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1、(10)授权公告号 CN 1807461 B (45)授权公告日 2011.07.27 CN 1807461 B *CN1807461B* (21)申请号 200510003451.1 (22)申请日 2005.11.02 2004-318769 2004.11.02 JP C08B 11/22(2006.01) (73)专利权人 信越化学工业株式会社 地址 日本东京 (72)发明人 早川和久 黑谷伸一 成田光男 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 任宗华 US 5,328,666 ,1994.07.12,附图5-11以及 列 3， 行 29-55。
2、. US 4,954,268 ,1990.09.04, 摘要 , 实施例 1. (54) 发明名称 分离水溶性纤维素醚的方法 (57) 摘要 通过在加压下使水溶性纤维素醚颗粒在水中 的悬浮液经过具有多孔的金属或陶瓷过滤介质的 过滤器过滤， 从过滤介质中除去水溶性纤维素醚 滤饼， 并用蒸汽、 压缩空气或加压的水洗涤过滤介 质从而将水溶性纤维素醚从其悬浮液中分离出。 本发明能够分离水溶性纤维素醚， 特别是具有高 溶解温度的纤维素醚， 避免过滤器被堵塞， 并延长 了过滤器的操作时间。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 皋锋 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (。
3、12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 CN 1807461 B1/1 页 2 1. 一种从水溶性纤维素醚的悬浮液中分离水溶性纤维素醚的方法， 包括如下步骤 ： 使 水溶性纤维素醚颗粒温度为 70-140的在水中的悬浮液通过多孔的金属或陶瓷多孔过滤 介质的压滤器， 在过滤器上形成水溶性纤维素醚滤饼， 从过滤介质上除去滤饼， 并用蒸汽、 压缩空气或加压的水洗涤过滤介质， 其中该水溶性纤维素醚颗粒的平均颗粒尺寸直径为 0.1 到 2000m， 而过滤介质的孔直径与该水溶性纤维素醚的平均颗粒尺寸基本相对应。 2. 如权利要求 1 的方法， 其中蒸汽温度为 100-185， 压力为 0.0。
4、01-1MPa ； 压缩空气压 力为 0.001-1MPa， 温度为 10-160 ； 加压水温度为 10-160， 压力为 0.001-15MPa。 3. 如权利要求 1 的方法， 其中过滤介质包含含有至少 8重量的镍和至少 18重量的 铬的特殊钢。 4. 如权利要求 1 的方法， 其中悬浮液含有重量比为 10/100 到 50/100 的水溶性纤维素 醚和水。 5. 如权利要求 1 的方法， 进一步包含在除去滤饼之前使用热水和蒸汽的一种或两者洗 涤滤饼， 并从过滤介质一侧反吹蒸汽、 压缩空气或加压的水以使滤饼从过滤介质上松散的 步骤。 6. 如权利要求 5 的方法， 其中在从过滤介质上除去。
5、滤饼后， 从喷嘴向过滤介质喷射加 压的水以洗涤过滤介质， 并使用得到的洗涤水循环洗涤滤饼。 7. 如权利要求 1 的方法， 其中水溶性纤维素醚是烷基纤维素、 羟烷基烷基纤维素或羟 烷基纤维素。 权 利 要 求 书 CN 1807461 B1/4 页 3 分离水溶性纤维素醚的方法 技术领域 0001 本发明涉及经过压滤从在水中的悬浮液中得到滤饼来分离水溶性纤维素醚的方 法， 水溶性纤维素醚典型地具有极好的塑性和高的溶解温度。水溶性纤维素醚在其被分散 在热水中后表现出如下性质， 当分散体冷却时， 纤维素醚缓慢溶解在水中， 以使水溶性纤维 素醚溶液成比例增加其粘度。但是在这一过程中， 到某一个温度时。
6、， 粘度的增长率变慢。通 过将1(重量)浓度的水溶性纤维素醚分散在95或更高温度的热水中， 冷却分散体(其 随温度的下降建立粘度 )， 监测分散体的粘度， 并测定降温时在哪一个温度下粘度发生实际 改变 ( 即粘度增长率在变慢 ) 来测定其温度。 背景技术 0002 甲基纤维素是在约 50到 90的温度下通过用氯代甲烷醚化碱纤维素制备得到 的， 描述在 JP-B7-119241 的实施例中。醚化反应后， 将反应混合物引入含有大约 95水的 搅拌器容器中， 在此反应过程中形成的盐溶解在水中。然后对搅拌器容器中的悬浮液进行 分离操作， 以获得所需纯度的纤维素醚。 0003 在分离操作中， 考虑使用旋。
7、转压滤器。 可是， 以通常的织物过滤器代替旋转压滤器 会受到以下问题的困扰， 即具有高的溶解温度的产品渗透并滞留在过滤器中， 从而导致过 滤器被堵塞并且在短的过滤时间内不起作用。 堵塞现象可以通过使用高压蒸汽或热水洗涤 来清洁， 常规筛目大小的过滤器的筛目大小可以被拉伸或者甚至破裂。这一问题已经在美 国专利4,954,268或日本专利2,895,084中通过使用具有增强强度的多层烧结金属结构的 过滤器而被克服。该多层结构存在的问题就是一旦过滤器被产品堵塞， 就很难通过洗涤去 除堵塞产品。 发明内容 0004 本发明的一个目的是提供一种使用过滤装置， 并在避免过滤器被堵塞， 以及允许 过滤装置在。
8、长时间里有效运行的同时从水溶性纤维素醚在水 中的悬浮液中将其分离出的 方法， 0005 发明人已发现可以在没有实际问题的情况下通过使用多孔的金属或陶瓷过滤介 质的过滤装置过滤， 以及在过滤后用蒸汽、 压缩空气或加压的水清洗而将水溶性纤维素醚 从水溶性纤维素醚在水中的悬浮液中分离出。过滤装置可以长期使用。过滤后对过滤介质 的清洗不仅可防止过滤介质被堵塞， 还可清洗出残留在过滤介质上的水溶性纤维素醚， 以 消除水溶性纤维素醚的损失。 0006 本发明提供一种从水溶性纤维素醚的悬浮液中分离出水溶性纤维素醚的方法， 包 含如下步骤 ： 使水溶性纤维素醚颗粒在水中的悬浮液通过多孔金属或陶瓷过滤介质压滤 。
9、器， 在过滤器上留下水溶性纤维素醚滤饼， 从过滤介质上除去滤饼， 并使用蒸汽、 压缩空气 或加压的水洗涤过滤介质。 0007 优选地， 过滤介质是多孔的， 孔径基本上与悬浮颗粒的平均直径相对应。 过滤介质 说 明 书 CN 1807461 B2/4 页 4 具有代表性地是包含至少 8 ( 重量 ) 的镍和至少 18 ( 重量 ) 的铬的特殊钢。优选的悬 浮液包含水溶性纤维素醚和水的重量比为 10/100 到 50/100。该水溶性纤维素醚具有代表 性地是烷基纤维素、 羟烷基烷基纤维素或羟烷基纤维素。 0008 在一个优选的实施方案中， 该方法进一步包含在除去滤饼之前使用热水和蒸汽的 一种或全部。
10、洗涤滤饼， 并从过滤介质一侧反吹蒸汽、 压缩空气或加压的水以使滤饼从过滤 介质上松散的步骤。 0009 在一个进一步优选的实施方案中， 在从过滤介质上除去滤饼后， 从喷嘴向过滤介 质中喷射加压的水以洗涤该过滤介质， 并使用所得洗涤水循环洗涤滤饼。 0010 本发明能够从水溶性纤维素醚在水中的悬浮液中分离出特别是具有高溶解温度 的水溶性纤维素醚， 并避免过滤器被堵塞， 以及延长过滤装置的工作时间。 0011 优选实施方案详述 0012 本发明的方法是使用过滤器从水溶性纤维素醚颗粒在水中的悬浮液中分离出水 溶性纤维素醚。过滤器由多孔的金属或陶瓷过滤介质制成。 0013 过滤介质应优选是多孔的， 孔。
11、径基本上与悬浮颗粒的平均直径相对应。过滤介质 的孔径甚至可以俘获比孔径小的直径的细小颗粒。 0014 为了预防腐蚀作用， 本发明所使用的金属材料可以选自具有抗腐蚀性的特殊钢， 尤其是含有至少 5 ( 重量 ) 有色金属的特殊钢。例如， 优选抵抗水溶性纤维素醚悬浮液 体中的盐和清洗滤饼的液体的特殊钢， 更优选包含至少 8 ( 重量 ) 的镍和至少 18 ( 重 量 ) 的铬的特殊钢是更优选的过滤介质。使用这类金属过滤介质可以防止发生由于热悬浮 液中的高盐浓度引起的应力开裂腐蚀。 0015 可用已知方法制造这些多孔金属材料， 如记载在 T.Terabayashi 和 K.Kajio 的 “Stud。
12、y on Electron Beam Machining” 中， Journal of Precision Engineering Society， vol.53， No.5， 1987， pp.789-794 ； 和K.Horio的 “High-Speed Drilling of Difficult-to-E lectron-Beam-Machine Materials” 中， Machinery Technology， vol.37， No.8， pp.47-52。 0016 陶瓷材料可以从基于氧化物和非氧化物的抗盐陶瓷材料中选择， 例如氧化铝、 氧 化镁、 氧化锆和亚铁盐。碳化硅、 氮化。
13、硅和类似的陶瓷材料也是可用的。氧化锆因为其韧度 是最优选的。 0017 过滤介质具有代表性地在过滤方向上的厚度为 0.2 到 20mm， 优选 2 到 10mm。 0018 本发明使用的水溶性纤维素醚优选具有至少 20的溶解温度， 并可以包括烷基纤 维素、 羟烷基纤维素， 和羟烷基烷基纤维素。 0019 烷基纤维素的例子包括具有 1.0 到 2.2 个甲氧基基团 (DS) 的甲基纤维素， 和具有 2.0 到 2.6 个乙氧基基团 (DS) 的乙基纤维素。 0020 羟烷基纤维素的例子包括具有 0.05 到 3.3 个羟丙氧基基团 (MS) 的羟丙基纤维 素。 0021 羟烷基烷基纤维素的例子包。
14、括具有 1.0 到 2.2 个甲氧基基团 (DS) 和 0.1 到 0.6 个羟乙氧基基团(MS)的羟乙基甲基纤维素， 具有1.0到2.2个甲氧基基团(DS)和具有0.1 到0.6个羟丙氧基基团(MS)的羟丙基甲基纤维素， 以及具有1.0到2.2个乙氧基基团(DS) 和具有 0.1 到 0.6 个羟乙氧基基团 (MS) 的羟乙基乙基纤维素。 0022 “DS” 是指 “取代度” ， 意思是连接在纤维素的脱水葡萄糖单元上的平均烷氧基基团 说 明 书 CN 1807461 B3/4 页 5 数量。 “MS” 是指 “取代的摩尔数” ， 意思是每摩尔纤维 素的脱水葡萄糖单元上的羟烷基基 团的平均摩尔。
15、数。 0023 在这中间， 优选羟乙基甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素， 它们每一个均有高溶解 温度 (30 到 60 )。 0024 为了在过滤后以高收率收集水溶性纤维素醚， 优选使用的悬浮液含有水溶性纤维 素醚和水的重量比为 10/100 到 50/100。悬浮液的浓度应足以进行抽吸。 0025 在悬浮液体中的水溶性纤维素醚颗粒通过筛选方法测量具有的平均颗粒尺寸优 选为 0.1 到 2,000m。 0026 如上所描述的， 本发明的分离方法包括使水溶性纤维素醚颗粒在水中的悬浮液通 过具有多孔的金属或陶瓷过滤介质的压滤器进行过滤， 在过滤器上形成水溶性纤维素醚滤 饼， 从过滤介质上除去滤饼， 并。
16、用蒸汽、 压缩空气、 加压的水或热水来洗涤过滤介质。 0027 在使水溶性纤维素醚颗粒在水中的悬浮液通过具有多孔的金属或陶瓷过滤介质 的压滤器进行过滤步骤中， 出于性价比， 过滤器保护和防止纤维素醚溶出的考虑， 过滤的悬 浮液温度优选在 20 到 160， 更优选 70 到 140。待过滤的悬浮液可以是进一步在由用于 制备水溶性纤维素醚的醚化反应得到的反应混合物中含有浓度约为1到30(重量)的氯 化钠和其他盐， 并包含水溶性纤维素醚、 水、 氯化钠， 其他盐和有机物质的液体。 0028 在压滤过程中， 压力可以在很宽的范围内变化， 虽然优选的压力通常是在约 0.001 到 1MPa 的范围内，。
17、 特别是约 0.01 到 0.5MPa。 0029 作为过滤产物， 水溶性纤维素醚的饼状物留在过滤器上。然后将饼状物从过滤介 质上除去。在接下来的步骤中， 用蒸汽、 压缩空气、 加压的水或热水洗涤过滤介质。本发明 使用的蒸汽温度优选为 100 到 185， 更优选 100 到 160， 压力为 0.001 到 1MPa， 更优选 0.01到0.5MPa。 本发明使用的压缩空气压力优选为0.001到1MPa， 更优选0.01到0.5MPa， 温度为 10 到 160， 更优选 20 到 140。本发明使用的加压水温度优选为 10 到 160， 更 优选 20 到 140， 压力为 0.001 到。
18、 15MPa。本发明使用的热水温度优选为 50 到 160， 更优 选 70 到 140， 压力为 0.001 到 3MPa。 0030 在一个优选实施方案中， 过滤后， 用热水和 / 或蒸汽洗涤饼状物， 并在除去滤饼前 将蒸汽、 压缩空气或加压的水从过滤介质一侧(远离滤饼沉 积物一侧)反吹入过滤器以使 滤饼与过滤介质松散。通过这些步骤， 滤饼中洗掉杂质例如盐。由此， 滤饼基本上由水溶性 纤维素醚组成， 杂质例如盐几乎被全部去除。 0031 在进一步的优选实施方案中， 从过滤介质上除去滤饼后， 使用扁平喷嘴在至少 1MPa， 优选 1.5 到 2MPa 的压力下， 以及 90 到 212的温度。
19、下向过滤介质喷射热水， 在过滤 方向上清洗多孔过滤介质。得到的清洗用水作为滤饼洗涤用水循环使用 ( 即， 作为加压的 水或蒸汽的来源 )， 并变为含有盐的水溶液， 从而可用作降低具有高溶解温度产品的溶解温 度， 防止在清洗时由于溶解造成的堵塞。在喷射热水步骤中， 清洗过滤介质， 并回收保留在 过滤介质上有价值的产品并使其返回到过程中有助于改进产量。 0032 当本发明的分离方法包含使水溶性纤维素醚颗粒在水中的悬浮液通过具有多孔 的金属或陶瓷过滤介质的压滤器时， 本发明使用的压滤器可以是如日本专利 2,895,084 中 的图1所举例说明的旋转压滤器， 可以按照图3所说明的步骤进行过滤操作， 不。
20、同的仅是过 滤介质。 说 明 书 CN 1807461 B4/4 页 6 0033 实施例 0034 通过下面的实施例对本发明作出详细说明， 它们仅仅是用于说明， 不用作限定本 发明。使用的过滤器是日本专利 2,895,084 中说明的由德国 BHS 公司生产的旋转压滤器。 0035 实施例 1 0036 具有1.46甲氧基基团(DS)和0.32羟乙基基团(MS)的羟乙基甲基纤维素(HEMC)， 溶解温度为 55， 这是在醚化反应后得到的反应混合物， 与一定数量 95沸腾的水混合制 成在每100重量份水中含有12重量份HEMC的悬浮液。 该悬浮液含有主要由浓度为6(重 量 ) 氯化钠组成的盐。。
21、 0037 在 95时将该悬浮液送入预热到 100的旋转压滤器中， 过滤器表面积为 1m2， 每分钟旋转 1 转桶， 泵吸压力为 0.2Mpa。所用过滤器是多孔的钢过滤器 ( 孔径 ： 直径为 0.07mm， 筛板厚度 ： 0.3mm， 在过滤旋转同方向上的孔节距 ： 0.30mm， 在过滤旋转的垂直方向 上的孔节距 ： 0.26mm， 材质 ： 不锈钢SUS304)， 由Pacific Special Alloy Castings Co.， Ltd 制造。 0038 在过滤器的表面形成 20mm 厚的紧密的滤饼。然后用 134和 0.2MPa 的蒸汽猛烈 地将其吹掉。 0039 在除去滤饼之。
22、前， 用热水 (95， 0.2MPa) 沿过滤方向清洗后， 用压缩空气 (20， 5MPa) 反方向吹送使滤饼松散后。然后依靠刮具从过滤器表面去除滤饼。 0040 移除滤饼之后， 将 90 1MPa 压力下， 优选 1.5 到 2MPa 压力的热水， 从扁平喷嘴喷 射到多孔过滤介质上以集中清洗粘着在过滤介质上的物质。 0041 在 100下干燥滤饼 3 小时， 此后使用记载在日本药典 ( 第 14 版 ) 的羟丙基甲基 纤维素测定法中的热消耗测量方法分析， 测量出滤饼中的残留盐量相对于干燥的羟丙基甲 基纤维素计为 1 ( 重量 )。 0042 然后使用清洗过滤介质时作为滤饼清洗水而消耗的 90。
23、加压的水以同样的方式 重复所述的循环。数小时后的性能对照并没有显示出下降的过滤处理量。 0043 实施例 2 0044 具有1.50甲氧基基团(DS)和0.20羟丙基基团(MS)的羟丙基甲基纤维素(HPMC)， 溶解温度为 40， 这是在醚化反应后得到的反应混合物， 与一定数量 95沸腾的水混合制 成在每100重量份水中含有50重量份HPMC的悬浮液。 悬浮液中盐的浓度为25(重量)。 0045 按照实施例 1 的方法处理悬浮液， 除了所用过滤器是具有相同规格的多孔氧化锆 陶瓷过滤器。 移除滤饼之后， 将加压的水(90， 10MPa)， 从扁平喷嘴喷射到多孔过滤介质上 以集中清洗粘着在过滤介质上的物质。 0046 在 100下干燥滤饼 3 小时， 使用记载在日本药典 ( 第 14 版 ) 中测定羟丙基甲基 纤维素方法， 测量出相对于干燥的羟丙基甲基纤维素只有 0.01 ( 重量 ) 的热损失。数小 时后没有显示出下降的过滤处理量。 0047 由此收集到的羟丙基甲基纤维素的粘度为 4,000mPa.s， 该结果是在 20下其 2wt水溶液中按照美国药典 HPMC2208 粘度测量法测量得到。 0048 也可以对压滤器漏斗分批操作进行适当更改来完成操作顺序。 说 明 书 。