Способ получения вторичного ацетата целлюлозы Советский патент 1980 года по МПК C08B3/06 

1

Изобркетение относится к получению сложных эфиров целлюлозы гомогенным способом.;

Известен способ получения ацетатов целлюлозы, согласно которому активированную целлюлозу этерифицируют уксусным ангидридом в среде метиленхлорида. Полученный раствор первичного ацетата целлюлозы (триацетата) обрабатывают водой допревращения непрореагировавшего уксусного ангидрида в соответствующую кислоту. Затем нейтрализуют катализатор, отгоняют метиленхлорйд и триацетат целлюлозы подвергают гидролизу при 100-220 0 до получения вторичного ацетата целлюлозы Щ .

Однако известный способ многостадиен и требует специального громоздкого аппарата высокого давления, что является неэффективным и опасным с точки зрения техники безопасности, кроме того для нагрева громоздкого аппарата до 10О22О С требуется много времени и энергозатрат.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения вторичного ацетата целлюлозы, согласно которому активированную целлюлозу ацетилируют уксусным ангидридом в среде метиленхлорида и присутствии катализатора. Полученный раствор первичного ацетата целлюлозы (триацетата) обрабатьшают умягченной водой до превращения непрореагиров 1вшего уксусного ангидрида в уксусную /кислоту. Затем триацетат целлюлозы подвергают гидролизу при постепенном повышении температуры до 75-85 0, одновременно отгоняя метиленхлорид. Для подогрева реакционной смеси в рубашку аппарата вводят теплоноситель. Общее время гидролиза и отгонки метиленхлорида (MX) в производствев ных условиях составляет 16 - 13 ч i2j.

Недостатком способа является длительность процессов гидролиза ггриацетата целлюлозы и отгонки метиленхлорида. Умягченная вода, используемая для гидролиза, содержит достаточное количество катионов железа и кальция, которые, соединяясь с карбоксильными группакт ацетата целлюлозы, способствуют образованию мостичных межмолбкулярных связей и являются одной из причин возникновения СТОЙКИ.Х надмолекулярньк структур, приводящих к повышению вязкости концейтрированных растворов ацетата целлюлозы, в результате чего продукт получается с невысокими качёствен ньгми показателями. Цель изобретения - интенсификация способа и повышение качества получаем го втори ного ацетата целлюлозы. Указанная цель достигаетЬя тем, чт способ получения вторичного вдетата целлюлозы включает этерификацию. активированной целлюлозы уксусным ангидри дом вереде метиленхлорида, обрабртку-полученного реакционного раствора улмгчен- ной водой до превращения непрореагировав шего уксусного ангидрида в соответствующую кислоту и гидролиз триацетата целлюло зы острым водяным паром, взятым в количестве 10-20% от веса активированной целлюлозы. Способ осуществляется следующим .(Образом. Древесную или .хлопковую целлюлозу активируют ледяной уксусной кислотой, затем ацетилируют уксусным ангидридом в среде метиленхлорида в присутствии катализатора. Полученный в результате аце илировання раствор первичного ацета та целлюлозы (триацетата) обрабатьтаю умягченной водой до превращения непрореагировавшего уксусного ангидрида в уксусную кислоту. После этого враство триацетата целлюлозы вводят острый во- дяной пар в количестве 10-2О% от веса активированной целлюлозы и проводят . одновременно гидролиз до получения, вторичного ацёт-at а цегшюлсхйы и otlroHKyметиленхлорида.. Пример 1. 3512 кг древесной целлюл.озы, активированной ледяной jnc- сусной кислотой, загру кают в ацетилятор и заливают 311О кг уксусного ангидрида. Содержимое перемешивают в течение ЗО мин при 23°С. Затем в вдетилятОр загружают ацег илирующую смесь, состоящую из 4491 кг. уксусного ангидрида, 12559 кг метиленхлорпда, 6,О5 кг серной кислоты и 4 кг хлорной кислоты, и проводят процесс ацетилирования в течение 12 ч по тел пературной кривой от 20 до , Тегл пepaтypy реакционной массы поддерживаю 034 путем подачи в рубашку ацетилятора .хладагента. После окончания процесса ацети- лирования в этот же аппарат загружают 1350 л умягченной воды, 87 кг 96%-ной серной кислоты и перемешивают в течение 1,5 ч при 42-50С до превращения не- .прореагировавшего уксусного ангидрида в уксусную кислоту. Разбавленный раствор (сироп) триацетата целлюлозы иере- качивают в высадитель, в которьй через специальное устройство постепенно подают в течение часа 35О кг острого водяного пара, нагревая массу до 8О°С. Во время нагревания реакционной raccы проис.ходятодновременно процессы гидролиза и отгонки метиленхлорида в течение 9 ч. В оставшуюся пОсле отгонки метиленхлорида реакционную массу подают 16 м 5%-ного водного раствора уксусной кис- лоты и проводят процесс высаждения продукта в течение 2 ч. Высажденный вторичньй ацетат целлюлозы промывают И сушат. Качественные показатели изложены в таблице (см, образцы 1-4). П р и м е р 2. Вторичный ацетат целлюлозы получают как в примере 1, за исключением того что после окончания процесса ацетилирования в ацетилятор загружают 1ООО л умягченной воды. После передавливания массы в высадитель в него подают 700 кг острого водяного пара в течение 50 мин:, нагре- вая массу, до 100 С. Процессы гидролиза и отгонки метилекхлорида проводят в течение 5 ч. Качественные показатели изложены в таблице (образцы 3 и 4). П р и м е р 3. Вторичный ацетат целлюлозы получают как в примере 1, за исключением того что в ацетилятор загружают 10ОО л умягченной воды для превращения оставшегося уксусного ангидрида в уксусную кислоту, а в высадитель для гидролиза вводят 350 кГ острого водяного пара. Общее время гидролиза и отгонки метиленхлорида составляет 11 ч. Качественные показатели готового продукта изложены в таблице (см. образцы 5 и 6). Пример 4. (контрольный). Е торичньй ацетат целлюлозы получают как в примере 3, за исключение того,что вместо пара в вьгсадитель вводят 350кг конденсата, нагретого до , и реакционную массу нагревают до 80°С в те- . ченпе 8 ч. Общее время гидролиза и отгонки метиленхлорида составляет 16,5 ч.

Качественные показатели изложены в таблице (см. образец 12).

П р и м е р 5 (контрольный). Вторичный ацетат целлюлозы получают как в примере 2, за исключением того,что в высадитель вместо пара вводят 7ОО кг конденсата , с температурой 80 С и реакционную массу нагревают до 80 G в течение 7 ч. Общее время гидролиза и отгонки метШ1е гхлорида составляет 15 ч.

Качественные показатели продукта изложены в телице (см. образец 13).

Из таблицы видно, что в предлагаемом способе получения вторичных ацетатов целлюлозы введением острого водяного пара достигается значительйая и тенсификация процессов гидролиза и отгонки метиленхлорида благодаря хорошей проникающей способности пара. Острый водяной пар практически одновременно вступает в реакцию с триацетйтом целлюлозы, в peзyльтa e чего происходит

быстрое и равномерное омыление (гидролиз) ацетатных групп в гидроксильные, что способствует уменьшению структуры растворов, быстрее происходит отщепление сульфоэфйрных групп, отрицательно влияющих на термосгабильность ацетатов целлюлозьи

Полученный по предлагаемому способу вторичный ацетат целлюлозы имеет лучшие качественные пок1азатели (прозрачность, фильтруемость, удельную вязкость, вязкость концевггрированньк растворе и термостабильность), чем продукт полученный по известным способам. Кроме того, занятость вьюадитепьного аппарата сокрашается на 6-7 ч, что позволяет увеличить вьшуск готового продукта на 20-25%. Использование предлагаемого изобретения позволяет также снизить энергетические затраты благодаря общему уменьшению расхода теплоносителя и Ьсжратить расход умягченной воды за счет замены ее паром. .

. ,

СО

00 со

СО

О 1-

О см

о

о

о

о с-}

(М

см

см

О

g 8

о о

о о t

о о го о г

о

R

со со

rj со

Ю СО

со О) 11 72610 Формула иаобретения Способ получения вторичного ацетата целлюлозы этерификацией активированной целлюлозы уксусным ангидридом : в ере-s де метиленхлорида, обработкой умягченной водой до превращения непрореагировавшего уксусного ангидрида в соответствующую кислоту и гидролизом до получения вторичного ацетата целлюлозы,Ю .отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повы3. 12 тения качества конечного продукта, гпдропиэ проводят острым водяным паром, взятым в количестве 1О-20% от веса активированной целлюлозы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.. Патент США М 2775585, кл. 26О-23О, опублик. 1957. 2. Авторское свидетельство СССР № 367114, кл. С 08 В 3/О6, 1969 (прот-отип).