硝酸法制备羧甲基纤维素铵的方法技术

本发明专利技术属于天然高分子化学改性领域，涉及一种低钠盐羧甲基纤维素的制备方法，具体是硝酸法制备羧甲基纤维素铵的方法。本发明专利技术提供了一种可以实现大批量生产的羧甲基纤维素铵的制备方法，包括如下步骤：A、将羧甲基纤维素钠加入有机溶剂中，边搅拌边加入硝酸溶液，混合均匀进行酸化反应；B、离心，洗涤；C、洗涤后物料加入有机溶剂中，边搅拌边加入氨水，混合均匀进行铵化反应；D、离心，干燥，粉碎，即得羧甲基纤维素铵。本发明专利技术制备方法具有工艺流程简单，能实现连续性生产的优点。所得产品羧甲基纤维素铵(CMC‑NH4)取代度大于0.7，透光率达到97％，灰分小于0.2％，生纤维少，产品溶解性好，可在脱硫脱销催化剂中作粘接剂使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于天然高分子化学改性领域，涉及一种低钠盐羧甲基纤维素的制备方法，具体是硝酸法制备羧甲基纤维素铵的方法。
技术介绍
羧甲基纤维素铵(AmmoniumCarboxymethylCellulose，缩写ACMC，化学式CMC-NH4)是一种低灰分的离子型纤维素醚类粘接剂，添加到脱硫脱销催化剂中，起到润滑、保水、粘接的作用，使催化剂在一定压力下挤压成型，并且烧结后杂质残留少，不会使催化剂在使用过程中因杂质影响而中毒，影响催化效果。目前我国燃煤发电厂广泛应用了SCR(选择性催化还原法脱硝)脱硝技术，其技术相对成熟且脱除NOx效率高，是适合我国国情的高效、低污染、脱硝成本低的一种脱硝技术；而其中添加的羧甲基纤维素铵大多来自进口，国内由于技术限制，尚处于研发试验阶段，鲜见批量生产厂家。现有采用稀硫酸的方法来制备羧甲基纤维素铵，但产品取代度低，透光率差，生纤维多，产品质量差；另外还有采用浓硫酸和浓硝酸混合强酸法制备羧甲基纤维素铵，由于混合强酸具有很强氧化性，运输存储危险性大，对反应釜材质要求高，生产成本高，难以实现连续批量生产。针对现有采用稀硫酸法制备羧甲基纤维素铵，稀硫酸对反应效果不理想，产品取代度低，透光率差，生纤维多；采用浓硫酸和浓硝酸混合强酸法制备羧甲基纤维素铵，由于混合强酸具有很强氧化性，对运输、储存、反应的设备材质要求高，设备成本高，另外，在实际大生产反应过程中，混合强酸的用量大，危险性极大，目前只能运用于不连续小试研制。本专利技术欲提供一种全新的、能够实现大批量生产的羧甲基纤维素铵的制备方法。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种可以实现大批量生产的羧甲基纤维素铵的制备方法，具体是利用硝酸法制备羧甲基纤维素铵的方法。本专利技术硝酸法制备羧甲基纤维素铵的方法，包括如下步骤：A、将羧甲基纤维素钠加入有机溶剂中，边搅拌边加入硝酸溶液，混合均匀进行酸化反应；B、洗涤，离心；C、洗涤后物料加入有机溶剂中，边搅拌边加入氨水，混合均匀进行铵化反应；D、离心，干燥，粉碎，即得羧甲基纤维素铵。上述技术方案中，步骤A所述有机溶剂为醇类物质，包括甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。上述技术方案中，步骤A所述有机溶剂的质量浓度为75％～95％。上述技术方案中，步骤A所述硝酸溶液的质量浓度为20％～60％。上述技术方案中，步骤A所述羧甲基纤维素钠与硝酸的质量比为1:1～1:3。上述技术方案中，步骤A所述羧甲基纤维素钠与有机溶剂的质量比为1:7～1:10。上述技术方案中，步骤A酸化反应的条件为：在10℃～40℃下，不断搅拌进行酸化反应，时间控制为90min～240min。通过步骤A酸化反应得到羧甲基纤维素酸(CMC-H)。上述技术方案中，步骤B所述洗涤为用水洗涤。上述技术方案中，步骤C所述有机溶剂为醇类物质，包括甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。上述技术方案中，步骤C所述有机溶剂的质量浓度为80％-95％。上述技术方案中，步骤C所述氨水的质量浓度为20％～25％。上述技术方案中，步骤C所述物料与氨水的配比按照羧甲基纤维素酸与氨水的摩尔比计算，羧甲基纤维素酸与氨水的摩尔比为1:3～1:6。上述技术方案中，步骤C所述物料与有机溶剂的配比按照羧甲基纤维素酸与有机溶剂的质量比计算，羧甲基纤维素酸与有机溶剂的质量比为1:12～1:20。上述技术方案中，步骤C所述铵化反应的条件为：在10℃～40℃下，不断搅拌进行铵化反应，时间控制为150min～270min。其中，步骤A和步骤C采用的有机溶剂可以为相同的试剂种类和试剂浓度，也可以采用不同的试剂种类和试剂浓度。实际应用中，为了配制方便，一般采用相同的试剂种类和试剂浓度。通过步骤C铵化反应得到羧甲基纤维素铵(CMC-NH4)。上述技术方案中，步骤D所述干燥的温度为70℃～90℃。本专利技术羧甲基纤维素铵的制备方法，打破了实验室的限制，解决了实际生产中的工程化问题，实现l产品批量生产。本专利技术制备方法采用硝酸法制备羧甲基纤维素铵，硝酸与氨水为普通化工原料，廉价易得，危险性小，腐蚀性小，对设备材质要求低，降低了原料及设备成本。而且所用有机溶剂均可蒸馏回收利用，生产成本低。本专利技术制备方法中硝酸虽然酸性强，但相比硫酸危险性小，既能满足反应要求，制得产品羧甲基纤维素铵(CMC-NH4)取代度大于0.7，透光率达到97％，灰分小于0.2％，生纤维少，产品溶解性好，可在脱硫脱销催化剂中作粘接剂使用。具有工艺流程简单，能实现连续性生产的优点。附图说明图1硝酸法制取羧甲基纤维素铵的工艺流程图。具体实施方式以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明，说明但不限制本专利技术。以下实施例的工艺流程图如图1。实施例11)将一定量的羧甲基纤维素钠(1％，B型粘度计，干样粘度68.6，取代度0.9)加入10倍质量浓度为75％的乙醇溶剂中，边搅拌边缓慢加入1倍质量浓度为60％的硝酸溶液，在10℃，不断搅拌进行酸化反应，时间控制为210min，得到羧甲基纤维素酸(CMC-H)。2)将离心后的羧甲基纤维素酸(CMC-H)用水洗涤。3)将离心后的羧甲基纤维素酸(CMC-H)放入20倍质量浓度为80％的乙醇溶剂中，边搅拌边加入质量浓度为25％的氨水，羧甲基纤维素酸与氨水摩尔比为1:3。在30℃下，不断搅拌进行铵化反应，时间控制为150min。4)离心、干燥、粉碎后，即得羧甲基纤维素铵(CMC-NH4)。干燥温度为70℃。B型粘度计测量粘度测量的1％水溶液粘度385，取代度0.70，灰分0.17％，透光率97.1％。实施例21)将羧甲基纤维素钠(1％，B型粘度计，干样粘度68.6，取代度0.9)加入8倍质量浓度为85％的乙醇溶剂中，边搅拌边缓慢加入1.6倍质量浓度为40％的硝酸溶液，在30℃下，不断搅拌进行酸化反应，时间控制为150min，得到羧甲基纤维素酸(CMC-H)。2)将离心后的羧甲基纤维素酸(CMC-H)用水洗涤。3)将离心后的羧甲基纤维素酸(CMC-H)放入15倍质量浓度为85％的乙醇溶剂中，边搅拌边加入质量浓度为23％的氨水，羧甲基纤维素酸与氨水摩尔比为1:4，在20℃下，不断搅拌进行铵化反应，时间控制为210min。4)离心、干燥、粉碎后，即得高得率羧甲基纤维素铵(CMC-NH4)。干燥温度为80℃。B型粘度计测量粘度测量的1％水溶液粘度392，取代度0.72，灰分0.12％，透光率98.4％。实施例31)将羧甲基纤维素钠加入7倍质量浓度为95％的乙醇溶剂中，边搅拌边缓慢加入3倍质量浓度为20％的硝酸溶液，在40℃下，不断搅拌进行酸化反应，时间控制为90min，得到羧甲基纤维素酸(CMC-H)。2)将离心后的羧甲基纤维素酸(CMC-H)用水洗涤。3)将离心后的羧甲基纤维素酸(CMC-H)放入12倍质量浓度为95％的乙醇中，边搅拌边加入质量浓度20％的氨水，羧甲基纤维素酸与氨水摩尔比为1:6，在10℃下，不断搅拌进行铵化反应，时间控制为270min。4)离心、干燥、粉碎后，即得高得率羧甲基纤维素铵(CMC-NH4)。干燥温度为90℃。B型粘度计测量粘度测量的1％水溶液粘度430，取代度0.75，灰分0.05％，透光率98.5％。通过与采用稀硫酸法、浓硫酸和浓硝酸混合强酸法制备羧甲基纤维素铵本文档来自技高网...

【技术保护点】
硝酸法制备羧甲基纤维素铵的方法，其特征在于：包括如下步骤：A、将羧甲基纤维素钠加入有机溶剂中，边搅拌边加入硝酸溶液，混合均匀进行酸化反应；B、离心，洗涤；C、洗涤后物料加入有机溶剂中，边搅拌边加入氨水，混合均匀进行铵化反应；D、离心，干燥，粉碎，即得羧甲基纤维素铵。

【技术特征摘要】
1.硝酸法制备羧甲基纤维素铵的方法，其特征在于：包括如下步骤：A、将羧甲基纤维素钠加入有机溶剂中，边搅拌边加入硝酸溶液，混合均匀进行酸化反应；B、离心，洗涤；C、洗涤后物料加入有机溶剂中，边搅拌边加入氨水，混合均匀进行铵化反应；D、离心，干燥，粉碎，即得羧甲基纤维素铵。2.根据权利要求1所述的硝酸法制备羧甲基纤维素铵的方法，其特征在于：至少满足以下任意一项：步骤A所述有机溶剂为醇类物质；优选的，所述醇类物质为甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种；步骤A所述有机溶剂的质量浓度为75％～95％；步骤A所述硝酸溶液的质量浓度为20％～60％；步骤A所述羧甲基纤维素钠与硝酸的质量比为1:1～1:3；步骤A所述羧甲基纤维素钠与有机溶剂的质量比为1:7～1:10。3.根据权利要求1所述的硝酸法制备羧甲基纤维素铵的方法，其特征在于：步骤A酸化反应的条件为：在10℃～40℃下，不断搅拌进行酸化反应，时间控制为90min～240min。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘守波，林彦兵，李永峰，邱磊，彭一琳，梁虹，
申请(专利权)人：泸州北方化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51