Способ получения ацетатов целлюлозы Советский патент 1983 года по МПК C08B3/06 

Изобретение относится к произведет ву эфиров целлюлозы и может быть использовано при получении волокон, пп&нок, пластмасс и лаков на основа ацетатов целлюлозы.. . Известен способ гомогенного получения ацетатов целлюлозы в среде уксусно кислоты обработкой предварительно акти вированной целлюлозы смесью уксусного ангидрида, уксусной кислоты и серной кислоты (катализатора) при содержании уксусного ангидрида в смеси около 5О% содержании катализатора до 10% и модуле целлюлоза: ацетилирующая смесь 1; 8-1: 10 Г1. Наиболее дорогостоящим реагентом при ацетилировании даляется уксусный ангидрид, стоимость которого составляет значительную часть затрат на производство конечного лрояукга, причем выделить непрореагировавший уксусный ангидрид из вязкого раствора ацетата целлюлозы в реакционной среде (сиропа) практически не удается и он необратимо теряется при выделении ацетата целлюлозы. Поэтому проведени процесса ацетилирования целлюлозы с повышенным содержанием уксусного ангидрида (50%) в ацетилирующей смеси значительно удорожает производство ацетатов. Однако снижение содержания у J, сусного ангидрида в смеси ниже 5О% резко уменьшает скорость реакции, что . приводит к увеличению продолжителЕлюст и уменьшению производительности процесса ацетилирования, а также к ухудшению качества конечного продугага. Увеличение содержания катализатора свы ше 1О% для повышения скорости ацетили рования неприемлемо, так как приводит к ухудшению стабильности ацетатов, уменьшению их стет1ени полимеризации и снижению физико-механических свойств Наиболее близкий к предлагаемому является способ получения ацетатов целлюлозы ацетилИрованкем активированной целлюлозы уксусным ангидридом в среде уксусной кислоты в присутствиисерной кислоты в качестве катализатора, Активацию целлюлозы проводят ледяной уксусной кислотой, Ацетилирующую смес вводят последовательно сначала активированную целлюлозу обрабатывают уксусн кислотой, содержащей 1,5% серной кислоты, а затем проводят обработку уксусным ангидридом, во время которой проходит этерификацйя 2 | . Недостатком известного способа является длительность процесса ацетилирования (не менее 1,5 ,ч), что делает невозможным сокращение продолжител ности всего процесса. Целью изобретения является сокращение продолжительности прсщесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения ацетатов целлюлозы обработкой активированной целлюлозы ацетилирующей смесью, состоящей из уксусной кислоты, уксусного ангидрида и серной кислоты, в две стадии с последующим вьщелением целевого прс(дукта, для обработки на первой стадии используют ЗО-33% от содержания в ацетилирующей смеси уксусной кислоты и 5СибО% от содержания в ацетилирующей смеси серной кислоты, Предлагаемый способ проведения процесса ацетилирований значительно увеличивает его. скорость. Благодаря повыш&нию скорости процесса ацетилирования при двухэтапном его проведении содержание уксусного ангидрида в ацетилирующей смеси может быть снижено. Обработку уксуснокислым раствором йатализатора на первом этапе проводят .щ)и ксшгаатной температуре (20-25 0) в течение 10 мин. Повышение температуры обработки ПРИВОДИТ к деструкции це ьлюлрзы, что ухудшает качество ацетатов. Увеличение продолжительности обработки свыше 10 мин не влияет па скорость ацетилирования. Концентрация катализатора в уксусной кислоте при обработке сЪставляет 2-4 %, Меньшие концентрации затрудняют регулирование жидкостного модуля, а большие - осложняют равномерность обработки и ухудшают воспроизводимость .результатов. На г, 1 приведена зависимость константы скорости ацетилирования от содержания уксусного ангидрида в смеси при ацетилировании по известному способу (кривая 1) и предлагаемому способу (кривая 2); на фиг, 2 - зависимость константы скорости ацетилирования от содержания катализатора (в процентах) от его общего количества на. первом этапе Йцетилирования целлюлозы по предлагаемому спосо.бу. Для ацетилирования используют целлюлозу марки Флоренье, предварительно активированную уксусной кисло-той при модуле 1:1, температуре 5О С в течение 1 ч. Прим ер 1. Активированную , целлюлозу обрабатьшают 3%-ным ук сусно-кисгаэ1М раствором катализатора, содержайшм 5О% от общего количества тализатора (, S% от массы целлюлозы) и 30% от содержания в ацетилиру 1йей смеси уксусной кислоты в течение 1О мин при комнатной температуре. Заг тем добавляют смесь уксусного ангидри да, и остального количества уксусной кислоты и ката.лизатора (серной кислоты) прн содержании уксусного ангидрида ЗО% от обшего количества реагентов. Температуру реакции после этого поддерживают 4О°С. Жидкостный модул составляет 1: 8, П р и м е р 2. Активированную целлюлозу обрабатывают 3%-ным уксуснокислым pacTsqpoM серной кислоты, содержащим 6О% от общего количества катализатора и 33% от содержания в ацетилирующей смеси уксусной кислоты в течение 10 мин, при комнатной Tei пературе. Затем добавляют смесь уксусного ангидрида, уксусной кислоты и катализатора при сод жании уксусного ангидрида 33% от общего количества раегентов. Температуру реакции после этого поддерживают 40 С. Жидкостный модуль составляет 1: 9, П р и м е р 3. То же, что и в примере 2, только содержание уксусного ангидрида составляет 35% от общего количества реагентов, а жидкостнь1й модуль составляет 1: 1О. I Кинетические характеристики процесса ацетилирования, своййтва сиропов и ацетатов, получёнш нс по извести ному и предлагаемому способам, приведены в таблице. Полученные результаты показывают, что предлагаемый способ позволяет сократить длительность процесса ацетилирования в 2,5 раза.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОаЛ офаботкой активированной целлюлозы ацетклируюшей смесыо, СОСТОЯ11ШЙ из уксусной кислоты, уксусного ангидрида и серной кислоты, в две стадии с последующим вьшелением целевого продукта, отличающийс я тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса, для обработку на первой стадии используют ЗО-33% от содержания в ацетилирующей смеси уксусной кислоты и 5О-6О% от содержания в ацетилирующей смеси серной кислотъи i 00 СО CD Фиг.

620

620 625 610

Продолжение таблицы

315 315 314 314

,/fffJV

ff.07J

ff.

а,огу

25

ff

7J

, %

фиг. 2