Способ получения вторичного ацетата целлюлозы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о»726103

» .« е „:» ","-.. 1;»;, «1"» „- «» «-: »»« (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 03,01.77(21) 2436972!23-05 (51) М. Кл. с приспел инением заявки,%

С 08 В 3/06.. Гасударственный камнтет (23) Приоритет

Опубликовано 05,04.80. Бюллетень ¹ 13 но девам изобретений н етнрытнй (53) УДК 678.544..43 (088.8) Дата опубликования описания 10.04.80

I (72) Авторы изобретения

B. И. Сидоров, Л. Н. Малышев, P. Б.«Иокопаев, Т. М. Кубаенко и Е. И. Мигалин

Владимирский химический завод (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВТОРИЧНОГО

АИЕТАТА ИЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение 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 до превращения непрореагировавше=

ro уксусного ангидрида в соответствующую кислоту. Затем нейтрализуют катализатор, отгоняют метиленхлорид и триаце- . тат целлюлозы подвергают гидролизу при

100-220 С до получения вторичного о

15 ацетата целлюлозы 1, 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 100о

220 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 в присутствии катализатора. Полученный раствор первичного ацетата целлюлозы (триацетата) обрабатывают умягченной водой до превращения непрс реагировавшего уксусного ангидрида в уксусную кислоту. Затем триацетат целлюлозы подвергают гидролизу при постепенном повышении температуры до

75-85оС» одновременно отгоняя метиленхлорид. Для подогрева реакционной смеси в рубашку аппарата вводят теплоноситель. Общее время гидролиза и отгонки метиленхлорида (МХ) в производственных условиях составляет 16 — 18 ч (2 .

Недостатком способа является длительность процессов гидролиза:триацетата целлюлозы и отгонки метиленхлорида, Умягченная вода, используемая для гидролиза, содержит достаточное количество

3 726 катионов железа и кальция, которые, соединяясь с карбоксильными группами ацетата целлюлозы, способствуют образованию мостичных межмолекулярных связей и являются одной из причин возникновения стойких надмолекулярных структур, приводящих к повышению вязкости конпейтрированных растворов ацетата целлюлозы, в результате чего продукт получается с невысокими качественными показателями.

Цель изобретения — интенсификация способа и повышение качества получаемого вторичного ацетата целлюлозы.

Указанная цель достигается тем, что способ получения вторичного ацетата целлюлозы вкпючает этерификацию акти-вированной целлюлозы уксусным ангидридом всреде метиленхлорида, обработку полученного реакционного раствора умягченВ ной водой до превращения непрореагировавшего уксусного ангидрида в соответствующую кислоту и гидролиз триацетата целлюлозыострым водяным паром, взятым в количестве 10-20% от веса активированной 25 целлюлозы.

Способ осуществляется следующим, образом.

Древесную или хлопковую целлюлозу активируют ледяной уксусной кислотой, ЗО затем ацетилируют уксусным ангидридом в среде метиленхлорида в присутствии катализатора. Полученный в результате ацетилирования раствор первичного ацетата целлюлозы (триацетата) обрабатывают 35 умягченной водой до превращения непрореагировавшего уксусного ангидрида в уксусную кислоту. После этого в раствор триацетата целлюлозы вводят острый во диной пар в количестве 10-20% or веса 40 активированной целлюлозы и йроводят одновременно гидролиз до получения вторичного" ацетата целлюлозы и. отгонку метиленхлорида.

Пример 1. 3512 кг древесной . 4> целлюлозы, активированной ледяной уксусной кислотой, загру саки в ацетилятор и заливают 3110 кг уксусного ангидрида. Содержимое перемешивают в течение 30 мин при 23 С. Затем в Ю ацетилятор загружают ацетилирующую смесь, состоящую из 4491 кг. уксусного ангидрида, 12559 кг метиленхлорнда, 6,05 кг серной кислоты и 4 кг хлорной кислоты, и проводят процесс ацетилирования в течение 12 ч по температурной кривой or 20 до 42оС Тем,пературу реакционной массы поддерживают

103 4 путем подачи в рубашку ацетилятора хладагента. После окончания процесса ацетилирования в этот же аппарат загружают

1350 л умягченной воды, 87 кг 96%-ной серной кислоты и перемешивают в течение

l 5 ч при 42-50 С до превращения не-прореагировавшего уксусного ангидрида в уксусную кислоту. Разбавле|:ный раствор (сироп) триацетата целлюлозы перекачивают в высадитель, в которьй через специальное устройство постепенно подают в течение часа 350 кг острого водяного пара, нагревая массу до 80 С. Во время нагревания реакционной массы происходят одновременно процессы гидролиза и отгонки метиленхлорида в течение 9 ч.

В оставшуюся после отгонки метиленхлорида реакционную массу подают 16 м

5%-ного водного раствора уксусной кислоты и проводят процесс высаждения продукта в течение 2 ч. Высажденный вторичный ацетат целлюлозы промывают и сушат.

Качественные показатели изложены в таблице (см. образцы 1-4).

Пример 2. Вторичный ацетат целлюлозы получают как в примере 1, за исключением того что после окончания процесса ацетилирования в ацетилятор загружают 1000 л умягченной воды.

После передавливания массы в высадитель в него подают 700 кг острого водяного пара в течение 50 мин, нагревая массу до 100 С. Процессы гидролиза и отгонки метиленхлорида проводят в течение 5 ч. Качественные показатели изложены в таблице (образцы 3 и 4).

Пример 3. Вторичный ацетат целлюлозы получают как в примере 1, за исключением того что в ацетилятор загружают 1000 л умягченной -воды для превращения оставшегося уксусного ангидрида вуксусную кислоту,,а в высадитель для гидролиза вводят 350 кг острого водяного пара. Общее время гидролиэа и отгонки метиленхлорида составляет 11 ч.

Качественные показатели готового продукта изложены в таблице (см. образцы

5и 6).

Пример 4. (контрольный), Вторичный ацетат целлюлозы получают как в примере 3, за исключениеМ того,что вместо пара в высадитель вводят 350кг ! о конденсата, нагретого цо 80 С, и реакционную массу нагревают до 80ОС в течение 8 ч. Общее время гидролиза и отгонки метиленхлорида составляет

16,5 ч.

1 °

5 72

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

Пример 5 (контрольный). Моричный ацетат целлюлозы получают как в примере 2, эа исключением того,что s высадитель вместо пара вводят 700 кг конденсата, с температурой 80 С и реакционную массу нагревают до 80 С в течение 7 ч. Общее время гидролиэа и Отгонки метиленхлорид& составляет

15 ч.

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

Из таблицы видно, что в предлагаемом способе получения вторичных ацетатов целлюлозы введением острого водяного пара достигается значительная интенсификация процессов гидролиза и отгонки метиленхлорида благодаря хорошей проникающей способности пара.

Острый водяной пар практически одновременно вступает в реакцию с триацетатом целлюлозы, в результате чего происходит

6103 быстрое и равномерное омыление (гидролиз) ацетатных групп в гидроксильные, что способствует уменьшению структуры растворов, быстрее происходит отщепление сульфоэфирных групп, отрипательно влияющих на термостабильность ацетатов целлюлозы

Полученный по предлагаемому способу вторичный ацетат целлюлозы имеет луч10 шие качественные показатели (прозрачность, фильтруемость, удельную вязкость, вязкость концентрированных растворов и термостабильность), чем продукт полученный по известным способам. Кроме того, занятость высадитепьного аппарата . сокращается на 6-7 ч, что позволяет увеличить выпуск готового продукта на

20-25%. Использование предлагаемого изобретения позволяет также снизить аиергетические затраты благодаря общему уменьшению расхода теплоносителя и сократить расход умягченной воды за счет замены ее паром.

726103

/ о о о

Я а

O О

С0

O O о О О О.о

О гО O t c0

t C0

a) г- о ®

t ., „ г„

o o

o" o о о

t о о о

3 о а nJ

1 о (0 н

8

О о ф

А

5

Я

5 ц

»О

4 о о о о о Ч о о о o o

rn t0 o o to a о

И у

П Ф

Я ч

»» ф

Щ g

О а о

Ц

4 Ж а к о

0 о о о

lQ ,Я»-

С4 а

И

Гч g) а. о о

O О O 0 л о

tQ

Щ а

O O O о o o сО о о с1 л(0 t ф

0 0 0" 0 0

О О O o о J

O O

/»-

»/ Т»

iа o o сО г0

»- т »- и О (0 O

C0 t C0,0,0 CQ Co сг», » сг» Ф

О O О О О

Л Л C»t Я Я

О О О O О о о о о о г- г- г- г- г726103

Составитель T. Мартинская

Редактор А.МаковсхаяТекрецО,Андрейко Корректор F. Папп

Заказ 846/1 7 Тираж 549 Подписное

ЦНИИПИ Государственного . комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35 Раушская наб., д. 4/5

Фил иал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения вторичного ацетата целлюлозы этерификацией активированной целлюлоэы уксусным ангидридом: в среде метиленхлорида, обработкой умягченной водой до превращения непрореагировавшего уксусного ангидрида в соответ- ствующую кислоту и гидролизом до получения вторичного ацетата целлюлозы, 10 .отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества конечного продукта, гидролиз проводят острым водяным паром, взятым в количестве 10-20% от веса активнрованной целлюлозы.

Источники и нформации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Патент США No. 2775585, кп. 260-230, опублик. 1957.

2. Авторское свидетельство СССР

l4 367114, кл. С 08 B 3/06, 1969 (прототип) .