Способ получения ацетатов целлюлозы Советский патент 1981 года по МПК C08B3/06 

(54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

I

Изобретение относится к получению в среде метиленхлорида ацетатов целлюлозы для волокон пленки и пластмасс.

Известен способ получения триацетата целлюлозы в среде метиленхлорида (1), включающий ацетилирование активированной целлкпрзы, отгонку метиленхлорида, высаждение бензолом или четыреххпористым углеродом. Перед высаждением концентрированный сироп разбавляют нерастворителем (бензол, четыреххлористый углерод). Разбавленный до низкой вязкости сироп вытекает из реактора через сопло в ванну с бензолом, где происходит непрерывное высаждение триацетата. Высажденный в виде ленты или нити продукт промывают и сушат.

Однако зтот способ в существующих условиях неэффективен вследствие непрерывности стадии высаждения, которая требует расширения площадей для размедения дополнительного оборудования, увеличения энергозатрат количества сырья.

Используемый в качестве осадителя бензол опасен в обращении так как является ядовитым веществом.

Наиболее близким к предложениому способу по технической сущности и достигаемому результату является периодический способ получения ацетатов целлюлозы в среде метнпенхпорида, предусматриваюощй распределение катализатора 2.

Способ включает активацию целлюлозы ледяной уксусной кислотой,

15 лирование, гидролиз, нейтрализацию катализатора, отгонку метиленхпорида, высаждение пор1щонной подачей воды, промывку и сушку целевого продукта.

В качестве осадитепя испольэуют

20 воду. Первую порцию воды при получении диацетата берут в количестве 10-13% от общего веса осадителя и 35% при получении частично окдьшенного триацетата целлюлозы. Высажденный продукт промывают и сушат. Так как гидролиз ведут до определенного ацетильного числа, в полимере всегда будут оставаться свободные гидроксилы, состоящие из более реакционноспособных первичных и менее реакционноспособных вторичных гидроксилов. От доли первичных гидроксилов зависит качество ацетатов целлюлозы. Чем больше доля свободных первичных гидроксилов, тем вьше степень структурирования концентрированных растворов ацетатов целлюлозы. Структурирова ние концентрированных растворов дает мутность ацетоновых растворов ацетатов целлюлозы. Целью изобретения является повышение прозрачности раствора ацетата целлкшозы. Цель достигается тем, что в способе получения ацетатов целлкшозы в сре де метиленхлориде, включаклцем активацию целлкшозы ледяной уксусной кислотой, ацетилировагдае, гидролиз, нейтрапизацию катализатора, отгонку метиленхлорида, высаждение порционной подачей воды, промывку и сушку, согласно изобретению первую порцию высаждающей воды подают через 30-60 мин после начала нейтрализации, Отличительными признаками предпоженного способа являются изменение последовательности стадии введения первой порции воды, что приводит к повышению прозрачности ацетонового раствора ацетата целлиотозы. В этом способе первую порцию воды подают в реактор через 30-60 мин после введения нейтрализующего агента, по окончании гидролиза, перед отгонкой метиленхлорида, а не после отгонки его, как в прототипе. При добавлении в сироп, содержащий метиленхлорид (до отгонки растворителя), вода или -слабого водного раствора уксусной кис лоты (промышленная вода) происходит сорбция молекул воды к более реакционноспособным первичным гидрока льным группами, что блокирует их и тем самым снижает долю свободных реакцион носпособных первичных гидроксштьных групп, что npHBO iT К повьппению прозрачности раствора ацетатов целлкшозы. Пример 1. Дпя получения части но омьшенного тришдетата 2200 кг хдопковой целлюлозы с содержанием вла ги 6% активируют 836 кг ледяной уксус йой кислоты, загружают в ацетилятор 34 и обрабатывают 4380 кг 98%-ного уксусного ангидрида в течение 30 мин при 23 С и постоянном перемешивании. Затем подают в реактор тремя порцкямя ацетилирующую смесь. Общее количест- во внесенных с ацетилирукщей смесью реагентов составляет, кг: 1986 уксусного ангидрида, 210 уксусной кислоты, 13091 метиленхлорида, 2,4 серной кислоты, 11,4 хлорной кислоты, Максимальная температура в реакторе при ацетилировамии не должна превышать , Далее триацетат целлюлозы подвергают частичному гидролизу путем добавления в сироп 1050 кг воды и 87 кг 94%-ной серной кислоты. Гидролиз проводят под давлением 1,25 атм до водного числа 50. После гидролиза сироп подают в высадитель и нейтрализуют путем подачи 860 кг 27%-ного раствора уксуснокислого натрия. Через 1 ч после внесения нейтрализующего агента подают первую порцию осадителя - 4м. В качестве осадителя используют воду. . После внесения первой порции воды ОТГОНЯЮТ метиленхлорид при перемешивании и нагревании от 50 до 84°С. Затем подключают вакуум 500 мм рт.ст. и. отгонку продолжают в течение не мене 1 ч. Условия отгонки подобраны так, чтобы 98% внесенной воды оставалось в сиропе. После отгонки метиленклорида вносят вторую порцию воды 5 м . Далее переметливают и после получения однородной массы добавляют третью порцию воды - П м , Высажденный продукт промывают и сушат. Прозрачность полученного продукта 48%, Пример 2, Для получения диацетата целлкшозы 2700 кг древесной целлюлозы с содержанием влаги 6% активируют 963 кг ледяной уксусной кислоты, загружают в ацетилятор и обрабатывают 4968 кг 98%-ного уксусного ангидрида в течение 30 мин при 23 С и постоянном перемешивании. Ацетилирование проводят по известному режиму двумя порциями ацетилирукнцей смеси, которая содержит, кг: 2268 уксусного ангидрида, 12170 метиленхлорида, 11,80 серной кислоты и 10 хлорной кислоты. Затем в ацетилятор добавляют 1200 л воды и после перемешивания смеси в течение 30 мин - 92 кг серной кислоты. Гидролиз проводят под давлением 1,25 атм 3 ч, после чего сироп передавливают в высадитель. где при водном числе 102 заканчивают гидролиз нейтрализацией катализатора, внося для этого 781 кг 27%-ног i acTBOpa уксусного натрия. Через 30 мин после внесения нейтрализующего агента подают первую порцию воды 2,6 м , Затем отгоняют метиденхлорид при перемешивании, нагревании от 50 до 84 С и последующем вакууме 500 мм рт.ст. Условия отгонки подобраны так чтобы2 98% внесенной первой порции воды оставались неотогнанньтми. После отгонки метнленхлорида вносят вторую порцию осадителя-воды -4м, перемешивают. Получая однородную массу добавляют третью порцию воды 14 м, Высажденный продукт промываюти сушат.

Получение частично омыленного триацетата цешиопоэы

отипу После отгонки

нетиленхпоридарете- После ней п ат1зации катализатора, пцфолиэа,АО

до отгонки иетиаетшорида

То же30

-.60

После иейтралиэации хаталиэат(фа, , по окончании гидролиза, до отгонки нетиленхпо- 60 рида

После отгонки метиленхлоркда Контрольные, }Qf В примерах 1-4 в качестве осадителя бефут воду,

I а б л н Ц а t

0,6959,7

210

0,6959,5 148

0,759,8

130 135

0,6859 8

30

32 Прозрачность готового продукта 25 см, Пример 3. Частично омыленный триацетат целлюлозы получают, как в примере 1, за исключением того, что первую порцию осадителя - промышлен-ную воду (подкисленную уксусной кис лотой) вносят через 40 мин после добавления нейтрализующего агента. Количество первой порции вода -6м, второй - 4 м , трет1 ей - 10 м, Прозрачность ацетонового раствора 52%.,. Полученные результата и условия Проведения опытов в табл. 1 и 2. а а примерах 7, J8 бензол

tM

в el

s

«

Ю nj

и

1Л

vO

tk t

1Л

to

vO -Эо о

in 1Л

г- с

о

Cs|

fv|

о п

о «п

о о

и «

о

н

6

I

f- о

g-o

о сз аь

1Л

чО

N

&

Как видно из табл. I и 2 (примеры 1-6) прозрачность растворов три- и диацетатов, полученных по предлагаемому способу, вьше, чем прозрачность, растворов, полученных по прототипу. Причем повьшение прозрачности растворов наблюдается лишь при введении в сироп первой порции воды в определенной последовательности - перед отгонкой метиленхпорида, в установленный опытными данными момент, через 30-( . 60 мин после внесения нейтрализукщего агента, т.е. когда полностью закончится гидролиз. Из табл. 1 (пример 7) видно, что введенный в реакционную массу через 30-60 мин после добавле-ния нейтрализующего агента другой осадит ель - бензол не дает повьтзен11я прозрачности ацетонового раствора ацета та целлншозы.

Как показьшают примеры 8, 9 и 10, введение первой порции бензола или воды после отгонки метиленхлорида также не повышает прозрачности ацетонового -раствора.

Предложенный способ позволяет повысить прозрачность ацетонового раствора -ацетатов целлюлозы ускорить процесс отгонки метиленхлорида за счет снижения вязкости сиропа разбавлением его осадителем по окончании гидролиза до отгонки растворителя; провести

более равномерное высаждение готового продукта за счет быстрого перемешивания и сократить время высаждения на 60%; сократить расход злектроэнергии на перемешивание.

Предложенный способ не требует дополнительного оборудования и расширения производственных площадей, может быть внедрен в существующих условиях.

Формула изобретения

Способ получегшя ацетгтов целлюлозы в среде метиленхлорида, В1слючакгщий активацию целлюлозы ледяной уксусной кислотой, ацетилирование, гидролиз, нейтрализацию катализатора, отгонку метиленхлорида, высаждение порционной подачей воды, промывку и сушку, отличающий.с я тем, что с целью повытеш-;я прозрачности раствора целевого продукта, первую порцию высагкдающей воды подают через 30-60 ми осле начала нейтрализации.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

2.Регламент ВХЗ № 98, утвержден в 1974 (прототип).