Способ получения ацетил-целлюлозы Советский патент 1931 года по МПК C08B3/06 

При обычных способах получения ацетилцеллюлозы выщелачивают целлюлозу с ангидридом уксусной кислоты в присутствии крепкой (ледяной)уксусной кислоты и небольшого количества серной кислоты в качестве конденсационного средства. При этом получается ацетилцеллюлоза, растворимая в хлороформе и ке растворимая или мало растворимая в ацетоне. Можно, однако, получить и ацетилцеллюлозу, растворимую в смеси алкоголя к хлороформа.

Такую ацетилцеллюлозу можно дальнейшей обработкой перевести в более ценную форму, растворимую в ацетоне. Для этого, однако, является необходимым введение воды в реагирующую массу, с целью перевести излишек ангидрида уксусной кислоты в уксусную кислоту, при чем необходимо размешивание получающейся смеси, пока ацетилцеллюлоза не достигнет желаемой степени растворимости в ацетоне; при этом предполагается, что ацетилцеллюлоза частично гидратизируется. При таких способах крепкая уксусная кислота II излишек ангидрида уксусной кислоты разбавляются при этом так, что получается разбавленная уксусная кислота, которую затем обратно превращают в крепкую, с целью применения в производстве или для других надобностей. Стоимость этого обратного получения уксусной кислоты очень велика, что является одной из причин дороговизны ацетилцеллюлозы.

Согласно предлагаемому изобретению, целлюлоза или производные целлюлозы ацетилнруются в жидкости, содержащей, вместо крепкой укусной кислоты, двуокись серы, предпочтительно в жидком виде. Благодаря этому удается избежать разбавления уксусной кислоты и, следовательно, всех расходов, связанных с регенерацией уксусной кислоты. Кроме того, получаемый продукт весьма ценен. Если вынуть из котла реагирующую массу, то двуокись серы выделяется в виде газа, который можно обратно перевести и жидкую форму, при чем выделение газа иэ массы ацетилцеллюлозы делает ее сравнительно рыхлой и пористой, что облегчает промывание и дальнейшую обработку.

Ацетилирование, согласно предлагаемому изобретению, производится при помощи жидкости, содержащей ангидрид уксусной кислоты или иное ацетилирующее средство, а также двуокись серы, предпочтительно в жидком виде; могут быть применены также и серная кислота или иное конденсационное средство. При ацетилировании целлюлозы двуокисью серы облегчается контроль реакции и получаемый продукт является вполне определенным и равномерным. Особые свойства обрабатываемой целлюлозы, ее физическое состояние и распределение играют меньшую роль, чем при обычных способах, в которых применяемся крепкая уксусная кислота. Даже менее ценные сорта целлюлозы без труда поддаются обрабогке, так что затруднения при ацетилировании не возникают. Присутствие жидкой двуокиси серы делает кроме того продукт более равнокерным и бесцветным, чем обычно.

Хотя наилучшие результаты получаются при полной замене крепкой уксусной кислоты двуокисью серы, однако предлагаемый способ может быть осуществляем и при частичном применении крепкой уксусной кислоты и т. п, средств, при чем соответственно уменьшается и количество двуокиси серы.

Согласно видоизменению изобретения, предлагаемый способ мол;ет быть осутествляем применением крепкой уксусной кислоты в соединении с кетеном для получения ангидрида уксусной кислоты, которая служит в качестве ацетилирзюще. го средства. Этот процесс может быть проводим и в присутствии целлюлозы, т.-е. ацетилирующая жидкость может состоять из крепкой уксусной кислоты, кетена н двуокиси серы. В этом случае, однако, излишек крепкой уксусной кислоты не. является нужным или во всяком случае ее должно быть немногим больше, чем нужно для превращения вместе с кетеном в необходимое количество ангидрида уксусной кислоты. Вследствие этогЬ в- реагирующей массе не должно быть йУлйшка й- -крепко й уксусйой кислоте, которая затем разбавляется и должна быть регенерируема.

Если нужно получить ацетилцеллюлозу, растворимую в хлороформе или в смеси хлороформа с алкоголем, то реакцию или обработку прерывают, как только достигнута необходимая ступень ацетилирования- Если же нужна ацетилцеллюлоза, растворимая в аценоте, то массу подвергают дальнейшей обработке в том же самом котле. Пригленение жидкой двуокиси серы оказывается целесообразным и для этой дальнейшей обработки. В качестве, средства гидратизации служит лучше всего вода или смесь воды с алкоголем, или только один алкоголь, В применявшихся до скх пор способах, при этой ступени процесса обработки, обычно добавляли уксусную кислоту. Согласно предлагаемому изобретению, вместо этого добавляют дополнительное количество жидкой двуокиси серы

Уже иззестнь м является предварительная гидратизация целлюлозы и последующее ацетилирование, при чем получают растворимую в аценоте ацетилцеллюлозу; само собой разумеется, что измененный таким образом г роцесс мойют быть проводим и в сое;: ;1:-шении с предлагаемым изобретением.

При осуществлении предлагаемого изобретение целесообразно пользоваться для реакции закрытым котлом, выдерживающим апределенное давление. Температзфа, и давление являются при ацетилировании переменными. Ацетилирование рекомендуется проводить при температурах, не превь)1аа1оших 30°. Лучше всего проводить ацетилирование при 17-18° и давлении около 1,8 кг на 1 кв. см. Температура должна быть настолько низкой, чтобы давление ли1пь немногим превышало атиоссрерпое.

11 р и I.; е р.--Смешивают 200 « цел/аолозы в виде бумажной массы, линтера и т. п. с 720 vr/yo, ел ангидрида уксусной кислоты {95°/о), 3400 куб. с.м жидкой двуокиси серы и 5 I обычной концентрированной серной кислоты. Если исходным материалом является целлюлоза, то в котле получается ацетилцеллюлоза, растворимая в хлороформе. Ацетилирование может быть проведено и так, что получается ацетилцеллюлоза, растворимая в .хлорОформе и алкоголе.-Когда :целлюлоза -илн иное ее производное достаточно ацетилированы,-котел открывают и опоражнивают, предпочтительно таким способом, чтобы двуокись серы могла быстро испариться и удалиться в виде газа, благодаря чему масса ацетилцеллюлозы становится рыхлой и пористой. Если ацетилцеллюлоза получека в форме, растворимой в хлороформе или в хлороформе и алкоголе, то является желательным произвести гидратизацию в том же самом котле, с теми же реактивами и с тем ise самым катализатором. Пока производится добавление гидратизиругощего средства, в качестве которого лучше всего брать воду или разбавленный водою алкоголь, смесь энергично перемешивают, чтобы обеспечить быстрое и равномерное распределение гидратизируюшего средства в массе. Смесь затем размешивают, пока ацетилцеллюлоза не достигнет желаемой степени растворимости в ацетоне. Для этого обычно требуется 18 - 24 часа или несколько более, в зависимости от температуры и других условий. Гидратизацию целесообразно проводить при 65 - 70°, хотя MO.SHO пользоваться и иными температурами, в зависимости от условий работы. Вообще говоря, продукт полуNl чается тем лучше, чем при более низкой температуре проведена гидратизация. Затем массу погружают в воду или выдувают и распыляют в соответствующей атмосфере.

Предлагаемое изобретение не ограничивается применением ангидрида уксусной кислоты, так как можно пользоваться и другими средствами ацетилировакия, например ацетилхлоридом. Далее ангидрид уксусной кислоты может быть получаем и в самом процессе реакции, путем взаимодействия ледяной уксусной кислоты и кетена, особенно если цены на кетен дешевые. Лучше всего вводить последний в ледяную уксусную кислоту, растворенную Б жидкой двуокиси серы. Эта жидкость является тогда хорошим средством ацетилирования, к которому добавляют необходимое количество серной кислоты или иного конденсационного средства. Можно также заставить взаимодействать кетен с ледяной уксусной кислотой раньше, чем они войдут в соприкосновение с целлюлозой; оба вещества могут взаимно реагировать также и в присутствии целлюлозы, образуя ангидрид уксусной кислоты, при чем серная кислота г ожет быть добавлена непосредственно к уксусной кислоте или же при иной ступени процесса.

В качестве средства конденсации, или катализатора, кроме серной кислоты, могут быть применены и другие конденсационные средства, как например: хлористый цинк, фосфорная кислота, диметилсульфат, из которых каждое может быть применяег.ю вместе с жидкой двуокисью серы для ацетилирования или гидратизации, или для обеих целей.

Предмет патента,

1.Способ получения ацетилцеллюлозы, отличающийся тем, что на целлюлозу действу:ст уксзскым ангидридом в присутствии жидкой двуокиси серы или смеси ледяной уксусной кислоты с жидкой двуокисью серы с применением конденсирующих средств или без них.

2.Видоизменение способа согласно п. 1, отл.тчзющееся тем, что уксусный ангидрид заменяют ледяной уксусной кислотой с кетеном.