Examples 5-7.

Для переработки использовали сульфатную беленую вискозную целлюлозу со степенью полимеризации 1200 (ГОСТ 24299-80). For processing used bleached viscose rayon pulp with a degree of polymerization of 1200 (GOST 24299-80).

Активацию осуществляли в течение 60 мин в водном растворе гидроксида натрия концентрацией соответственно 0,2 мас.% (пример 5), 1,0 мас.% (пример 6), 2,0 мас. % (пример 7); после отжима содержание жидкой фазы в целлюлозе составляло соответственно 40 мас.% (пример 5), 50 мас.% (пример 6), 56 мас.% (пример 7). Activation was carried out for 60 minutes in an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.2 wt.% (Example 5), 1.0 wt.% (Example 6), 2.0 wt. % (example 7); after extraction, the content of the liquid phase in the cellulose was respectively 40 wt.% (example 5), 50 wt.% (example 6), 56 wt.% (example 7).

В соответствии с вышеописанным способом получение Na-КМЦ осуществляли при следующих технологических параметрах. In accordance with the above method, the preparation of Na-CMC was carried out at the following process parameters.

Соотношение компонентов, мас.ч.: целлюлоза абсолютно сухая 100; гидроксид натрия в пересчете на абсолютно сухое вещество 39,5 (5); 42 (6); 44,4 (7); Na-MXУK 101 (5); 108 (6); 115,1 (7); вода 124,5 (5); 161,1 (6); 192,4 (7); простой низкомолекулярный полиэфир на основе оксида пропилена молекулярной массы 370 Лапрол 373 0,6 (5); 1,8 (6); 3,0 (7). The ratio of components, parts by weight: cellulose absolutely dry 100; sodium hydroxide in terms of absolutely dry substance 39.5 (5); 42 (6); 44.4 (7); Na-MXYK 101 (5); 108 (6); 115.1 (7); water 124.5 (5); 161.1 (6); 192.4 (7); a simple low molecular weight polyester based on propylene oxide of molecular weight 370 Laprol 373 0.6 (5); 1.8 (6); 3.0 (7).

Продолжительность карбоксиметилирования в РСМ 1,0 минута (5), 1,5 минуты (6), 2,0 минуты (7). The duration of carboxymethylation in PCM is 1.0 minute (5), 1.5 minutes (6), 2.0 minutes (7).

Скорость сдвига в РСМ 500 c-1 (5); 1000 с-1 (6); 3000 с-1 (7).The shear rate in PCM is 500 s -1 (5); 1000 s -1 (6); 3000 s -1 (7).

Температура в РСМ 40oС (5); 50oС (6); 65oС (7).The temperature in the PCM is 40 o C (5); 50 o C (6); 65 o C (7).

Температура сушки 50oС (5); 60oС (6); 70oС (7).Drying temperature 50 o C (5); 60 o C (6); 70 o C (7).

Продолжительность сушки 60 минут (5), 50 минут (6), 40 минут (7). Drying time 60 minutes (5), 50 minutes (6), 40 minutes (7).

Пример 8 (сравнительный в соответствии с прототипом). Example 8 (comparative in accordance with the prototype).

В соответствии в решением прототипа способ осуществляли следующим образом. В двухшнековую трехзонную РСМ подавали 100 мас. ч. сульфатной беленой вискозной целлюлозы со степенью полимеризации 1700 (ГОСТ 24299-80), 100 мас. ч. Na-MXУK и 42 мас.ч. водного раствора гидроксида натрия (в пересчете на абсолютно сухую целлюлозу), осуществляли интенсивное перемешивание в течение 10 секунд, после чего реакционная масса подвергалась сушке при 80oС и в течение 120 минут.In accordance with the decision of the prototype method was carried out as follows. In the twin-screw three-zone PCM filed 100 wt. including sulfate bleached viscose rayon pulp with a degree of polymerization of 1700 (GOST 24299-80), 100 wt. including Na-MXUK and 42 parts by weight an aqueous solution of sodium hydroxide (in terms of absolutely dry cellulose), intensive stirring was carried out for 10 seconds, after which the reaction mass was dried at 80 o C and for 120 minutes.

Примеры 9-11. Examples 9-11.

Для переработки использовали сульфитную беленую вискозную целлюлозу со степенью полимеризации 1000 (ТУ 5411-027-00279163-95). For processing, we used sulfite bleached viscose rayon cellulose with a degree of polymerization of 1000 (TU 5411-027-00279163-95).

Активацию осуществляли в течение 30 мин в водном растворе гидроксида натрия концентрацией соответственно 0,2 мас.% (пример 9), 0,4 мас.% (пример 10), 0,6 мас.% (пример 11); после отжима содержание жидкой фазы в целлюлозе составляло соответственно 40 мас.% (пример 9), 50 мас.% (пример 10), 56 мас. % (пример 11). Activation was carried out for 30 minutes in an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.2 wt.% (Example 9), 0.4 wt.% (Example 10), 0.6 wt.% (Example 11); after extraction, the content of the liquid phase in the cellulose was respectively 40 wt.% (example 9), 50 wt.% (example 10), 56 wt. % (example 11).

В соответствии с вышеописанным способом получение Na-КМЦ осуществляли при следующих технологических параметрах. In accordance with the above method, the preparation of Na-CMC was carried out at the following process parameters.

Соотношение компонентов, мас. ч. : целлюлоза абсолютно сухая 100; гидроксид натрия в пересчете на абсолютно сухое вещество 39,5 (9); 42 (10); 44,4 (11); Nа-МХУК 101 (9); 108 (10); 115,1 (11); вода 124,5 (9); 161,1 (10); 192,4 (11); простой низкомолекулярный полиэфир на основе оксида пропилена молекулярной массы 560 Лапрол ЭС-564 0,6 (9); 1,8 (10); 3,0 (11). The ratio of components, wt. including: cellulose absolutely dry 100; sodium hydroxide in terms of absolutely dry substance 39.5 (9); 42 (10); 44.4 (11); Na-MHUK 101 (9); 108 (10); 115.1 (11); water 124.5 (9); 161.1 (10); 192.4 (11); simple low molecular weight polyester based on propylene oxide of molecular weight 560 Laprol ES-564 0.6 (9); 1.8 (10); 3.0 (11).

Продолжительность интенсивного перемешивания в двухшнековой двухзонной РСМ 1,0 минута (9), 1,5 минуты (10), 2,0 минуты (11). The duration of intensive mixing in a twin-screw dual-zone PCM is 1.0 minute (9), 1.5 minutes (10), 2.0 minutes (11).

Скорость сдвига в РСМ 500 с-1 (9), 1000 c-1 (10), 3000 с-1 (11).The shear rate in PCM is 500 s -1 (9), 1000 s -1 (10), 3000 s -1 (11).

Температура в РСМ 40oС (9), 50oС (10), 65oС (11).The temperature in the PCM is 40 o С (9), 50 o С (10), 65 o С (11).

Температура сушки 50oС (9), 60oС (10), 70oС (11).The drying temperature is 50 o C (9), 60 o C (10), 70 o C (11).

Продолжительность сушки 60 минут (9), 50 минут (10), 40 минут (11). The drying time is 60 minutes (9), 50 minutes (10), 40 minutes (11).

Пример 12 (сравнительный в соответствии с прототипом). Example 12 (comparative in accordance with the prototype).

В соответствии в решением прототипа способ осуществляли следующим образом. В двухшнековую трехзонную РСМ подавали 100 мас. ч. сульфитной беленой вискозной целлюлозы со степенью полимеризации 1000 (ТУ 5411-027-00279163-95), 100 мас. ч. NaMXУK и 42 мас.ч. водного раствора гидроксида натрия (в пересчете на абсолютно сухую целлюлозу), осуществляли интенсивное перемешивание в течение 20 секунд, после чего реакционная масса подвергалась сушке при 80oС и в течение 120 минут.In accordance with the decision of the prototype method was carried out as follows. In the twin-screw three-zone PCM filed 100 wt. including sulfite bleached viscose rayon pulp with a degree of polymerization of 1000 (TU 5411-027-00279163-95), 100 wt. including NaMXUK and 42 parts by weight an aqueous solution of sodium hydroxide (in terms of absolutely dry cellulose), intensive stirring was carried out for 20 seconds, after which the reaction mass was dried at 80 o C and for 120 minutes.

Примеры 13-15. Examples 13-15.

Для переработки использовали хлопковую целлюлозу со степенью полимеризации 2400 (ГОСТ 595-79). Cotton pulp with a polymerization degree of 2400 (GOST 595-79) was used for processing.

Активацию осуществляли в течение 20 мин в воде: после отжима содержание жидкой фазы в целлюлозе составляло соответственно 40 мас.% (пример 13), 50 мас.% (пример 14), 56 мас.% (пример 15). Activation was carried out for 20 minutes in water: after extraction, the content of the liquid phase in the cellulose was respectively 40 wt.% (Example 13), 50 wt.% (Example 14), 56 wt.% (Example 15).

В соответствии с вышеописанным способом получение Na-КМЦ осуществляли при следующих технологических параметрах. In accordance with the above method, the preparation of Na-CMC was carried out at the following process parameters.

Соотношение компонентов, мас.ч.: целлюлоза абсолютно сухая 100; гидроксид натрия в пересчете на абсолютно сухое вещество 39,5 (13); 42 (14); 44,4 (15); Na-MXУK 101 (13); 108 (14); 115,1 (15); вода 24,5 (13); 161,1 (14); 192,4 (15); простой низкомолекулярный полиэфир из оксида пропилена молекулярной массы 525 Лапрол 502-М 0,6 (13); 1,8 (14); 3,0 (15). The ratio of components, parts by weight: cellulose absolutely dry 100; sodium hydroxide in terms of absolutely dry substance 39.5 (13); 42 (14); 44.4 (15); Na-MXYK 101 (13); 108 (14); 115.1 (15); water 24.5 (13); 161.1 (14); 192.4 (15); simple low molecular weight polyester of propylene oxide of molecular weight 525 Laprol 502-M 0.6 (13); 1.8 (14); 3.0 (15).

Продолжительность интенсивного перемешивания в двухшнековой двухзонной РСМ 1,0 минута (13), 1,5 минуты (14), 2,0 минуты (15). The duration of intensive mixing in a twin-screw dual-zone PCM is 1.0 minute (13), 1.5 minutes (14), 2.0 minutes (15).

Скорость сдвига в РСМ 500 с-1 (13), 1000 с-1 (14), 3000 с-1 (15).The shear rate in PCM is 500 s -1 (13), 1000 s -1 (14), 3000 s -1 (15).

Температура сушки 50oС (13), 60oС (14), 70oС (15).The drying temperature is 50 ° C (13), 60 ° C (14), 70 ° C (15).

Продолжительность сушки 60 минут (13), 50 минут (14), 40 минут (15). Drying time: 60 minutes (13), 50 minutes (14), 40 minutes (15).

Пример 16 (сравнительный). Example 16 (comparative).

Для переработки использовали хлопковую целлюлозу со степенью полимеризации 2400 (ГОСТ 595-79). Cotton pulp with a polymerization degree of 2400 (GOST 595-79) was used for processing.

В соответствии в решением прототипа способ осуществляли следующим образом. В двухшнековую трехзонную РСМ подавали 100 мас.ч. хлопковой целлюлозы со степенью полимеризации 2400 (ГОСТ 595-79), 100 мас.ч. Na-MXУK и 42 мас.ч. водного раствора гидроксида натрия (в пересчете на абсолютно сухую целлюлозу), осуществляли интенсивное перемешивание в течение 10 секунд, после чего реакционная масса подвергалась сушке при 80oС и в течение 120 минут.In accordance with the decision of the prototype method was carried out as follows. 100 parts by weight were fed into a twin-screw three-zone PCM. cotton cellulose with a degree of polymerization of 2400 (GOST 595-79), 100 parts by weight Na-MXУK and 42 parts by weight an aqueous solution of sodium hydroxide (in terms of absolutely dry cellulose), intensive stirring was carried out for 10 seconds, after which the reaction mass was dried at 80 o C and for 120 minutes.

Claims (8)

1. Способ получения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы путем дозирования целлюлозы, водного раствора гидроксида натрия и натриевой соли монохлоруксусной кислоты, их подачи в двухшнековую многозонную реакторно-смесительную машину, интенсивного перемешивания, с последующей сушкой и дроблением, отличающийся тем, что первоначально целлюлозу подвергают активации путем гидропульпирования в течение 20-120 мин при 30-40°С с образованием суспензии концентрацией 0,1-2,5 мас.%, с последующим сгущением и отжимом до содержания жидкой фазы 40-56 мас.%, полученную целлюлозную массу рыхлят, производят ее предварительное частичное перемешивание с натриевой солью монохлоруксусной кислоты при подаче полученной смеси и водного раствора гидроксида натрия в двухшнековую многозонную реакторно-смесительную машину, с одновременным введением простого низкомолекулярного полиэфира на основе оксида этилена или оксида пропилена в виде водного раствора концентрацией 25-50 мас.%, интенсивное перемешивание осуществляют в течение 1-2 мин при скоростях сдвига реакционной массы от 500 до 3000 с-1 и температуре не более 65°С, а сушку полученного продукта проводят в конвективно-контактном режиме в течение 40-60 мин при температуре не более 70°С.1. The method of obtaining the sodium salt of carboxymethyl cellulose by metering cellulose, an aqueous solution of sodium hydroxide and sodium salt of monochloracetic acid, feeding them into a twin-screw multi-zone reactor-mixing machine, intensive mixing, followed by drying and crushing, characterized in that the cellulose is initially activated by hydro-pulping for 20-120 min at 30-40 ° С with the formation of a suspension with a concentration of 0.1-2.5 wt.%, followed by thickening and pressing to a liquid phase content of 40-56 wt.%, gender the studied pulp mass is loosened, it is preliminarily partially mixed with the sodium salt of monochloracetic acid when the mixture is obtained and an aqueous solution of sodium hydroxide is fed into a twin-screw multi-zone reactor-mixing machine, while a simple low molecular weight polyester based on ethylene oxide or propylene oxide is introduced in the form of an aqueous solution of propylene in the form of an aqueous solution 25-50 wt.%, intensive stirring is carried out for 1-2 minutes at the reaction mass shear rates from 500 to 3000 s -1 and a temperature e more than 65 ° C, and drying the resulting product is carried out in a convection-contact mode for 40-60 minutes at a temperature not exceeding 70 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, гидропульпирование целлюлозы осуществляют в воде.2. The method according to claim 1, characterized in that the pulp hydro-pulping is carried out in water. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, гидропульпирование целлюлозы осуществляют в водном растворе гидроксида натрия концентрацией 0,01-6,0 мас.%.3. The method according to claim 1, characterized in that the pulp hydro-pulping is carried out in an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.01-6.0 wt.%. 4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что после осуществления гидропульпирования воду возвращают в производственный цикл по замкнутому технологическому контуру.4. The method according to PP.1 and 2, characterized in that after the implementation of hydro-pulping water is returned to the production cycle in a closed process loop. 5. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что после осуществления гидропульпирования и корректировки состава водный раствор гидроксида натрия возвращают в производственный цикл по замкнутому технологическому контуру.5. The method according to claims 1 and 3, characterized in that after hydropulping and adjusting the composition, the aqueous sodium hydroxide solution is returned to the production cycle in a closed process loop. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что дозирование целлюлозы осуществляется путем объемного дозирования суспензии концентрацией 0,1-2,5 мас.%.6. The method according to claim 1, characterized in that the dosing of cellulose is carried out by volumetric dosing of a suspension with a concentration of 0.1-2.5 wt.%. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что дозирование натриевой соли монохлоруксусной кислоты осуществляется посредством весового дозирования.7. The method according to claim 1, characterized in that the dosing of the sodium salt of monochloracetic acid is carried out by weight dosing. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что дозирование гидроксида натрия и низкомолекулярного полиэфира на основе оксида этилена осуществляется путем объемного дозирования.8. The method according to claim 1, characterized in that the dosing of sodium hydroxide and low molecular weight polyester based on ethylene oxide is carried out by volume dosing.
RU2002122547/04A 2002-08-22 2002-08-22 Method for preparing carboxymethylcellulose sodium salt RU2223278C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002122547/04A RU2223278C1 (en) 2002-08-22 2002-08-22 Method for preparing carboxymethylcellulose sodium salt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002122547/04A RU2223278C1 (en) 2002-08-22 2002-08-22 Method for preparing carboxymethylcellulose sodium salt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2223278C1 true RU2223278C1 (en) 2004-02-10
RU2002122547A RU2002122547A (en) 2004-03-10

Family

ID=32173179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002122547/04A RU2223278C1 (en) 2002-08-22 2002-08-22 Method for preparing carboxymethylcellulose sodium salt

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2223278C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103159861A (en) * 2013-03-26 2013-06-19 浙江三和食品科技有限公司 Preparation method of sodium carboxymethyl cellulose for high-grade ice cream

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103159861A (en) * 2013-03-26 2013-06-19 浙江三和食品科技有限公司 Preparation method of sodium carboxymethyl cellulose for high-grade ice cream

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002122547A (en) 2004-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7662953B2 (en) Method for manufacturing cellulose carbamate
JP4195289B2 (en) Cellulose ether and method for producing the same
RU2362845C2 (en) Method of making cellulose fibre
CN101443363B (en) Cationic polysaccharide, its preparation and use
DE60029337T2 (en) CELLULOSE ETHER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
KR20110128882A (en) Process for improved production of alkali cellulose and cellulose derivatives
CN103924480B (en) The formula and preparation method of feature paper grade (stock) reinforcing agent
NO153583B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A BINDING SUBSTANCE SUPPLY FOR USE WITH PAPER MANUFACTURING
RU2518122C2 (en) Method and device for production of formed products
US20060162886A1 (en) Process for improving dry strength and drainage of paper and paperboard
CN101356196B (en) A method for preparing a cellulose carbamate solution
FI101315B (en) Process for separating cellulose-based fibers in straw from each other and casting for plastic molding of cellulosic fiber products
RU2223278C1 (en) Method for preparing carboxymethylcellulose sodium salt
CN106243267B (en) Acrylic copolymer/montmorillonite-based nano complex thickener, preparation method and purposes
CN108623697B (en) Production method of hydroxypropyl methyl cellulose
CN103819567A (en) Method for producing purified low-substituted hydroxypropyl cellulose
CN1235912C (en) Method and device for continually producing a suspension of cellulose in an aqueous amine oxide
US1858017A (en) Process of making alkali cellulose
KR101840881B1 (en) Method for producing cellulose ether
US2313866A (en) Manufacture of cellulose ethers
US20040050508A1 (en) Method and apparatus for treating pulp with filler
US3438969A (en) Process for the continuous xanthating of alkali cellulose
CN109206526A (en) water-soluble cellulose ether and its production method
RU2190623C2 (en) Method of synthesis of hydroxyalkylcarboxymethyl-starch
JP2530044B2 (en) Method for producing adhesive for corrugated cardboard

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110823