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

1

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения ацетатов целлюлозы, используемых в производстве ацетатного волокна.

Известен способ получения ацетата $ целлюлозы в среде уксусной кислоты в присутствии катализатора с последующей обработкой полученного полупродукта l.

Недостатками способов являются 10 большие потери частичек ацетилцеллюлозы, образование сточных вод,выс6- . кие энергетические затраты.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения ацетатов tS целлюлозы путем предварительной активации и ацетилирования целлюлозы в среде уксусной кислоты, в присутствии катализатора серной кислоты с последующим омылением первичного ацетата 20 целлюлозы . Полученный продукт высаживают добавлением воды или разбавленной уксусной кислоты, затем про ывaют водой. После промывки проводят отжим, фильтрацию отжатой жидкое-25 ти, сушку и упаковку 2.

Недостаток известного способа образование сточных вод, большие потери селевых продуктов и энергетические затраты.30

Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта, сокращение потерь и ликвидация сточных вод.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения ацетатов целлюлозы путем активации целлюлозы и последующих ацетилирования, омыления, промывки, от;;(има и фильтрации промывной жидкости и сушки целевого продукта, фильтрации осуществляют сначала при вакууме 200600 мм рт.ст. и затем продувкой воздухом при давлении 1,5-2 атм.

В качестве Фильтрующего материала можно использовать хлопчатобумажную и искусственную ткани. После фильтрации жидкость используют в качестве промывной воды.

Ацетилцеллюлозу получают действием уксусного ангидрида на древесную смолу в среде уксусной кислоты и в присутствии катализатора серной кислоты с последующим частичным омылением первичного ацетата.

Способ получения диацетилцеллюлозы заключается в следующем.

Диспергируют целлюлозу в 90-96% уксусной кислоты. Вытесняют воду из полученной суспензии целлюлозы, что осуществляется ледяной уксусной кислотой на фильтре перемешивания. Выходящую из фильтра целлюлозу подецот в пресс. В процессе ацетилирова ния получается триацетат. В качеств катализатора используют серную кисл ту. Для прекращения реакции ацетили рования используют б2-бб%-ную уксус кую кислоту. Гидролизом получают ча тично омыленный продукт с заданным содержанием связанной уксусной кисло ты. Сироп триацетата подают на высаж дение для выделения из него ацетилцеллюлозы. Высаждение ацетилцеллюло зы происходит за счет понижения кон центрации уксусной кислоты в маточном растворе до 23-36% с добавление уксусной кислоты. Ацетилцеллюлозу промывают в триацетизонном промывателе. Целлюлоза поступает противото ком к промывной воде, из зон промывания отделяют 8-14%-ную уксусную кислоту и подают в отделение выса5кдения, часть 23-36%-ной кислоты подаются йа рекуперацию и часть - в отделение высаждения. Отмытая ацетилцеллюлоза поступает в -пресс. Отжатую ацетилцеллюлозу с содержанием влаги 50-55% подают на сушку, где высушивается паром (давление 4-7 ат и горячим воздухом до вла хности 3,5 Отжатую промывную ;кидкость из пресс подают на фильтрацию. Фильтрование происходит под вакуумом 200600 мм рт.ст. Затем через слой полу ченного осадка продувают атмосферны или сжатый воздух и после удаления из фильтрующер поверхности этого слоя с содержанием влаги 10-25% подают на сушку совместно с отжатой ацетилцеллюлозой. Режим продувания - 1,5-2 атм. Операцию при вакууме или с;катом воздухе повторяют последовательно и непрерывно. .Пример. Древесную целлюлозу с влажностьб 6% в количестве 310 кг (для одноП загрузки или одной операции) подают на диспергирование (активацию).Для активации используют 37-89%-ную уксусную кислоту при 37°С в количестве 13 мУопераций. Процесс периодический. После этого полученную пульпу с температурой 3039°С подают в аппарат для вытеснения воды из целлюлозы. Для этого подают в час 1900-2400 л ледяной уксусной кислоты. Скорость ленты 35-120 м/ч. Далее эту массу подают в малексер для ацетилирования. Туда хе подают ч 1200-1650 л уксусного агидрида для ацетилирования, а также уксусную и серную кислоту в количестве 11501550 л/ч. Серная кислота составляет до 4% от веса сухой целлюлозы. Температурный режим ацетилирования 23-66°С. Нагрузка на малексер 80-120 кВт. Модуль ванны 7-7,3. После образования ацетилцеллюлозы следует остановка процесса ацетилирования;Для этого в малексер подают 12001400 л/ч 66%-ной уксусной кислоты при 59-64°С. Далее идет гидролиз или омыление сиропа, затем высаждение и созревание ацетилцеллюлозы. Для высаждения ацетилцеллюлозы подают 30и 16%-ную уксусную кислоту в количестве соответственно 5 и 10-16 при температуре сиропа 58-66с, а маточного раствора - 30-45с. Скорость вращения мешалки 140-150 об/мин, После высаходения ацетилцеллюлозу промывают во вращающемся барабане со . скоростью вращения 0,85-1,25 об/мин. При этом расходуется 12-16 MV воды, которая с уксусной кислотой возвращается в технологический цикл. Промытую ацетилцеллюлозу подают на процесс для удаления воды, после чего она с влажностью 50-55% поступает в барабанную сушилку. В сушилке она сушится до влажности 3,5%. Расход пара на сушку 15002500 кг/. Скорость вращения барабана 35 об/мин. Отжатую жидкость после процесса в количестве 26 с содержанием 0,2% ацетилцеллюлозы подают на фильтрацию под вакуумом 400 мм рт.ст.,затем продувают атмосферным воздухом и полученный осадок дают на сушку. Содержание ацетилцеллюлозы в фильтре достигает нуля. Фильтрат очищается до 98-100% по ХПК. (ХПК- количество кислорода, необходимое для окисления, органических и неорганических соединений, находящихся в одном литре воды, она характеризует степень загрязненности воды). П р и м -е р 2. Технология получения ацетилцеллюлозы аналогична примеру 1 до операции фильтрации. Отжатую жидкость после процесса в количестве 20 .с содержанием 0,3% диацетилцеллюлозы подают на фильтрацию под вакуумом 200 мм рт.ст., затем продувают сжатым воздухом, давлением 1,5 атм. Полученный осадок дают на сушку. Содержание ацетилцеллюлозы в фильтрате достигает нуля. Степень очистки воды 98-100% по ХПК. П р и м е р 3. Технология получения ацетилцеллюлозы аналогична примеру 1 до операции фильтрации. От;; атую жидкость после пресса в количестве 30 с содержанием ацетилцеллюлозы 0,15% подают на фильтрацию под вакуумом 600 мм рт.ст., затем продувают сжать .м воздухом 2 атм. После этого полученный осадок дают на сушку. Степень регенерации целлюлозы 100%. Степень очистки воды 98-100% по ХПК. П р и м е р 4 (конт.рольный) .Технология получе 1ия ацетилцеллюлозы аналогична технологии по примерам

1-3 до операции фильтрации. Отжатую жидкость подают на фильтрацию при продувании атмосферного воздуха (без вакуума). Ацетилцеллюлоза не регенерируется. При этом полученная вода грязная и для использования в технологическом цикле негодная.

П р и м е р 5 (контрольный).Тех нология получения ацетилцеллюлозы аналогична технологии по примерам 1-3 до операции фильтрации. Отжатую жидкость подают на фильтрацию при вакууме 400 мм рт.ст. (без продувания атмосферного или сжатого воздуха) .

Степень влажности осадка 50-70%, фильтрующий материал загрязняется и возникает необходимость частой промывки .

П р и м е р б (контрольный).Технология получения ацетилцеллюлозы аналогична технологии по примерам 1-3 до операции фильтрации. Отжатую жидкость подают на фильтрацию в фильJ тровальный аппарат(без вакуума и атмосферного или сжатого воздуха).

Ацетилцеллюлоза не регенерируется, Степень ее регенерации О.

Производительность фильтра незначительная.

0

Ацетилцеллюлозу с водой не возможно использовать.

В таблице приведены физико-механические показатели ацетилцеллюлозы, полученной по предлагаемому способу 5 в сравнении с ацетилцеллюлозой, полученной по известному способу, и данными контрольных примеров.

Выход целевого продукта,%

Потери целевого продукта,%

Наличие сточных вод

а)ацетилцеллюлоза,%

б)ХПК мг/л

Влажность продукта после фильтрации,%

Возможность использования жидкости после фильтрации в качестве промывной воды

Качество полученного проду1ста

Ацетильное число, %

Вязкость,сП Зольность,% Кислотность,%

Низкомолекулярная фракция

Фильтруемость,г/см о

97,0 98,0 97,0 100 99,7 99,9

3,0 2,0 3,6

0,3 0,1

Есть Есть Есть Нет Нет Нет

0,2 0,1 0,2 000 3500 2500 4500 80 50 100

70

11 25

70

21

Нет

Нет

Да Да

Да

53,7-54,9 53,7-54,9

,7-54,9 0,46 0,45 0,46 0,46 0,07 0,07 0,07 0,07

0,07 0,02 0,0012 0,0012 0,0012 0,02

6 6

6 б

7 6

Использование предложенного способа в пролвлиленности позволит увеличить выход целевого продукта на 3%, использовать промывные воды в оборотном цикле, уменьшить энергетические расходы при сушке ацетилцеллюлозы.

Формула изобретения

Способ получения ацетатов целлюлозы активацией целлюлозы и последующих ацетилирования, олелления/ промывки, отжима и фильтрации промывной жидкости и сушки целевого продукта.

отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта к сокращения потерь, ликвидации сточных вод, фильтрацию осуществляют сначала при вакууме 200-600 мм рт.ст. и затем продувкой воздухом при давлении 1,5-2 атм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Роговин 3. А. Основы химии и технологии химических волокон. М., Химия, 1974, Т.1, с, 462-470 (прототип) .