Запрос на получение экспертизы

Пожалуйста, корректно заполните поля, чтобы получить статью в формате pdf

* Обязательные для заполнения поля.

Производство натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы: оборудование и технологии

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ)

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) в химическом плане является простым эфиром целлюлозы и гликолевой кислоты. Выпускается в форме целлюлозогликолевой кислоты и в виде ее натриевой соли (натрий-карбоксиметилцеллюлоза или Na-KMЦ).

Na-карбоксиметилцеллюлоза (Na-КМЦ) представляет собой белый или желтовато-белый мелкозернистый или волокнистый материал, растворимый в воде при любой температуре.

Na-КМЦ имеет следующие характеристики:

Na-КМЦ используется в геологоразведке, нефте- и газодобывающей промышленности в качестве защитного коллоида-стабилизатора высокоминерализованных глинистых суспензий (буровых растворов), в производстве синтетических моющих средств; в текстильной промышленности для шлихтования нитей основы; в горно-обогатительной и горно-химической промышленности при флотационном обогащении медноникелевых и сильвинитовых руд; в строительной и спичечной промышленности в качестве клеящего материала; в бумажной промышленности в качестве добавки к бумажной массе, в качестве обойного клея; в керамической промышленности в качестве суспендирующего и связывающего агента.

Технологии производства натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ)

Na-КМЦ получают при действии на щелочную целлюлозу монохлоруксусной кислоты (МХУК) или ее натриевой соли (Na-МХУК) (часто в среде органического растворителя - этанола, изопропанола, бензола, толуола).

Именно на стадии щелочной обработки целлюлозных волокон (мерсеризации) формируются основные свойства продукта: вязкость, растворимость, равномерность распределения заместителей, степень замещения (СЗ) и степень полимеризации (СП).

В настоящее время выделают три метода проведения реакции карбоксиметелирования целлюлозы: суспензионный (жидкофазный или гетерогенный, в среде растворителя), твердофазный (без растворителя) и гомогенный (в растворе).

Карбоксиметелирование целлюлозы суспензионным способом

Суспензионные способы получения КМЦ позволяют повысить коэффициент использования О-алкирующего реагента до 80…90%, получать более однородные продукты и осуществлять модифицирование КМЦ в процессе синтеза. Препараты КМЦ с высокой растворимостью могут быть получены по этому методу с меньшим расходом О-алкилирующего реагента.

Средой при получении КМЦ суспензионным методом может быть этанол, пропанол-2, пропанол-1, третичный бутиловый спирт, бензол, ацетон, смесь спиртов и других органических растворителей.

Карбоксиметилирование целлюлозы твердофазным способом

При получении КМЦ твердофазным способом техническую целлюлозу подвергают разнообразным механическим воздействиям: механическому размолу, механохимической обработке, экструдированию.

При механической обработке техническая целлюлоза подвергается интенсивному механическому размолу с гидроксидом натрия с последующим добавлением МХУК при периодическом размоле. Установлено, что в реакцию механохимического карбоксиметилирования вступают преимущественно первичные гидроксильные группы, а превращения вторичных у С2 и С3 атомов глюкопиранозного кольца идут в равной степени.

В условиях пластического течения в отсутствие растворителя и воды на наковальнях Бриджмена показано, что степень полезного использования МХУК при получении карбоксиметилцеллюлозы составляет 60…70 %, тогда как при традиционном способе получения в водной или водно-органической среде она не превышает 50 %.

Гомогенный способ карбоксиметилирования целлюлозы

Проблемы гомогенного карбоксиметилирования связаны с поиском растворителей для целлюлозы, изучения механизма карбоксиметилирования и растворения.

В качестве растворителей технической целлюлозы использовались:

Таким образом, преимуществом гомогенного карбоксиметилирования является получение равномерно замещенных продуктов со СЗ до 2,5, однако требуются большие объемы эффективных растворителей целлюлозы.

При твердофазном способе продолжительность процесса значительно сокращается, но интенсификация реакции за счет разнообразных механических воздействий приводит к снижению СП за счет деструкции полисахаридов.

Суспензионный (жидкофазный) способ, являясь основным промышленным способом, позволяет получать однородные продукты с заданными свойствами.

Сырьевая база для получения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы

Выбор исходного целлюлозного сырья для производства Na-КМЦ связан с требованием к качеству, предъявляемым к Na-КМЦ, особенно к таким показателям, как СП и СЗ, равномерность распределения карбоксиметильных групп по цепи. Лучшим исходным сырьем для получения технической Na-КМЦ как у нас в стране, так и за рубежом является хлопковая целлюлоза. Помимо хлопковой целлюлозы, для производства КМЦ используют техническую беленую целлюлозу из древесины, полученную сульфитным или сульфатным способом.

В России основными поставщиками технической целлюлозы являются ░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░.

Из хлопковой целлюлозы получают техническую КМЦ, которая обладает рядом преимуществ по сравнению с продукцией, полученной из древесной целлюлозы. В хлопковом сырье содержание а-целлюлозы достигает 98% и это позволяет получать техническую КМЦ с повышенными загустительными и адгезивными свойствами.

Производство КМЦ из хлопковой целлюлозы позволяет снизить расход сырья в 1,5...2 раза. По данным 2013 г. из Узбекистана хлопковую целлюлозу импортировали на ЗАО «Карбокам» и ООО «Бия-Хим». Для синтеза КМЦ хлопковую целлюлозу применяют также ООО «Давос-Трейдинг», ФКП «Комбинат «Каменский» и ЗАО «Полицелл».

Оборудование для производства карбокисметилцеллюлозы (КМЦ) 

Для организации производственных процессов по выпуску натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) необходимо предусмотреть создание следующих блоков:

Статья отображается не полностью