Способ управления периодическим процессом получения ацетатов целлюлозы

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

OllHCAHME ИЗОБРКт НИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3758551/23-05 (22) 16.05.84 . (46) 15.06.86. Бюл. № 22 (71) Владимирский химический завод (72) Т.M.Кубаенко, А.И.Юдин, В.С. Дуничев, P.Б.Цоколаев, В.Я.Афонин, Ю.И.Ишутинови А.В.Чистов (53) 667.464(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 802288, кл. С 08 В 3/06, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1016295, кл. С 08 В 3/06, 1981. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ

ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем ацетилирования целлюлозы в присутотвии катализатора

„„SU„„1237263 А1 (M 4 6 05 Р 27/00 С 08 В 3/06 при порционном дозировании компонентов ацетилирующей смеси и гидролиза получаемого триацетата целлюлозы при перемешивании в присутствии катализа тора, включающий регулирование расхода катализатора, подаваемого впоследнюю порцию ацетнлирующей смеси, отличающийся тем,что, с целью повышения точности поддержания заданных значений светотехнических показателей целевого продукта,дополнительно регулируют расход катализатора, подаваемого на стадию гидролиза, в зависимости от времени достижения заданной вязкости реакцион- с

4) ной массы с момента окончания подачи первой порции ацетилирующей смеси.

1237263

Изобретение относится к управлению производственными процессами и может быть использовано в химической промьш енности при получении ацетатов целлюлозы. 5

Целью изобретения является повышение точности поддержания заданных значений светотехнических показателей готового продукта.

Пример. В ацетилятор 1 (см. чертеж), снабженный рамной мешалкой 2 и содержащий 3384 кг активированной целлюлозы, из смесителя 3 подают поочередйо приготовленные порции ацетилирующей смеси. Первая пор- 15 ция содержит 1600 л 977-ного уксусного ангидрида, 6900 л 937-го метиленхлорида и 3 л 947.-ой серной кислоты, Вторая смесь содержит 850 л укаэанного ангидрида, 2500 л метиленхлорида и 2 л серной кислоты.

С начала подачи первой порции смеси и в течение всего процесса ацетилирования целлюлозы массу непрерывно перемешивают мешалкой 2. С момента окончания подачи первой порции смеси датчиком 4 и вторичным прибором 5 в ацетиляторе 1. непрерывно иэмеряют температуру, которую записывают на диаграмме вторичного прибора 5, и одновременно на ней же фиксируют время начала процесса ацетилирования целлюлозы. Обработку активированной целлюлозы первой смесью проводят по температурной кривой 30-44-28 Т в те- 35 чение 3 ч 45 мин. Температуру в реакторе поднимают за счет экзотермической реакции гидратации уксусного ангидрида до 44 С и запоминают функциональным блоком 6. С его помощью в @> зависимости от максимальной температуры 44 С по таблице выбирают расход катализатора — хлорной кислоты — в количестве 7 л и через дозатор 8 по— дают в смеситель 3 на приготовление 455 второй (последней) порции ацетилиру— ющей смеси предварительно добавив в него все остальные компоненты смеси.

При достижении температурой реакционной массы во время обработки первой 5Î смесью 28 С приготовленную вторую смесь из смесителя 3 подают в ацетилятор 1. Через 8 ч после подачи первой порции смеси, в момент образования прозрачного ("чистого поля") раст-55 вора полученного триацетата целлюлозы (определяют визуально), в ацетиляторе 1 измеряют вязкость раствора вискозиметром 11 и одновременно иэ ацетилятора 1 отбирают пробу раство— ра триацетата целлюлозы, помещают в хроматограф 12 и разделяют ее на компоненты. На хроматограмме через 3 мин выписывается хроматографический пик уксусного ангидрида и через 8 мин пик уксусной кислоты. Интегрирующий блок хроматографа (не показан) определяет площади хроматографических пиков уксусного ангидрида 115 мм и уксусной кислоты 845 мм, функцио— нальный блок памяти хроматографа (не показан) записывает и запоминает их.

По каждой площади хроматографических пиков уксусного ангидрида и уксусной кислоты согласно табличным данным (см. табл. 1) выбраны соответственно 343 и 885 л гидролизной воды.

По достижении вязкости раствора триацетата целлюлозы 40 с, сигнал с визкозиметра 11 поступает на функциональный блок 7, с выхода которого поступает на регулятор 13 расхода воды.

Последний, получив импульс от датчи— ка 14 расхода, передает сигнал на клапан 15, который регулирует подачу выбранного суммарного количества воды через дозатор 9 в ацетилятор 1.Одновременно в момент достижения вязкости раствора 40 с на диаграмме вторичного прибора 5 фиксируют время и высчитывают продолжительность процесса ацетилирования целлюлозы с момента окончания подачи первой порции аце— тилирующей смеси 14 ч. В зависимости от этого времени выбирают 27. от веса исходной целлюлозы серной кислоты для подачи на стадию гидролиза. Через 40 мин после подачи в ацетилятор 1 гидролизной воды выходной сигнал с функционального блока 6 поступает на клапан 16, через который из доэатора 10 25 л 947-ной серной кислоты (27 от веса целлюлозы) подают в ацетилятор 1. При непрерывном перемешивании реакционной массы проводят гидролиз триацетата целлюлозыпри о

63 С B течение 8 ч. Гидролиэ заканчивают введением в сироп 350 л 307.— ного ацетата натрия для нейтрализации серной кислоты. Готовят ацетат натрия иэ щелочи и уксусной кислоты, а также прсводят отбеливание целевого продукта, высаждение, промывку, стабилизавию и сушку. Выход готового продукт 3500 кг.

1237263

Таблица 1

Количество воды, л

Количество воды, л

Площадь хроматографического пика уксусной кислоты, мм

Площадь хроматографического пика уксусного ангидрида, 738

706

13

768

733

25

798

760

116

837

788

154

857

820

190

885

845

230

915

875

268

945

903

305

102

985

937

343

115

381

1013

960

128

1043

990

457

153

1075

1017

500

166

540

1105

1050

178

1145

1075

578

190

1102

615

1178

203

1228

1130

655

240

1260

1158

697

252

1190

1300

735

265

1218

1331

740

278

Полученный вторичный ацетат целлюлозы в виде аморфных кусочков белого цвета без посторонних включений характеризуется следующими показателями: степень химической неоднородности и чистота поверхности литьевого диска соответствуют эталонам, массовая доля связанной уксусной кислоты 54,6Х, удельная вязкость по ВПЖ-4 до прогрева 0,30, после прогрева 0,31, поглощение света с синим светофильтром до прогрева 1,5, после прогрева 1,67, поглощение света с красным светофильтром до прогрева 0,9, после прогрева 1,О, светопропускание литьевых дисков 627.

Расход гидролизной воды в зависимости от площадей хроматоирафических пиков уксусного ангидрида и уксусной кислоты, измеренных после ацетилирования, приведен в табл. 1. Примеры сведены в табл. 2, сравнительные при-. меры (по известному способу управления) — в табл. 3.

1,237263

Продолжение табл.1

2 ) 3

290

780

1240! 360

820

303

1265

1392

315

860

1290

1423

327

887

1315

1455

Таблица 2

Показатели

6 7

Время ацетилирования, ч

1 3 1 1.4

10 11

16

Расход Н $0 от веса целлклозы,X 1

2,75

Расход NaCH C00 конц. ЗОХ, л уксусной кислоты

Расход воды л

Степень химической неоднородн.

Соответствует эталону

Чистота поверхности литьевого диска

Соответствует эталону после прогрева при 205 С О, 30 О, 28 О, 27 О, 28 О, 26 О, 3 1 О, 35 0,29

Площадь хроматографического пика, мм : уксусного ангидрида

Массовая доля связанной уксусной кислоты, Е

Удельная вязкость по ВПЖ-4: до прогрева

1 Г I l T 1

1,25 1,5 1,75 2 0 2,25 2 5

175 281,75 262,5 306,25 350 393,75 437,5 481,25

166 203 290 27 303 252 190 252

1050 1075 1130 1017 1190 937 990 960

1605 1760 2008 1815 2120 1682 1621 1710

54,3 55,4 55,0 55,2 54,7 . 55, 1 54,7 55,2

0 35 0,31 0,30 0,32 0,30 0,36 0,37 0,33

Продолжение табл.2

1237263

11 1 1 11 Г

Показатели

6 7 8

Поглощение света с синим светофильтром: до прогрева

2,0

175 1,6 15 15 15 18 f 9 после прогрева при 2О5 С

2 82 1 9 1,71 1,6 1,67 2 0 2 12 2 2

Поглощение света с красным светофильтром: до прогрева

t 31 1,2 10 09 09 1,2 13 132 после прогрева при 205 С

148 14 1,1 10 10 15 146 15

Массовая доля воды, 7

13 15 17 12 18 15 10 13

Светопропускание литьевых дисков, X

Термостабиль ность, С

56

212 213 215 214 212 210 211 210

Таблица 3

Термостабильность

0С

Светопропускание, Ж

Поглощение света

Расход

Н> S0- от

Ю веса целлюлозы, Х

Время ацетилирования, ч с красным светофильтромм с синим светофильтром, после прогрева до про после до прогрена про- грева грева

2,5 2,85 1,4

202

1,6

2,4 2,7 1 3

200

206

207

205

209

2,4 49

204

2,3 48

210

1 2 3 4 5

56 58 60 59 60

25 281 14

27 3,12 16

23 278 12

24 26 15

18 25 18

18 232 17

1,63 42

1,62 . 47

1,8 50

t,6 50

1,77 50