Способ получения ацетата целлюлозы Советский патент 1993 года по МПК C08B3/06 

Изобретение относится к получению ацетата целлюлозы, используемого, например, для получения пластических масс (этролов), перерабатываемых методом экструзии и литья в изделия, в т.ч. очковые оправы.

Целью изобретения является сокращение продолжительности промывки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения А Ц, включающем аце- тилирование активированной целлюлозы УА в среде MX в присутствии катализатора, гидролиз, отгонку MX, последовательную обработку раствора АЦ растворами перманганата калия и щавелевой кислоты, последующее высаждение и промывку целевого продукта, в раствор щавелевой кислоты

предварительно вводят 0,083-0.142 мас.ч. сульфата магния на 100 мас.ч. исходной целлюлозы и обработку указанным раствором проводят при 70-85°С в течение 30-60 мин. При этом обработку АЦ указанными растворами проводят во время отгонки MX или после нее.

Заявляемый способ отличается от известного тем, что в раствор щавелевой кислоты предварительно вводят сульфат магния в количестве 0,083-0.142 мас.ч. на 100 мас.ч. исходной целлюлозы.

П р и м е р 1-6 (по изобретению). В аппарат с мешалкой, обогреваемый водой, при 90°С, загружают 2393 кг (100 мас.ч) сухой хлопковой целлюлозы и 40,4 мас.ч. ук00

ю

Nl

GJ XI О

сусной кислоты 99,5%-ной концентрации, нагретой до 114°С и проводят активацию целлюлозы при перемешивании массы в течение 30 мин. Активированную целлюлозу загружают в, ацетилятор и обрабатывают 201,3 мае.ч. уксусного ангидрида 98%-ной концентрации и 250 мас.ч. MX 93%-ной концентрации и 0,14 мае.ч. Н250494%-ной концентрации. За счет экзотермической реакции ацетилирования температура в ацетиляторе повышается и при достижении 30°С производят охлаждение массы, не допуская повышения температуры выше 45°С. Время обработки первой ацетилирующей смесью б ч, При достижении в ацетиляторе 28°С подают вторую порцию ацетилирующей смеси, состоящей из 37,2 мас.ч. уксусного ангидрида, 126,3 мас.ч. МХиО.Юмас.ч. H2S04. Общее время обработки второй порцией ацетилирующей смеси, 1 ч при 28°С.

Затем в ацетилятор подают третью аце- тилирующую смесь, состоящую из 37,6 мас.ч, уксусного ангидрида, 95,6 мас.ч. MX, 0,07 мас.ч. Нг5О4 и 0,03 мас.ч. НСЮ4 30%- ной концентрации. Обработку третьей смесью начинают при 28°С. Поднимающуюся за счет экзотермической реакции температуру поддерживают не выше 53°С охлаждением массы, и после превращения тестообразной массы в сироп продолжают ее снижение до 38°С. При этой температуре, перемешивая сироп, проводят снижение его вязкости. Время обработки третьей смесью 8 ч. При достижении вязкости сиропа 65 с в него добавляют 87,7 мас.ч. умягченной воды в две порции 1500 и 600 л, а также 2,16 мас.ч. серной кислоты и проводят гидролиз под давлением 1,25 атм при 50 ± 5°С в течение 3 ч. Затем при 65°С проводят открытый (при атмосферном давлении) гидролиз до водного числа 100 в течение 10 ч и одновременно проводят частичную отгонку MX. Для прекращения гидролиза в сироп вводят 500 л (6,9 мас.ч) 30%-ного водного раствора ацетата натрия и в течение 6 часов продолжают отгонку MX, постепенно подогревая сироп. При достижении 85°С включают вакуум 400 мм рт.ст. и продолжают отгонку MX и одновременно проводят отбелку АЦ. Для этого в сироп вводят 63 мас.ч. умягченной воды и содержимое перемешивают 60 мин. Разбавленный сироп отбеливают при 85°С, Для этого сначала в сироп добавляют 0,25 мас.ч. в виде 5%-ного водного раствора КМп04 и перемешивают 10 мин, затем 4,3 мас.ч. щавелевой кислоты в виде 5%-ного водного раствора, предварительно добавив в него водный сульфат магния (MgS04 7H20) в количестве 0,083-0.142 мае ч в пересчете на

MgS04. Массу перемешивают 45 мин и вакуум выключают. При остановленной мешалке подают в аппарат 5 м3 воды, включают мешалку и подают еще 5 м3 воды.

Содержимое в аппарате перемешивают в течение 1 часа до полного высаждения АЦ в виде волокнистой массы.

Далее в высадитель подают 3-ю порцию воды в количестве 7 м3 и массу перемешивают 30 мин. После измельчения АЦ промывают слабым раствором (4%-ным) уксусной кислоты, и непрерывно промывают умягченной водой при 20°С в течение 11 ч до кислотности промывной воды О см3 0,01

н.раствора МаОН.

После этого проводят пофэзный контроль, определяя цветность прогретого продукта при 205°С в течение 30 мин и в зависимости от соответствия цвета его установленному эталону и при необходимости АЦ промывки до 3-х раз обессоленной водой. Продолжительность каждой промывки 1 час. Промытый АЦ отжимают на центрифуге и передают в сушилку с мешалкой, обогреваемую паром, давлением 0,7 кгс/см3. В сушилке создают вакуум 300 мм рт.ст. и при непрерывном перемешивании АЦ сушат в течении 26ч, обогревая сушилку от 50 доО°С до содержания воды в АЦ 2%.

Примеры 7,8 (по изобретению). Ацетат целлюлозы получают, как в примерах 1-6, но при достижении 85°С включают вакуум 400 мм рт.ст, и продолжают отгонку MX в течение 2-4 ч до содержания его в

сиропе 1 %, не добавляя воды. Затем вакуум выключают и последовательную обработку 5%-ными водными растворами КМпОз и НаС204 с добавлением в последний MgS04 7НгО проводят при атмосферном давлении

и параметрах, указанных в таблице.

П р и м е р 9, Ацетат целлюлозы получают, как в примерах 1-6, но активированную целлюлозу (100 мас.ч.) обрабатывают ацетилирующей смесью, состоящей из 39,8 мас.ч. уксусного ангидрида, 353 мас.ч. MX и 0,22 мас.ч. серной кислоты. Продолжительность обработки 7 часов при температурном режиме 30-45-28°С. Затем подают

вторую ацетилирующую смесь, состоящую из 44,2 мас.ч. MX, 0.11 мас.ч, серной кислоты и 0,045 мас.ч, хлорной кислоты. После отгонки MX отключают вакуум, не добавляя воды, в сироп вводят в виде 5%-ных растворов

сначала 0,10 мас.ч. (а от массы АЦ 0,15 мас.ч.) КМпО и перемешивают в течение 10 мин, затем вводят 1.97 мас.ч. (а от веса АЦ 3,0 мас.ч.) Н2Са04 с добавлением 0,10 мас.ч, MgS04. Высажденный АЦ промывают умягченной водой в течение 3 ч.

ПримерЮ. Ацетат целлюлозы получают, как в примерах 1-6, но без добавления MgS04 7H2d и после непрерывной 11-часовой промывки умягченной водой проводят б периодических промывок умягченной водой, каждый час чередуя горячую (60°С) и холодную (20°С) воду. Затем проводят промывки (каждая по часу) обессоленной водой, при 20°С. АЦ, промытый до КОП не более 1,5 см3 0,01 н.раствора NaOH, стабилизируют путем обработки его обессоленной водой, содержащей 0,1 мае.ч, ацетата магния и 0,005 мас.ч. окиси кальция, при 20°С в течение 1 ч.

Условия, количественные содержания веществ и параметры обработки АЦ растворами КМп04 и Н2С204 с добавлением MgSOi, а также качественные показатели готового продукта приведены в таблице. По разнице между значениями светопропуска- ния красным и синим светофильтрами определяют желтизну литьевых дисков. Чем разница меньше, тем и желтизна меньше,

Как видно из таблицы предлагаемый способ {примеры 1-9) в сравнении с прототипом (пример 10) позволяет сократить про- должительность стадии прочмывки в среднем на 14 ч и равномерной за счет более рыхлой и равномерной структуры вы- сажденного АЦ, в том числе шесть периодических промывок холодной и горячей умягченной водой, не менее одной промывки обессоленной водой и время на откачку и закачку промывки в промывной аппарат для каждой промывки на 0,5 - 7 ч, сохраняя при этом высокое качество получа- емого продукта.

Благодаря сокращению стадии периодических промывок и стабилизации на 14 ч, использование настоящего изобретения позволит увеличить производительность про- цесса получения ацетата целлюлозы.

Формула изобретения

1,Способ получения ацетата целлюлозы, включающий ацетилирование активированной целлюлозы уксусным ангидридом в

среде метиленхлорида в присутствии катализатора, гидролиз, отгонку метиленхлорида, последовательную обработку раствора ацетата целлюлозы растворами перманга- ната калия и щавелевой кислоты, последующее высаждение целевого продукта и промывку, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности промывки, в раствор щавелевой кислоты предварительно вводят 0,083-0,142 мас.ч.

сульфата магния на 100 мае ч. исходной целлюлозы и обработку указанным раствором проводят при 70-85°С в течение 30-60 мин.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что обработку ацетата целлюлозы указанными растворами проводят во время отгонки метиленхлорида или после нее

Использование: для получения пластических масс (этролов), перерабатываемых в изделия методом экструзии или литья, в том числе в очковые оправы. Сущность изобретения: активированную целлюлозу ацетили- руют уксусным ангидридом в среде метиленхлорида в присутствии катализатора и гидролизуют. Метиленхлорид отгоняют. Раствор ацетата целлюлозы последовательно обрабатывают растворами перманганата калия и щавелевой кислоты, в которую предварительно вводят 0,083-0.142 мас.ч. сульфата магния на 100 мае.ч, исходной целлюлозы. Обработку раствором щавелевой кислоты проводят при 70-85°С 30-60 мин. Целевой продукт вы- саждают и промывают. Обработку указанными растворами проводят во время отгонки метиленхлорида или после нее. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.