Способ получения порошковогоцеллюлозного материала

Способ получения порошковогоцеллюлозного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТИЗЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистическими

Республик

<1800267 (61) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-????????” (51)??. ????. (22) ???????????????? 180779 (2i) 2782751>

0 21 С 9/00

0 06 М 1/14

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 300181, Бюллетень й9 4 (53) УДК 676.1.022. 73 .661.928.2(088.&) Дата опубликования описания 300181

Г. А, Скороход, Г. С. Стучков, Д. С. Петренко, В . Скрипник, Н. К. Лукьянова, С. П. Прусский, Л. П. Ткачева, . М. Йваттова, С.Г. Богатырев, Ш.Л. Хусаинов, Ф.Ф. Аглиулли, H.B; Лебедев, P.Ì. Шарафутдинов и В.Л. Кубасбв (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (84 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОГО ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к получению целлюлозного материала кислотным гидролизом целлюлозы для применения

его в качестве вспомогательного

5 фильтровального вещества при тонкой очистке рассола от примесей в процессе ртутного, мембранного и диафрагменного электролиза.

11ри очистке рассола от кальция, магния, железа и других примесей обычно используют механические фильтры, заполненные песком или мраморной крошкоь, однако современная техника электролиза требует более тонкой степени очистки, что не обеспечивается традиционными фильтрами.

Из вестен способ получения Фильтрую.щего порошка кислотным гидролиэом хлопкового волокна при температуре кипения раствора с последующим охлаж- 2О дением, промывкой водой, спиртом и эфиром, высушиванием и измельчением(1 .

Получаемый этим способом порошок предназначен для колоночной хроматографии. Применение его для фильтрования рассола не обеспечивает предьявляемые к нему требования по прозрачности.

Известно также использование в качестве фильтровспомогательных ма- 30 териалов целлюлозных порошков марки Арбоцель B W V -40 (ФРГ) и марки Солка-флок В 9f-40 (QIIA), имеющих степень полимеризации в пределах 800-910 и содержание о(, целлюлозы 87-90%.

Однако целлюлозный порошок B%-40 не обеспечивает достаточной степени очистки рассола по содержанию кальция, а порошок BWW-40 имеет низкую скорость фильтрации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения целлюлозного порошка обработкой хлопковой илн древесной целлюлозы раствором азотной кислоты в течение 30-60 мин при 80-90 C c последуюо щей промывкой продукта гидролиза водой до нейтральной реакции, иэмельчением в роллах в водно-щелочной среде с концентрацией соды 0 010,03Ъ (рН 9,1-9,6) при 25-40 С в течение 10-20 мин, разрыхлением, сушкой, окончательным измельчением в шаровой мельнице и просеиванием.

Лля использования полученного материала в качестве волокнистого наполнителя обязательной является обработка активирукщнм веществом, например сте800267 ариновой кислотой, на стадии оконча. тельного измельчения. Полученный этим способом материал имеет степень полимеризации 400-500, а содержание сг . -целлюлозы 75-88% (2 .

Недостатком. известного способа 5 является невысокая эффективность получаемого материала для фильтрования рассола, а также сложность процесса.

Наличие стеариновой кислоты в порошково::. целлюлозе делает ее непригодной для,.:ильтрования рассола, предназначенного для электролиза, так как она э абив ает фильтров альную пере городку и попадает в фильтрат. При отсутствии стеариновой кислоты целлюлоза, полученная этим способом, не обладает достаточно хорошими фильтровальными свойствами. Прозрачность фильтрата составляет всего 92%, а наличие к альция в нем достигает 2, б мг/л.

Цель изобретения — повышение фильт-20

-.:ующих свойств целлюлозного материала, обеспечение использования его для тонкой очистки рассола в прсцессе электролиза и упрощение технологии.

Поставленная цель достигается тем, р5 что хлопковую или древесную целлюлозу обрабатывают водным раствором азотной кислоты пр 92-98 С в течение о 70-90 мин до степени полимеризации

650-800, промывают водой до нейтраль".oè реакции, измельчают в щелочной среде ггри рН 10-11, сушат и повторно измельчают до размеров частиц 80200 мкм.

СущеcTBeHHkiIM- C OTJ1 H M IIpe+JIGrB. 35 емого способа являются проведение гидролиза при 92-98 С в течение о

/0 — 9Î мин до степени полимеризации

650-800 и измельчение целлюлозы при рН среды 10-11.

Этн отличия позволяют изменить 4Q фракционный состав целлюлозного материала таким образом, что содержание в íeì са -целлюлозы увеличивается до 8 8-9 О Ъ, степень полимери з ации повышается до 650-80 О, а зольность снижается до О, 14.

Пример 1. Древесную сульфитную целлюлозу подвергают гидролизу

3 i-ным водным раствором HNO при

92 в течение 90 мин в аппарате при непрерывном перемешивании при соотношении твердой и жидкой фазы 1:10, По завершении процесса гидролиза обработанную целлюлозу отделяют от раствора азотной кислоты, промывают водой до нейтральной реакции. Отмытую >5 целлюлозу в измельчителе обрабатывают раствором кЬльцинирова гной соды, имеющим рН 10, затем подвергают сушке и окончательно измельчают в шаровой мельнице. Измельченный целлщ- () лозный порошок просеивают с целью удале ния грубых фракций, которые вновь направляют на сухое иэмельчение.

Полученный образец порошковой целлюлозы исследуют на физико-химические йоказатели и фильтровальные свой- ства.

Результаты испытаний приведены в таблице (образец 6) .

Пример 2. Хлопковую целлюлозу обрабатывают 4Ъ-ным водным раствором ННОЕ при 98 С, модуле жидкости 1:10 в течение 70-мин в аппарате при непрерывном перемешивании. Промытую, как в примере 1, целлюлозу подвергают мокрому иэмельчению при рН 11. Далее продукт измельчения проходит стадии обработки по примеру 1.

Результаты анализа приведены в таблице (образец 7).

Пример 3. Хлопковую целлюлозу обрабатывают 3%-ным водным раствором HNG при 95ОС в течение

80 мин. Дальнейшая обработка осуществляется по примеру 2.

Результаты исследования представлены в таблице (образец 8).

В таблице представлены также для сравнения результаты испытаний целлюлозных порошков по прототипу (образцы 1 и 2), импортных (образцы

3,4 и 5) при фильтрации рассола (намыв слоя 4 кг/м, прозрачность pacco—

2 ла до фильтрования 65%, содержание

Са до фильтрования 6 мг/л).

Согласно требованиям, предъявленным к рассолу, поступающему на электролиз, фильтрование должно обес печить следующие основные показатели: для ртутного электролиза с металлоокисными анодами — прозрачность (по ФЭК) не менее 99%, содержание железа не более 0,1 мг/л, органические примеси не более 5 мг/л; для диафрагменного электролиза — прозрачность:;е менее 98%, содержание кальция не более 5 мг/л, магния не более мг/л, железа не более 0,2 мг/л для мембранного электролиза — прозрачность не менее 99%, содержание кальция не более 0,3 мг/л, магния не более 0,1 мг/л, железа не более

0,05 мг/л.

Как видно иэ таблицы, порошковая целлюлоза, полученная по предлагаемому способу, обладает более высокими фнльтрующими свойствами, соответствует (при высокой скорости фильтрования) всем требованиям, предъявляемым к рассолу ртутного электролиза с графитовыми или металлоокисными анодами, диафрагменного и мембранного электрог иза.

800267

° и

Содержание Са

++ мг/л

Образец (Прозрачность по ФЭК у б

Наименование образца и его характеристика

Скорость фильтрования, м, м ч

Волокн =ый наполнитель (ОСТ 84-113875); температура гидролиза 90 С, время гидролиза 60 мин, степень полимеризации

500, размер зерен остаток на сите 9 016 не более 40%, на сите

h; 04 не более 4, рН среды при мокром измельчении 9,6

5,4 а7

0,7

То же, беэ стеариновой кислоты

98

2,6

Порошковая целлюлоз а

B9f — 40 (США) 30

1,6

Порошковая целлюлоза

B< Vl — 40 (ФРГ) 7,2

1,4

Порошковая целлюлоза Япония), температура гидролиза

100 С, время гидролиэа 20 мин

0,9

Порошковая целпюлоэафил ь гровс помогатель, полученная по предлагаемой технологии: температура гидроли э а 92 С, . 0 время гидролиэ а 90 мин степень полимериэации

800, рН среды при мокром измельчении 10, размер зерен 80-200 мкм

100

0,3

То же, температура гидролиза 98 С, время гидролиэ а 70 ми и, с".åïåíü ;полимериэации ф50, рН среды при мокром измельчении 11

100

0,2

То же, температура гидролиза 95 С, время гидролиэа

80 мин, степень полимериэ ации 780, р Н среды полимериэации 780, рН среды при мокром измельчении 11 29

0,18

100

800267

Формула изобретения

Составитель О.Маслаченко

Техред М. Голинка. Корректор Г.Назарова

Редактор Е.Кинив

Заказ 10335/29 тираж 418.. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, .Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "патент",r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ получения порошкового целлюлозного материала путем обработки древесной или хлопковой целлюлозы водным раствором азотной кислоты,промывки водой до нейтральной реакции, измельчения ее в щелочной среде, сушки с последующим измельчением и просеиванием, о т л и ч а ю щ и й.— с я тем, что, с целью улучшения фильтрующих свойств материала, обеспечивающих возможность использования его для тонкой очистки рассола в процессе электролиза, обработку целлюлозы- кислотой ведут при температуре

92-9ЦОC в течение 70-90 мин до степени полимериэации 650-800, а измельчение ее в щелочной среде при pH среды 10-11.

2. Способ rio п.1, о т л и ч а юшийся тем, что измельчение целлюлозы после сушки проводят до размера частиц 80-200 мкм.

Источники информации, принятме во внимание при экспертизе

10 1. Патент Японии М 1769/58,, кл. 13 С 141, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР

9 208188, кл. 0 06 И 1/14, 1966. ,(прототип).