Способ получения ацетатов целлюлозы

Способ получения ацетатов целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ишутт1,нов

° . 1; .ф Я)" (72ф: Авторы изобретения

А.И. Юдин, T.М. Кубаенко, В.И. Ианушин, и Е.С. Куликова

Владимирский химический завод (? I ) Заявитель (54 СПОСОВ ПОЛуЧКНИя АцКтАтОВ цКЛЛЮПОЗЫ

Изобретение относится к получению в среде метиленхлорида ацетатов целлюлозы для волокон пленки и пласт"" масс.

Известен способ получения триацетата целлюлозы в среде метиленхлорида {1), включающий ацетилирование активированной целлюлозы, отгонку метиленхлорида, высаждение бензолом или четыреххлористым углеродом. Пе30 ред высах цением концентрированный сироп разбавляют нерастворителем (бенэол, четыреххлористый углерод).

Разбавленный до низкой вязкости сироп вытекает из реактора через сопло в ванну с бензолом, где происходит непрерывное высаждение триацетата, Высажденный в виде ленты или нити продукт промывают и сушат.

Однако этот способ в существующих условиях неэффективен вследствие непрерывности стадии высаждення, ко.— торая требует расширения площадей для размещения дополнительного оборудовання, увеличения энергозатрат, количества сырья.

Используемый в качестве осадитепя бенэол опасен в обращении так как является ядовитым веществом.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является периодический способ получения ацетатов целлюлозы в среде метиленхлорида, предусматривающий распределение катализатора 1 2).

Способ включает активацию целлюлозы ледяной уксусной кислотой, ацети лирование, гидролиз, нейтрапизацию катализатора, отгонку метиленхлорида, высажденне порционной подачей воды, промывку и сушку целевого продукта.

В качестве осадитепя используют воду. Первую порцию воды при получении диацетата берут и количестве

l0-13Х от общего веса осадителя и

35Х при получении частично омапенно-

30 Э 8613 го триацетата целлюлозы. Высажденный продукт промывают и сушат.

Так как гидролиз ведут до опреде. ленного ацетильиого числа, в полимере всегда будут оставаться свободные гидроксилы, состоящие из более реакционноспособных первичных и менее реакционноспособных вторичных гидроксилов. От доли первичных гидроксилов зависит качество ацетатов цеплюлоэы.

Чем больше доля свободных первичных гидроксилов, тем вьппе степень структурирования концентрированных растворов ацетатов целлюлозы. Структурирование концентрированных растворов дает мутность ацетоновых растворов ацетатов целлюлозы.

Целью изобретения является повышение прозрачности раствора ацетата целлюлозы.

Цель достигается тем, что в способе получения ацетатов целлюлозы в среде метиленхлориде, включающем актив ацию целлюлозы ледяной уксусной кислотой, аце тилир овани е, гидр оли з, ней тралиэацию катализатора, отгонку метиленхлорида, высаждение порционной подачей воды, промывку и сушку, согласно изобретению первую порцию высаждающей воды подают через 30-60 мин после начала нейтрализации.

Отличительными признаками предложенного способа являются изменение последовательности стадии введения первой порции воды, что приводит к

35 повьппению прозрачности ацетонового раствора ацетата целл1лоэы. В этом способе первую порцию воды подают в реактор через 30-60 мин после введения нейтрализующего агента, т е по

40 окончании гидролиза, перед отгонкой метиленхлорида, а не после отгонки его, как в прототипе. При добавлении в сироп, содержащий метиленхлорид (до отгонки растворителя), воды или .слабого водного раствора уксусной кис45 лоты (промьпиленная вода ) происходит сорбция молекул воды к более реак ционноспособным первичным гидроксильным группами, что блокирует их и тем самым снижает долю свободных реакцион- 50 носпособных первичных гидроксильных групп, что приводит к повьппеиию прозрачности раствора ацетатов целлюлозы.

Пример 1. Дпя получения частично омыленного триацетата 2200 кг

55 хлопковой целлюлозы с содержанием влаги 6% активируют 836 кт ледяной уксусной кислоты, загружают в ацетилятор

53 4 и обрабатывают 4380 кг 98%-ного уксусного ангидрида в течение 30 мин при 23 С и постоянном перемешивании. о

Затем подают в реактор тремя порциями ацетилирующую смесь. Общее количество внесенных с ацетилирующей смесью реагентов составляет, кг: !986 уксусного ангидрида, 210 уксусной кислоты, 13091 метиленхлорида, 2,4 серной кислоты, 11,4 хлорной кислоты.

Максимальная температура в реакторе при ацетилировании не должна превы-. а шать 42 С. Далее триацетат целлюлозы подвергают частичному гидролизу путем добавления в сироп 1050 кг воды и 87 кг

94%-ной серной кислоты. Гидролиэ проводят под давлением 1,25 атм до водного числа 50.

После гидролиза сироп подают в высадитель и нейтрализуют путем подачи 860 кг 27%-ного раствора уксуснокислого натрия. Через 1 ч после,внесения нейтрализующего агента подают первую порцию осадителя — 4 м . Б качестве осадителя используют воду.

После внесения первой порции воды отгоняют метиленхлорид при перемешивании и нагревании от 50 до 84 С.

Затем подключают вакуум 500 мм рт.ст. и отгонку продолжают в течение не мене 1 ч. Условия отгонки подобраны так, чтобы 98% внесенной воды оставалось в сиропе. После отгонки метиленхлорида вносят вторую порцию воды 5 м . Далее перемешивают и после получения однородной массы добавляют третью порцию воды - 11 м . Высажденный продукт промывают и сушат, Прозрачность полученного продукта

48%.

Пример 2. Для получения диацетата целлюлозы 2700 кг древесной целлюлозы с содержанием влаги 6% активируют 963 кг ледяной уксусной кислоты, загружают в ацетилятор и обрабатывают 4968 кг 98%-ного уксусного ангидрида в течение 30 мин при 23 С и постоянном перемешивании. Ацетилирование проводят по известному режиму двумя порциями ацетилирующей смеси, которая содержит, кг: 2268 уксусного ангидрида, 12170 метиленхлорида, !1,80 серной кислоты и 10 хлорной кислоты. Затем в ацетилятор добавляют 1200 л воды и после перемешивания смеси в течение 30 мин — 92 кг серной кислоты. Гидролиз проводят под давлением 1,25 атм 3 ч, после чего сироп передавливают в высадитель, еккого триаиетата целлюлоэм

Xаблица»

По прототипу

В 9

После отгонки матиленхло рида

230 0»69 59»7

После нейтрализации каталнэатора» гидролиэа, до отгоикн метиленхлорида

Ио нэобретеннзэ В э

148 0,69 Я,S

40.

l30 0,7 398 !

35 0,68 59»8

48

I 7."

После нейтрализации каталиэатора, т,е. но охончани» гидролиэа, до отгонкн метилекхлорида

60

После отгокки метиленхлорида

Хонтрольные. ф В ар»мерах I-4 s качестве осад»тела берут воду, а в ар»мерах 7,,8 - беиэол

5 86 где при водном числе !02 заканчивают гидролиз нейтрализацией катализатора, внося для этого 78I кг 27%-ного раствора. уксусного натрия. Через

30 мин после внесения нейтрализукщего агента подают первую порцию воды—

2»6 м, Затем отгоняют метиленхлорид

3 при перемешивании, нагревании от 50 до 84 С и последукяцем вакууме 500 мм о рт;ст. Условия отгонки подобраны так, чтобы -98% внесенной первой порции воды оставались неотогнанными. После отгонки метнленхлорида вносят вторую порцию осадителя-воды — 4 м

Э перемешивают. Получая однородную мас с у до 6 авляют тр ет ью порцию воды—

l4 м, Высажденный продукт промываюти сушат.

1353 6

Прозрачность готового продукта

25 см.

Пример 3. Частично омыленный триацетат целл1опозы получают, как в примере 1» за исключением того, что первую порцию осадителя - промышлен-ную воду (подкисленную уксусной кислотой) вносят через 40 мин после до о бавления нейтрализукэцего агента. Коли.

Э чество первой порцйи воды - б м, второй — 4 м, третьей - !О м.

Прозрачность ацетонового раствора

15 52Я, Полученные результат и условия

|проведения опытов в табл. и 2.

9 8.61 3

Как видно из табл. 1 и 2 (примеры

1-6) прозрачность растворов три- и диацетатов, полученных IIQ предлагае" мому способу, sbrme, чем прозрачность, растворов, полученных по прототипу.

Причем повышение прозрачности растворов наблюдается лишь при введении в сироп первой порции воды в определенной последовательности - перед отгонкой метиленхлорида, В установленный 1р опытными данными момент, через 30-(.

60 мин после внесения нейтрализующе- го агента, т.е. когда полностью закончится гидролиэ. Из табл . 1 (пример 7) видно, что введенный в реакционную ts массу через 30-60 мин после добавления нейтрализующего агента другой осадитель " бензол не дает повышения прозрачности ацетонового раствора ацетата целлюлозы. 20

Как показывают примеры 8, 9 и 10, введение первой порции бенэола или воды после отгонки метиленхлорида также не повышает прозрачности ацетоноsoro раствора. 25

Предложенный способ позволяет повысить прозрачность ацетонового раствора ацетатов цеплюлоэы ускорить Iipo цесс отгонки метиленхлорида за счет снижения вязкости сиропа разбавлением 3o его осадителем по окончании гидролиза до отгонки растворителя „провести более равномерное высаждение готового продукта за счет быстрого перемешивания и сократить время высаждения на 607.; сократить расход электроэнергии на перемешивание.

Предложенный способ не требует дополнительного оборудования и расширения производственных ппощадей, может быть внедрен в существующих условиях.

Формула изобретения

Способ получения ацетгтов целлюлозы в среде метиленхпорида, вкпючающий.активацию целлюлозы ледяной уксусной кислотой, ацетилирoBание, гидролиз, нейтрализацию катализатора, отгонку метиленхлорида, высаждение порционной подачей воды, промывку и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения прозрачности раство0 ра целевого продукта, первую порцию высаждающей воды подают через 30-60 мин росле начала нейтрализации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР 1№ 17466„кл. 120.6, опублик. 1959.

2. Регламент ВХЗ ¹ 98, утвержден в 1974 (прототип).

Составитель Т. Мартинская

Редактор 3. Бородкина Техред А. Бабинец Корректор Г. Решетник

Заказ 6449 4 Тираж 530 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