Способ получения водорастворимых простых эфиров целлюлозы Советский патент 1978 года по МПК C08B11/20 

(54) СПСХ:ОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПРОСТЫХ ЭФИРСЖ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изо ютеиие относится к области попу чення простого эфира ыеппюпозы, в час1 ности метняцеппюлозы, метнпоксипропвгь целлюлозы, метнлокснэтйпцеллюпозы и Щ} уже применяемых в качестве CBpayio шнх, клеюших, загущающих, амупьгирук ших и т. п. соединений в тестильиой химической, нефтедобывающей, металлу| гической, лакокрасочной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Известен способ получения метилоеплюлозы обработкой в автоклаве щелочной целлюлозы хлорнстьп метилом или смесь его с окисями алкипена (например, пропи лена) при едиьовременной загрузке компонентов l в автоклаве с последующим нагревом до 40-100 С и многократной промывкой готового продукта водой. Недостатком описанного способа получения алкиповых эфиров цеп люлоы является образование большого количества сточных вод. Известен также способ получения метилиеллюлозы или смешанных метилоксиалкЕловых афиров путем рециркуляции увлажненного хлористого метила или смеси его с окисями этилена и пропилена через марсу щелочной целлюлозы, находящуюся в автоклаэе, причем, подпитка компонентов в цикл ведется непрерывно в hponecce синтеза 2j. В описан ном процессе сырой продутст отмыварот горячей водой () с выходом готового продукта 92-94% при больщом расходе BotBJ на промывку, вследствие чего о(зуется большое количество сто ьиых вод, ,содержащиххпс истыйнатрнй, волокнистьЯ материал и др. примеси, загрязняющие водоем. Готовый продукт имеет волсжнистую структуру и содержит до 2% нерастворимых примесей. С целью создания упрощенного процеоса получения высокоочшцающих водорастворимых эфиров целлюлозы и ляквндшии сточных вод сырой продукт растворяют в 5-15%-нОм водном растворе хлористо го натрия при с получением 1- 5%-чого раствора, отделяют от полученного раствора нерастворимую часть, высаждают эфир цеппюпозы нагреванием раствора до , отдепяют от раствора сопи, грану пируют, промьгоают и сушат. Для попучения 1-5%-цого раствора эфира цеппюпоэы сырой продукт растворякгт при в 5 15%-ном водном растворе хлористого натрия, поступающего со стадии высаждания и промывки простого эфира в копичестве 6О-90% от общего объема жидкой фазы, обращагаце- гося в цикле. На чертеже приведена схема процесса. Простой эфир целлюлозы получают иэ вестным способом, например путем взаим действия предварительно мерсеризованной целлюлозы с алкипирующими агентами или смесями их с оксиапкипирукшими агентами в автоклаве 1 . В качестве апкилирукяцего агента используют, например, хлористый метил, в качестве оксиалкипи. pyюшeгo агента,, например, окиси этипена, пропилена или бутилена. Сырой продукт после синтеза, содержащий 4О-6О% хпо ристого натрия, растворяют при в 5--15%-ном водном растворе хиористого натрия, например, поступающем в аппарат 2 для растворения со стадаи высал дения и промывки. Концентраоия продукта в растворе ссхл-авпяет 1-5%. Из ат парата для pacтвqpeния раствор поступае в сепаратор 3, гяе очшиается от нераст воримой части (вояокна целлюлозы, геяи и пр.), крторые выбрасываются из сепара тора и постуйают на сжигание Очищенный раствор .продукта поступает в обогре ваемый высаеттепь 4. В высадитале 4 при 70-1ОО G происходит интенсивное высаждение продукта, причем, благоприят ное действие на полноту вьгсаждения ока аывает присутгт1вугсщий в данном раствор хлористьпй натрий. Образовавшаяся суспен зия перекачивается в аппарат 5, где в этих te условиях происходат разделение жидкой и твердой фаз. Простой эфир целлюпозы выводится из аппарата с помощью шнека 6, который обеспечивает отжим жидкости из продукта; Влажнь й продукт, содержащий хдористый натрий поступает в гранулятор 7 и далее на отмывку от хпористого натрия в промьгоной аппарат 8 (промьпаатель). Очищенный гранулированный продукт поступает на сущку и упаковку. Горячий водный раствор хпористого , натрия, отделенный от продукта, поступает из аппарата 5 в холодильник 9 и на правляется, как указывалось вьпие, на стадию растворенизя. При этом не проночески у; осимого с этим раствором, т. к. отработанный раствор возвращается в цикл {т. е. на стадию растворения)v Количество водного раствора хлористого натрия возвращаемого в цикл, составляет 60-90%, а 40-44% выводится из цикла для регенерации. Отработанный раствор, подлежащий регенерации, поступает в обогреваемый сепаратор 1О, где он отделяется от части продукта. Регенерация производится путем дистилляции горячего раствора в испарителе 11с после-дующей его конденсацией. Горячий конденсат с. температурой 95-10О С используется для отмывки продукта от хлористого натрия в промывном аппарате 8, где производится промывка при 95-100 С. С целью экономии расхода воды реализовано противоточное движение продукта (воды и конденсата).. Затем вода, содержащая хлористый натрий и некоторое количество механически унесенного продукта, поступает в сепаратор Ю, где смещивается с водным раствором хлористого натрия, возвращаемым в цикл и участвует в общем технологическом цикле. Отделенный продукт из сепаратора возвращаетс я в гранупятор 7, далее - в промы ватепь 8 и на сушку. Готовый продукт обладает способностью образовьгеать полностью npO3patные водньге растворы, не содержащие посторонних включений (волокон, загрязнений, гелеобразных частиц и др.) Пример 1. В аппарат 1 загружают 2,3 кг щелочной целлюлозы, содержащей 0,89 кг целлюлозы 0,73 кг щелочи и О,68 кг воды, затем, подают 1,8 кг хлористого метила и ведут синтез при 55-6ОС в течение 6 ч при перемешиваний. По окончании синтеза 3,09 кг щелочной метилцеллюлозы (состава, кг:1 ме- тилцеллюлозы 1,О6 хлористого натрия, 0,3 щелочи и 1 воды, вьп ружают из автоклава 1 в аппарат 2 для растворения в 77 кг 59Ь-ного раствора Хлористого натрия, который подают из аппарата 5 поспе отжима в нем предыдущей партии метилиеллюлозы. Кроме того, в аппарат 2 дополнительно добавляют 19,82 кг кг водьг. Содержимое аппарата 2 при перемешивании охлаждают до 15®С и переводят метилцеллюлозу в 1%-ныЙ раствор. Затем раствор нейтрализуют О,09 кг 33%-ным раствором соляной кислоты. Нейтрализованный раствор метипцеллк ции его от примесей и вопокон нерастворившейся цеппюпоэы (или непопностью метилированной цеппюпозы). Отдепенный остаток сжигают с утипизацией теппа, ио потшзуемого дгш регенерации отработанных промьгеных вод, вьгееденных из сепаратора 3. Очищенный раствор метипцеппюпозы рередают в высадитепь 4, Высаждение осуществляют при перемешивании раствора и нагревании его до 90 С. Образовав шуюся горжгчую суспензию передают в аппарат 5, в котором поддерживают эту же температуру, продукт отжимают от жидкой среды (5%-ный раствор xпopиctoгo натрия) с помощью отжимного устройст ва (например, шнека). 20% от общего объе ма жидкой фазы из аппарата 5 поступает в аппарат для упавпивания оставшихся частиц продукта, затем возвращают в цикп (на промывку в аппарат 8), 8О% от общего объема жидкой фазы, используемой для растворения новой партии метил целгаопозы из аппарата 5через холодиль ник 9 передают в аппарат 2. 20% жидко фазы из аппарата 5 подаьот в сепаратор Ю для улавливания частиц продукта, затем на узел регенерации в испаритель 1 Полученный в. испарителе 11 конденсат поступает в цикп аппарата 8 для промывки готового продукта. Метипцепшопоза из аппарата 5, проходя через гра ну пятор 7, поступает в аппарат 8 для отмьтки от хлористого натрия. Промывные воды из аппарата 8 поступают в сепаратор Юс после дующей регенерацией в аппарате 11. Выход готового продукта 96,5% по отнощению к количеству,- поступившему из автоклава 1. Содержание в готовом продукте в расчете на хлористый натрий 0,12%. Растворимость в виде 100%. Пример 2. В автоклав 1 для синтеза загружают 2,3 кг щелочной дре- весной целлюлозы, попученной любым известным способом, имеющей состав как в примере , затем 1,8 кг хлористого метила и 0,3 кг окиси пропилена. Синте ведут в течение 6 ч при 2 ч 43°С (2 ч) и 65®С (4 4}f перемешивая реакционную массу. По окончании синтеза 3,1 кг щелочной метилоксипропилцелпю- позы состава кг; 1,01 метипоксипропипцеплюлозы, 1,О6 хлористого натрия, О,03 щелочи и 1 воды, выгружается в аппарат 2, содержащий 15%-ный водный раствор хлористого натрия в количес ве 91,66 поступивший из аппарата метипоксипропилцелпюпозы, 45, 18 кг воды, добавпенной дополнительно. Содержимое аппарата 2 при перемешивании охлаждают до- -5С и переводят метипоксипропипцеллюлозу в раствор, концентрация которого составляет 1%. Далее производят операции, описанные в примере 1, со следующими изменениями: копгачество раствора хлористого натрия, возвращаемое из аппарата 5 в аппарат 2, составляет 96% от общего объема, на регенерацию из аппарата 8 передают 1,5 кг 14%-ного раствора хлористого . натрия. Выход готового продукта 96,0%j содержание золы 0,15%, растворимость в воде 1ОО%. П р и м е р 3. В аппарате 1 загружают 11,5 кг щелочной целлюлозы, полученной известным способом, состава, кг: 4,45 целлюлозы, 3,65 щелочи и 3,4 воды, вводят в холодильник 9 кг хлористого метипа и 1,5 кг окиси пропилена и ведут синтез метилоксипропипцеплюпозы способом, описанным в примере 2. По окончании синтеза 15,35 кг щело«ьной метилрксипропипцеппюлозы состава, КГ: 5 метилоксипропипцеллюлозы, 5,3 хлористого натрия, 5 водь и 0,15 щелочи выгружают в аппарат 2, содержащий 58,3 кг 15%-.ного раствора хлористого ; натрия из аппарата 5 и 25,9 кг воды,, добавленной дополнительно. Дапее тфовсдят операции, опидан1 ые в примере 2, со следующими изменениями: для нейтрализа ции в аппарат добавляют 0,45 кг 33%- ной соляной кислоты- из аппарата 5 в аппарат 2 возвращают 66% от общего объема раствора хлористого натрия, растворение эедут при на регенерацию иа аппарата 8 передают 7,5 кг 14%- ного раствора хлористого натрия. Выход готового продукта 97tO%f содержание зопои 0,1%, растворимость в воде 100%. П р и м е р 4. Прпучают щелочную метилрксйэтияцёплюпозу способом, описанным в примере 3, заменив окись пропилена таким же койячеством оквсв этипеяа П р и м е р 5. В автоклаве 1 проводят синтез метипокснпропипцеппюпозы согласно описанию в примере 2. Полученный продукт промьгеают известным способом, например, на центрифуге, водой с температурой до содержания зопы 0,15%. Выход готового продукта составляет 95%, растворимость в воде 98%. При этом образуется окопе ЗОО п сточных вод, которые содержат хлористый натрий 1 1 1 , п rmtfv nrn ПОПОКНИСТЫХ ЧаОтиц. Сточные в0ды указанного состава подлежат специальной регенерации, что значитегаьно удорожает процесс. В противном случае сбрасывание сточных вод без регенерации загрязняет водный бассейн.

Из отмытого от солей продукта готовят 1-5%-ньгй раствор в конденсате при 0-20, затем от раствора метилКак ви,вво из гвбянвы и гфимеров, применение соособа аопучен}Чя высокоочищенньрх оростых афиров целпюпозы по сравнению с ушесгвуюшими позвол51е упростить сушвствухщую схему и пикввшфовагь сгодаые воды. Исполй аоавааие ореддоженного процесс по1хучения проагых дф|фсш оеллоопоаы об печивает но сравя:княю с существукмцими cпocoбa 4и яреимушествв. обесн. высокого выхода продукт пшшищшя У сточных вод и органических oTJsotBQB, что позволит нредотвра тить загрлшпеашя водоемов акон м«иш pacxojQta вош на промьгаку продукта, WTO щтобретлет большое знач 51в«ие е вастовшее время, когда пере,сма1 рввшб ШСв «(эмы расхооа воды дпя 1ромытпеишлх нужд в сторону их зиачт гтякхпр ссжрашеввя умеш шенйе теппоэатрат благоовря HoiuBQ tBiBO т/ стадии роспылятельной . . : ПросаФзе зфнры 1юлпюловы, подучентле яо щюллАгаемок{х способу, обпад ют стх з вос1ъю о(аасюывать попшжты «ояиые растворы, что на фимеф« аш&читепьно уцучшвт качестве noiQr aettfbnc их них покрытий, также ка чество пошмерных прод}гктов (например появвивртхлорвда), попучеввых при ио повьвоевнкя простых эфирен а/ватопоаы

оксипрог;ипцеллюлозы отделяют нерастворимую часть, например, на сепараторе, и очищенный раствор сушат на распылитель ной сушилке. Выход после очистки и раопыпитепьной сушки составляет 75%, растворимость 100%.

Качественные показатели продукта приведены в таблице. В каяюстве эмульгаторов суспензионной попимеризацяи. Ф о р м у л а из об р е т е н и я 1. Способ получения водсфастворнмых простых эфиррв пепшопозы алркилирсшаяием или рксиатасилированвем шепочноЯ аешоояозы с последующей обработкой nonjr eHSoronoiQr.. продукта и выделением простого €ффа ав1ьлюлозы, отличак шийся тем, что, с цешэю упрстаения процесса,и ликввдапии сточных-вод, офаботку проводят 5-15%-ным водным хлористого натрия при до получения 1-5%-«ого раствора полупродукта с nocnej: niiraM выделением простого эфира целлюлозы нагреванием растш полупродукта до 7О95 С. 2. Способ noiul, отлича KV щ и и с я тем, что д-1Э-%ншй раствор хлористого натрия поступает со стадии выдепення простого эфира ааапюпоаы. Источники илформашя, принятые во . внимание при дкспертиэв: 1.Патейт Аигяии № 1076969, СЗА, 1964. 2.ABTqpCKoe свяяетепьсгео МИЮОЗО, С 08 В 11/2О, 1974.