使含水的低取代羟丙基纤维素脱水的方法以及用其制备低取代羟丙基纤维素的方法技术

技术编号:11077829 阅读:122 留言:0更新日期:2015-02-25 15:53
目标为减少含水的低取代羟丙基纤维素(L-HPC)的干燥步骤中的能量负担、降低通过脱水而获得的块状物的含水量等。更具体地,提供了通过将含水的L-HPC供给至与压缩型脱水机的入口连接的螺旋输送机而用该压缩型脱水机使含水的L-HPC脱水的方法,其包括步骤:开始输送机的操作以用含水的L-HPC填充输送机和脱水机,开始经填充的脱水机的操作,并向输送机供给含水的L-HPC,同时从脱水机的出口排出经脱水的L-HPC,其中基于纤维素醚的净重量,向输送机供给含水的L-HPC的进料速率等于排出经脱水的L-HPC的卸料速率;以及使用上述方法制备L-HPC的方法。

【技术实现步骤摘要】
使含水的低取代羟丙基纤维素脱水的方法以及用其制备低 取代羟丙基纤维素的方法 专利技术背景 1.专利
本专利技术涉及通过将螺旋输送机与压缩型脱水机的入口连接来使含水的低取代羟 丙基纤维素脱水的方法,以及通过使用该脱水方法制备低取代羟丙基纤维素的方法。 2.相关技术描述 低取代羟丙基纤维素是由于低取代度而不溶于水但在水中溶胀的纤维素醚。通过 使粉末、碎屑或片形式的纤维素与环氧丙烷在碱的存在下反应,然后将反应产物溶解、中和 并洗涤,从而工业生产低取代羟丙基纤维素。 通常通过使用连续水平真空过滤机、平面过滤机或水平带式过滤机来相继进行洗 涤步骤。在洗涤之后,使经过滤的低取代羟丙基纤维素进行压缩型脱水,从而减轻干燥机的 负担并降低以副产物形式形成的水溶性盐的量。 JP 08-231602A描述了通过主要使用V-形盘式压榨机(其为压缩型脱水机)来使 水溶性纤维素醚脱水的方法。根据JP 08-231602A,该方法可以降低经脱水的水溶性纤维素 醚的含水量,甚至降低至35重量%至40重量%。 专利技术概沭 当本专利技术人通过使用JP 08-231602A所述的V-形盘式压榨机(其为连续的压缩 型脱水机)来使低取代羟丙基纤维素脱水时,脱水后的块状物(cake)的含水量是脱水前的 含水量的最低80重量%。尽管V-形盘式压榨机转速的提升改善了吞吐量,但通过脱水而 获得的块状物似乎由于在盘式压榨机中停留的时间减少而具有较高的含水量。 鉴于前述,完成本专利技术。本专利技术的目的是减少在干燥含水的低取代羟丙基纤维素 的步骤中的能量负担、降低通过脱水而获得的块状物的含水量、以及改善脱水机的生产率 和吞吐量。 作为为实现上述目的而进行的广泛研究的结果,本专利技术人发现当压缩型脱水机填 充有不溶于水的低取代羟丙基纤维素并且填充率低时,脱水不能与水溶性纤维素醚的脱水 一样高。这是因为与水溶胀的低取代羟丙基纤维素漂浮在压缩型脱水机内的上部中,不被 充分地压缩。注意到压缩型脱水机的填充率,本专利技术人发现通过改变含水的低取代羟丙基 纤维素的供给方法能实现经脱水而获得的块状物的含水量的降低及吞吐量的改善,并完成 本专利技术。 在本专利技术的一方面,提供了通过将含水的低取代羟丙基纤维素供给至与压缩型脱 水机的入口连接的螺旋输送机来用该压缩型脱水机是该含水的低取代羟丙基纤维素脱水 的方法,其包括以下步骤:开始所述螺旋输送机的操作以用含水的低取代羟丙基纤维素填 充该螺旋输送机和压缩型脱水机,开始经填充的压缩型脱水机的操作,并向螺旋输送机供 给含水的低取代羟丙基纤维素,同时从压缩型脱水机的出口排出经脱水的低取代羟丙基纤 维素,其中基于纤维素醚的净重量,向螺旋输送机供给含水的低取代羟丙基纤维素的进料 速率等于排出经脱水的低取代羟丙基纤维素的卸料速率。在本专利技术的另一方面,提供了制 备低取代羟丙基纤维素的方法,其包括以下步骤:使碱纤维素与环氧丙烷反应以获得粗制 的低取代羟丙基纤维素,洗涤所述粗制的低取代羟丙基纤维素以获得含水的低取代羟丙基 纤维素,通过使用上述脱水方法来使所述含水的低取代羟丙基纤维素脱水,并干燥经脱水 的低取代羟丙基纤维素。 根据本专利技术,与常规方法相比,可以降低通过含水的低取代羟丙基纤维素的脱水 而获得的块状物的含水量,同时可以增加吞吐量,并且可以降低在后续的干燥步骤中使用 的蒸汽量。 优诜实施方案的详沭 接下来描述通过使用原料纸浆制备低取代羟丙基纤维素的方法。 原料纸浆可包含木浆和棉绒浆。 可以将原料纸浆浸入浓度优选为20重量%至60重量%的碱性水溶液中,然后压 缩以除去过量的碱金属氢氧化物水溶液,从而获得具有期望组成的碱纤维素。 通过充分混合使碱纤维素与环氧丙烷反应。环氧丙烷的用量优选为每摩尔的纤维 素使用0. 15摩尔至2. 0摩尔环氧丙烷。可以通过使用以下任一方法来实施环氧丙烷的混 合:一次性添加所需量的全部的环氧丙烷的方法、将所需量分为两份以上再进行两次以上 的添加的方法、以及以连续方式添加所需量的方法。 在由此获得的低取代羟丙基纤维素中,用作催化剂的碱得到保留,因此用酸来将 其中和。例如,通过将粗制反应产物放入含酸的水中(优选20°C至60°C)来实施中和,其 中所述酸的量为所述碱的量的化学计量。所用的酸的实例包括:无机酸,例如盐酸、硫酸和 硝酸;以及有机酸,例如甲酸和乙酸。 在用酸中和之后,可以实施任选的洗涤。在洗涤步骤中,通过利用低取代羟丙基 纤维素的水不溶性,可使用水、优选热水(优选70°c至KKTC )来洗掉诸如氯化钠的副产 物。通常通过使用连续水平真空过滤机、平面过滤机或水平带式过滤机来相继地进行这种 洗漆。 然后,将由此获得的含水的低取代羟丙基纤维素脱水。考虑到对后续进行的干燥 步骤的负担,脱水前的含水的低取代羟丙基纤维素的含水量优选为85重量%至95重量%。 本文所用的术语含水量表示在含水的低取代羟丙基纤维素的重量中所含的水重量的百 分比。对于脱水,使用压缩型脱水机。压缩型脱水机是装备有用于挤压待脱水的材料的滚筒 或筛的设备,并且向该材料施加压力以进行脱水。可商购的脱水机的实例包括螺旋压榨机 (由 Tsukishima Techno Machinery Co. ,Ltd.生产)和 V-形盘式压榨机(Flow Dynamics 生产的Asahi Press)。从以下角度来看,筛型V-形盘式压榨机是优选的:含水的低取代 羟丙基纤维素的性质、设备的吞吐量以及含水的低取代羟丙基纤维素自身可用作过滤材料 的事实。 在V-形盘式压榨机中,借助于使筛子之间的距离随旋转而降低的一对盘形筛子 来实施脱水。这些筛子具有孔,水通过该孔,并且收集已通过这些筛子的孔的水。另一方面, 将低取代羟丙基纤维素从旋转的盘式压榨机排出中并进行收集。从V-形盘式压榨机中的 填充率的角度来看,V-形盘式压榨机的转速优选为I. Orpm至2. 5rpm,更优选为I. 5rpm至 2. Orpm0 可以通过将螺旋输送机(其为推入配合型设备)与压缩型脱水机的入口连接,增 加该压缩型脱水机中的填充率。该螺旋输送机的吞吐量优选是V-形盘式压榨机的吞吐量 的I. O倍至2. O倍。螺旋输送机不受限制,只要其装备有与其一起覆盖轴的套管并能够将 含水的低取代羟丙基纤维素转移至压缩型脱水机的入口且将其放入压缩型脱水机内而不 在螺旋输送机处产生损耗。 更具体地,在实践中,在用压缩型脱水机脱水之前,经由螺旋输送机将作为待脱水 的材料的含水的低取代羟丙基纤维素供给至压缩型脱水机内。换言之,在压缩型脱水机被 完全填充之后,压缩型脱水机的入口处的压强优选达到〇. IOMPa至0. 25MPa,更优选达到 0. 15MPa至0.20MPa,启动压缩型脱水机进行脱水操作。当压缩型脱水机的入口处的压强小 于0. IOMPa时,可降低V-形盘式压榨机中的含水的低取代羟丙基纤维素的填充率。当压强 大于0. 25MPa时,可发生含水的低取代羟丙基纤维素返回至螺旋输送机,称为返混。 基于纤维素醚的净重量,含水的低取代羟丙基纤维素向螺旋输送机的入口的进料 速率和卸料速率各自优选为10kg/h至30kg/h,更优选为20kg/h至25kg/h。 然后,干燥经脱水的低取代羟丙基纤维素。在干燥步骤中,可以用诸如流化床干 燥本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过将含水的低取代羟丙基纤维素供给至与压缩型脱水机的入口连接的螺旋输送机而用所述压缩型脱水机使所述含水的低取代羟丙基纤维素脱水的方法,其包括如下步骤:开始所述螺旋输送机的操作以用所述含水的低取代羟丙基纤维素填充所述螺旋输送机和所述压缩型脱水机,开始经填充的压缩型脱水机的操作,以及向所述螺旋输送机供给所述含水的低取代羟丙基纤维素,同时从所述压缩型脱水机的出口排出经脱水的低取代羟丙基纤维素,其中基于纤维素醚的净重量,向所述螺旋输送机供给所述含水的低取代羟丙基纤维素的进料速率等于排出所述经脱水的低取代羟丙基纤维素醚的卸料速率。

【技术特征摘要】
2013.08.12 JP 2013-1675561. 通过将含水的低取代羟丙基纤维素供给至与压缩型脱水机的入口连接的螺旋输送 机而用所述压缩型脱水机使所述含水的低取代羟丙基纤维素脱水的方法,其包括如下步 骤: 开始所述螺旋输送机的操作以用所述含水的低取代羟丙基纤维素填充所述螺旋输送 机和所述压缩型脱水机, 开始经填充的压缩型脱水机的操作,以及 向所述螺旋输送机供给所述含水的低取代羟丙基纤维素,同时从所述压缩型脱水机的 出口排出经脱水的低取代羟丙基纤维素,其中基于纤维素醚的净重量,向所述螺旋输送机 供给所述含水的低取代羟丙基纤维素的进料速率等于排出所述经脱水的低取代羟丙基纤 维素醚的卸料...

【专利技术属性】
技术研发人员:松原纯一米持敦彦成田光男
申请(专利权)人:信越化学工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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