Технология производства натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы низкомодульным способом для нефтедобывающей промышленности

• Автор: Фаттахов, Ильдар Бареевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕХАНИЗМЕ И МЕТОДАХ СИНТЕЗА КЛРБОКСИМЕТИЛОВЫХ ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ.

1.1 Механизм и кинетика реакции синтеза КаКМЦ.

1.1.1 Основные закономерности и кинетика гетерогенного твердофазного синтеза

1.1.2 Структурно химические аспекты карбоксиметилнронання

1.1.3 Физикохимические свойства ГчаКМЦ и ее растворов.

1.2 Вязкость растворов МКМЦ

1.3 Лабораторные и промышленные способы получения ХаКМЦ. способы получения очищенной ХаКМЦ. модификация свойств ГчаКМЦ в процессе синтеза
V

1.3.1 Лабораторные н промышленные способы получения ЫаКМЦ

1.3.2 Способы получения очищенной Ц, модификация свойств в процессе синтеза ИаКМ и применение
1.4 Повышение нефтеотдачи пластов с использованием водорастворимых полимеров.
II ЦЕЛЛЮЛОЗНОЕ СЫРЬЕ, РЕАКТИВЫ. МЕТОДЫ ЕГО ПОДГОТОВКИ. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И АНАЛИЗ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАРБОКСИМЕТИЛОВЫХ ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
2.1 Целлюлоза и реактивы
2.2 редварите.тьная подготовка Цл и проведение эксперимента.
2.3 Характеристики применяемых материалов для повышения
нефтеотдачи пласта
2.3.1 Эфиры целлюлозы и крахмала.
2.3.2 Бетониты Бсхтсровского месторождения.
2.4 Анализ физикохимических свойств МаКМЦ.
III ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО ХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В
РОЦЕССЕ К А Р БОК С И МЕТИ Л И РОВ АНИЯ 1 ЦЕЛЛЮЛОЗЫ.
3.1 Исследование изменения структуры целлюлозы при
карбоксиметилировании.
3.2 ИКспеюроскопические исследования образцов КаКМ
3.3 Исследование образцов ХаКМЦ методом ЯМР С.
IV ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ КаКМЦ НА СТЕПЕНЬ
ЕЕ ЗАМЕЩЕНИЯ.
V МОНОАГШАРАГНЫЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НАТРИЙ КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ ТЕХ ЮЛ ИЧЕСКИЙ РЕ1 Л А МЕНТ
Т2 ОАО ТАСМАХОЛДИНГ
5.1 Технология МаКМЦ
5.2 Общая характеристика производства.
5.3 Характеристика исходного сырья, материалов и полуфабрикатов.
5.4 Характеристика исходного сырья, материалов и полуфабрикатов
5.4.1 Подготовка сырья
5.4.2 Мерсеризация целлюлозы
5.4.3 Карбоксимстилнрованнс целлюлозы.
5.4.4 Сушка КаКМЦ
5.4.5 Расфасовка и упаковка готового продукта.
5. 5 Материальный батане
5.5 I Загрузка и кондиционирование хлопковой целлюлозы.
5.5.2 Обработка хлопковой целлюлозы натром едким мерсеризация
5.5.3 Карбокснмстилирование.
5.5.4 Сушка и упаковка
5.5 Характеристика производимом продукции.
VI СВОЙСТВА МаКМЦ И ЕЕ РАСТВОРОВ
6.1 Калориметрические исследования ЫаКМЦ.
6.2 Реологические свойства растворов ИаКМ.
6.3 Использование натриевой соли карбоксимстилцсллюлозы в нефтедобывающей промышленности.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В четвертой главе приведены данные по влиянию параметров реакции карбокснмстилнроваиня Цл на степень замещения ЫаКМЦ, использованные для оптимизации технологии. В пятой главе приводится описание технологического процесса получения ЫаКМЦ моноаппаратным способом. В шестой главе представлены результаты по изучению свойств ЫаКМ и ес растворов. В соответствии с задачами данного исследования в литературном обзоре проведен анализ работ, лающих представления о современном состоянии химии и технологии синтеза КМЦ. Рассмотрены вопросы, касающиеся механизма и кинетики реакции карбокс и метилирования целлюлозы, лабораторных и промышленных методов синтеза МаКМЦ. Более подробно освещены работы по свойствам ХаКМЦ и вязкости ее растворов. Механизм н кинетика реакции синтеза ХаК. Согласно современным представлениям 1 чистая целлюлоза Цд представляет собой высокомолекулярный стереорегулярный полимер, в котором, рД глюкопиранозные остатки связаны по типу 14. Каждое звено имеет три неравноценных спнрговых гидроксильных группы, локализованных у С2, Сз и С углеродных атомов, т. I л можно рассматривать как мноюагомный первичновторичный спирт. Цл характеризуется сложной надмолекулярной организацией макромолекул, причем сами макромолекулы могут иметь разную длину степень полимеризации. Цл 2. Гак, например, при алкилировании Цл получаются простые эфиры целлюлозы мстил этил целлюлоза, а также карбокснмстилцеллюлоза. При замещении в макромолекуле Цл путем реакции этерифпкаиии уже небольшой части гидроксильных групп на сложноэфирные или алкильные радикалы свойства Цл значительно изменяются повышается гигроскопичность. Цл и т. Эфиры Цл. Систематическое изучение условий получения простых эфиров Цл и их свойств началось около лет назад. Среди исследований, проведенных в этой области важное значение имеют работы П. П.Шорыпша и Ю. А.Рымашсвской 3,4,5, исследовавших условия получения оксиэтиловых к глицериновых эфиров Цл. Н.И. Никитиным, С. Н.Ушаковым и др. Цл СУшаковым 8 были подробно изучены условия получения и свойства различных простых эфиров Цл, в частности этил и бензил Цл, и разработаны рациональные методы промышленного производства этих эфиров. Т.Н. Руднева и М. А. Авидон 9, исследовали условия получения этилового и бензинового эфиров Цл и установили основные зависимости, определяющие реакционную способность различных галоцдалкилов при взаимодействии их с Цл в присутствии щелочи. В частности, они показали, что с увеличением молекулярной массы алкильного радикала реакционная способность га. Цл понижается. Из класса простых эфиров целлюлозы соединений практическое применение получила натриевая соль целлюлозогликолевой кислоты КМЦ , образующаяся при действии монохлоруксусной кислоты на щелочную Цл. Образование этого эфира по данным Данилова и Крестннской . Цл в присутствии го раствора едкого натра. Препараты КаКМЦ в зависимости от степей замещения СЗ, так же как и других алкильных производных, можно разделить на пит. Получение препаратов КаКМЦ со СЗ у более 0 весьма затруднено ввиду электростатических эффектов отталкивания заряженных одноименно групп хлорацетатного иона и карбоксиметильной группы. Поэтому практически высокозамещенными препаратами КаКМ являются продукты, имеющие СЗ у 0 п являющиеся водорастворимыми. Низкозамешенныс препараты КаКМЦ со СЗ у , растворимые в разбавленной щелочи используются как заменители крахмала при аппретировании. Препараты с у во влажном состоянии растворимы в воде, но после высушивания они растворяются только в разбавленном растворе елкою натра 2. Соли КМЦ используются в качестве эмульгаторов и загустителей печатных красок . Реакция синтеза КаКМЦ протекает в твердой фазе. Это предопределяет сложный характер взаимодействия Цл со щелочью и щелочной Цл с карбоксимегилнруюшим реагентом и. КаКМЦ. В этой связи целесообразно рассмотреть основные закономерности синтеза КаКМЦ и теоретические воззрения на механизм реакции. В связи с тем, что хлоруксусная кислота является твердым кристаллическим веществом и для получения низкозамещенных продуктов е требуется в небольшом количестве по сравнению с Цл.