Способ получения ацетата целлюлозы

 

Изобретение относится к способу получения ацетата целлюлозы, используемого для производства термостабильных и высокопрозрачных пластмасс, а также изделий из них, например очковых оправ, деталей к автомашинам и др Изобретение позволяет повысить эффективность стабилизации и светопропускание ацетата целлюлозы при од но в реме ином снижен ии загрязнения сточных вод Способ включает ацетилирование активированной целлюлозы, гидрочиз, нейтрализацию, отбелку, высаждение целевого продукта, его промывку и сушку В целевой продукт на стадии его сушки вводят стабилизатор - 0,8-1,8 мае ч трифенилфосфата, или 0,05-0,35 мае.ч 2-этилгексилдифенилфосфита или дидуодецилового эфира пентазритрилдифосфористой кислоты в расчете на 100 мае ч ацетата целлюлозы, при нагревании последнего до 80-100°С в течение 8-18 ч. 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (ВИ093НМ, li "- l--P.б! ; И

" =" .ПОТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4600804/05 (22) 03.10.88 (46) 23.11.91. Бюл. N. 43 (71) Владимирский химический институт (72) М.М, Генендер, Л.П. Юзбекова, Р,И.Фельдман, Л,С,Кукушкина, В.И,Манушин, Л.Н.Малышев, О.А.Фридман и B.В,Маловик (53) 677.464(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 840041, кл, С 08 В 3/06, 1979, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

\ (57) Изобретение относится к способу получения ацетата целлюлозы, используемого для производства термостабильных и высокопрозрачных пластмасс, а также изделий

Изобретение относится к способу получени ацетата целлюлозы, используемого для получения термостабильных и высокопрозрачных пластмасс, а также изделий из них, например очковых оправ, деталей к автомашинам и др.

Целью изобретения является повышение эффективности стабилизации и светопропускания ацетата целлюлозы при одновременном снижении загрязнения сточных вод, Пример 1, В аппарат с мешалкой и снабженный водяной рубашкой загружают

2546 кг хлопковой целлюлозы, содержащей

6% влаги и 940 r уксусной кислоты (98 -ной концентрации), нагретой до 115 С. Активацию проводят при перемешивании массы в течение 30 мин. Активи рованную целлюлозу перегружают в ацетилятор и обрабатывают

„, SU ÄÄ 1692987 А1 (st)s С 08 В 3/06, С 08 1 1/ l2, С 08 К 5 52 из них, например очковых оправ, деталей к автомашинам и др. Изобретение позволяет повысить эффективность стабилизации и светопропускание ацетата целлюлозы при одновременном снижении загрязнения сточных вод. Способ включает ацетилирование активированной целлюлозы, гидролиэ. нейтрализацию, отбелку, высаждение целевого продукта, его промывку и сушку. В целевой продукт на стадии его сушки вводят стабилизатор — 0,8-1,8 мас.ч, трифенилфосфата, или 0,05 — 0,35 мас,ч, 2-этилгексилдифенилфосфита или дидуодецилового эфира пентаэритрилдифосфористой кислоты B расчете на 100 мас.ч, ацетата целлюлозы, при нагревании последнего до 80-100 С в течение 8-18 ч. " табл.

4600 r уксусного ангидрида (97% концентрации) при 20 С в течение 30 мин.

Затем проводят постадийное ацетилирование целлюлозы. Для проведения первой стадии в ацетилятор загружают 4750 л

93%-ного метиленхлорида, 800 л 97%-ного уксусного ангидрида, 200 л 98 -ной уксусной кислоты и 1,5 л 94%-ной серной кислоты, Содержимое перемешивют 5 ч при начальной температуре 23 С. За счет экэотермической реакции гидратации уксусного ангидрида температура массы поднимается, Охлаждением аппарата максимальную температуру поддерживают не выше 45 С.

Когда температура снизится до 27 С, в ацетилятор подают вторую порцию ацетилирующей смеси, состоящую иэ 2500 л метиленхлорида, 975 л уксусного ангидрида и 1 л серной кислоты, и массу перемешива1692987 ют при 77 С в течение 1 ч, Третью стадию ацетилирования проводят путем добавления ацетилирующей смеси, содержащей

875 л уксусного ангидрида, 1800 л метиленхлорида, 1 л серной кислоты и 4 л ЗО;ь-ной хлорной кислоты и перемешивания при 27-, 50 — 42 С в течение 12 ч до завершения реак ции ацетилирования, определяемого визуально чистоте сиропа. Перемешивание реакционной массы продолжают до достижения вязкости сиропа 50 с. Полученный первичный ацетат (триацетат) целлюлозы подвергают гидролизу добавлением 2100 л умягченной воды и 30 л серной кислоты.

Гидролиз проводят под давлением 1,25 атм при 50 С в течение 3 ч, Затем сироп передавливают в высадитель и продолжают гидролиз при атмосферном давлении до водного числа 100 в течение 10 ч. Одновременно с гидролизом при атмосферном давлении производят частичную отгонку метиленхлорида. Для прекращения гидролиза нейтрализуют серную кислоту подачей в сироп 500 л 30 Д-ного водного раствора ацетата натрия и продолжают отгонку метиленхлорида в течение 6 ч, постепенно подогревая массу. При достижении 850С включают вакуум 400 MM рт,ст„продолжают отгонку метиленхлорида и одновременно проводят отбелку ацетата целлюлозы, Для этого в сироп вводят 1500 л умягченной во. ды и массу перемешивают 1 ч. Разбавленный сироп отбеливают при 80 С,, последовательно обрабатывая 120 л 5;ь-ного водного раствора перманганата калия в течение 15 мин и 2600 л 50;ь-ного водного раствора щавелевой кислоты в течение ЗО мин при 75 C. При постоянном перемешивании в сироп вводят 17 м умягченной воды в три порции (5+5+7 м ) и проводят высажз дение ацетата целлюлозы пои 60 С в те,-::ние 1,5 ч, Высажденный ацетат целлюлозы промывают умягченной водой при 20 С в течение 11 .ч.

Затем проводят три периодические промывки горячей (50 Ñ) умягченной водой, чередуя их с промывками холодной (200C) умягченной водой, Продолжительность ка>кдой промывки 1 ч. После этого ацетат целлюлозы обрабатывают 20 л 11,6ф-ного водного раствора ацетата магния и 200 л

0,12ф -ного водного раствора окиси кальция при 20 С в течение 1 ч.

Промытый ацетат целлюлозы отжимают на центрифуге до влажности 607; и перегружают в две сушилки по 4100 кг ацетата целлюлозы (абсолютно сухого 1634 кг — 100 мас.ч.), В каждую сушилку при работающей через дозатор мешалке. загружают 13,8 кг (0,8 мас.ч,) трифенилфосфата (ТФФ), включают обогрев и вакуум 300 мм рт,ст, и производят сушку ацетата целлюлозы при нагреве от 15 до 80 в течение 18 ч до остаточной влаги 1, 5 Пример 2. Ацетат целлюлозы получают аналогично примеру 1, эа исключением того, что промытый ацетат целлюлозы отжимают до влажности 50;4, в сушилку вводят

1,3 мас.ч. ТФФ, сушку проводят при нагре10 вании от 26 до 100 С в течение 12,3 ч.

Пример 3. Ацетат целлюлозы получают аналогично примеру 1, за исключением того, что ацетат целлюлозы отжимают до влажности 65 j, в сушилку вводят 1,8 мас.ч.

15 ТФФ; сушку проводят при нагревании от 20 до 90 С в течение 8 ч, Пример 4. Ацетат целлюлозы получают аналогично примеру 1, за исключением того, что вводят 0,05 мас.ч. 2-этилгексилди20 фенилфосфита (форстаб К-201), Пример 5. Ацетат целлюлозы получают аналогично примеру 1, за исключением. того, что вводят 0,20 мас.ч. форстаба К-201 и сушку проводят при нагревании от 26 до

25 100 С в течение 12 ч.

Пример 6. Ацетат целлюлозы получают аналогично. примеру 1, за исключением того, что вводят 0,35 мас.ч. форстаба К-201, сушку проводят при нагревании от 20 до

30 90 С в течение 8,2 ч.

Пример 7-9. Ацетат целлюлозы получают аналогично примерам 4 — 6 соответственно, эа исключением того, что вместо форстаба К-201 вводят дидуодециловый

35 эфир пентаэритрилдифосфористой кислоты (и е нтафос-Д).

Пример. ы 10-12 (по известному способу). Ацетат целлюлозы получают аналогично примеру 1, эа исключением того.

40 что после отбелки в сироп вводят ТФФ в количестве 6,3 и 4,2 мас,ч, соответственно.

При 50, 60 и 75 С соответственно реакционную массу перемешивают в течение 30 мин.

Затем ацетат целлюлозы высаждают, про45 мывают и сушат, как в примерах 1 — 3.

Пример ы 13 — 18 (контрольные), Ацетат целлюлозы получают аналогично примерам

1 — 9, за исключением того, что количество стабилизирующих веществ берут меньше и

50 больше заявляемых пределов.

Пример ы 19 — 21 (контрольные). Ацетат целлюлозы получают аналогично примерам

3,6 и 9, за исключением того, что ТФФ, форстаб K-201 и пентафос-Д вводят после суш55 ки.

Пример ы 22 — 24 (контрольные).Ацетат целлюлозы получают аналогично примерам

3,6 и 9, за исключением того, что ТФФ, форстаб -201 и пентафос-Д вводят в сироп после отбелки, т.е. как по известному способу, 1692987 но с уменьшенным количеством стабилизаторов.

Влагу, удаляемую из сушилок вакуум насосом по примерам 1 — 9 и 13 — 21, а также сточные воды после высаждения и промывок по всем примерам, анализируют на содержание токсичных веществ {фенола, эфира фосфористой кислоты) по действующим методикам. Если концентрация Фенола не превышает 4,6 г(м, а эфира фосфористой кислоты 0,3 г/и, сточные воды направляют на очистные сооружения для очистки, а если содержание их превышает укаэанные количества, то сточные воды не могут быть очищены до предельно допустимой концентрации (ПДК).

Числовые значения усовершенствованных технологических параметров, содержание токсичных веществ в сточных водах, а также качественные показатели ацетата целлюлозы приведены в таблице, Как видно из таблицы, предлагаемый способ (примеры 1 — 9) позволяет сократить процесс на 30 мин, а также расход ТФФ до

0,8-1,8 мас.ч., органического фосфита до

0,05 — 0,35 мас.ч. против. использования

ТФФ по известному способу 3-6 мас,ч. (примеры 10 — 12), и при уменьшенном расходе стабилизатора сохранить высокие качества ацетата целлюлозы (светопропускание и термостабильность), Высокое значение термостабильности характеризуется меньшим снижением удельной вязкости, после прогрева, 5 Кроме того, при анализе отсасываемой влаги иэ сушилки и сточных вод после промывки, наличие токсичных веществ не улавливается. Следовательно, по предлагаемому способу не потребуется

10 предварительной очистки сточных вод.

Формула изобретения

Способ получения ацетата целлюлозы, включающий ацетилирование активированной целлюлозы, гидролиз, нейтрализацию, 15 отбелку, высаждение целевого продукта, его промывку и сушку и стадию введения фосфорсодержащего стабилизатора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности стабилизации и светопропу20 скания ацетата целлюлозы при одновременном "íèæåíèè загрязнения сточных вод. в качестве стабилизатора используют 0,8 — 1,8 мас.ч. трифенилфосфата, или 0,05 — 0,35 мас.ч. 2-этилгексилдифенилфосфита, или

25 дидуодецилового эфира пентаэритрилдифосфористой кислоты в расчете на 100 мас.ч. ацетата целлюлозы и введение стабилизатора осуществляют одновременно с сушкой целевого продукта при нагревании

30 последнего до 80 — 100 С в течение 8 — 18 ч.

1692987

Cf0 в в в

1 X I З

QXÝ1 Са, ее»ее, u au ie, CO 00 М М

IA М\ еО ъО в

° cn а ъО

Ва Вв

Себ в» в м

Ф4

i в в

V р а

1 pl 0 ф

O t- O

2.сй с з

I o ct

1 I" X

1 ttr3cx

I 4.Э вс Ф

I 6

CO ОЪ

МЪ МЪ

X. с

Ф

Ф1 о

1-43 X

l >XX mXR

V Z VeIв в

СО е IA сеВ

l

СО CO м м

° в о о 00

ВеЪ

1

l iЗX

1 t1 Т X X: д в1 Х И ае О.С.

3 X ФВ 36

I Z ICC1 03 01

CO м

О в

ФеЪ а

СО м. е

О ъО м о

Г в о с»

0Ъ м

Св Ф

Ю

1 о

1 Р

1 IC в ФС

1 и и

X I»

X S

О 1I

Ф IC аи

1» ФФ

Ф л ФО в

C3 CC о. v

1 1» е р л л= IO

ФС

43 с е

lIOI0XX

1 I Ф Х

1 аб. Q Б в- v x î ct оо в-о !

or ou 0I

3 в| ! ч в

Ф

1

I

1 t 1 б 1 3

1 в

1 1 и ат

4! ФФ и X бб

IO 1 о л. а

Ф ф, xz :

В 1

Ф р.лфа

I CLXr О фе о

I c0uwv

-Ф в а

Себ в

СО СФЪ

В I 1

1 I I.1

I

z 8 р е й.

Х O. .! 1

1 Ф

1

С о

О О

1 о

МЪ М

lA ъо

О о себ

В в

1 1

1 б

3 В ; асв 1сии

ОЯ X

I Ф

Х Х 3. оуи р

1 ted% g

К Х Ф

I 6Ъ V IC с °

z е

О с о

z е

3 1

1 В

Q 1

zФс 3

1 1 1 в 1 1 вС

5 О а. л s

I IC3 Q Х в

CO себ

СО в °

Себ о о о о

CO e! 1 I о мъ ъо

СЧ С4 о

a o o

В l I

О IA ЪО

С4» cá о о о

° 0»

1 I о о сч с4

1 1

ФС а

1 Р S

1 С IC ФС

1 Ct Л%

13-в-и

Ю

ФО

1 еО

Феб

CO.

МЪ о

0Ъ

О сч о

CO

М\

С!

С0

М\

Р! X

1 раж ! S X осф

1 IC а

1 g

3 О

1 В

I Ф с

X в 01

Ф 3МЪ МЪ

О О

ln о

I0 б CJ

faS I0, 0ЪФО 6

I ф В и ф в- x? аис

О МЪ, ъО Фа.

3

I Ф ф 0Х

1 3- 1

Ф X И

I.ÂВ

I ф в а °

Ф В- ех

Ф и

1 ф

Ф Ф X а

1 1 I

3 lo

1 i6

В 3ио в а!в

l8м

1 а О МЪ о и м в ее °

1 О О О

I t 1

1 1 ф X

ЪО

l5 и в- ф

О X

М 00

° ar

° »» !

00 в

1 I 1 1 о 2 ъО и

z cX

X * Q и 3 ° ФФ

Ф 1- Х 033

ОИФС З

K g . 3

l .й

Q M

О PCC

Ф

В

Л о

1 .,9, vî М

O Cul ф

r s.a

С ЪЯ (Х IO р 36 >Й

У в- Ф

ОИИВС

Й

OC3X

Ьо й

Ф б. о

3- Ф 1.

3

3 1

1, Ct

1 03

1; ФС

В ..СCI

1 r X !

I m

1!Х 31,и X в о

1 3. Р

CC О

1, X Ф

1 I0 IQ

1 а

l 1» ф

1 Z l"

Ф v

U «S 9 ф»3

1 М (S в

1 X

1 з в ф

1 (В Ifl

il X ,:1 еС

IO ! I»

Н Q в X в S

3 !С

I

1

1

1

I в

1

I l

I

1

I б

4

t

li

If

3 !

:!

I

1

1

1

I 1

1 1

l

1

1 ь

1

I

C4 t СО СО М ФЦ

a a a aa a

-0 МЪ 0 ъо еО

CD СО 00 CO 00 СО CD

Фбъ cn t» л со

М М Ве\ ВеЪ М М в а в

О О О О О Ь

О Ю 03 ОЪ С О

Ф 0 0 М Ф" Ъ -Ф а в в в в а

o p o о о о о

I 1 В В 3 1 1 1 1

1 1 1 б 1 °

МЪ О МЪ о 03 м в ° в

1 Ф В О О О

МЪ ъо О 43 ъО ъО.

a IA o o o a

О О C4, МЪ а в в

Ом .о з а,ф О

1 z а вс М О

Сев С Ctz,CI Q Ct P 3 Z os ффс лъ*

Ер RCII-X

Ф.оих

Ф в- т

Л ki4 o 8и

О СЧ еЪ

1692987

0 > Lf> и\ м л л

О> л л

ГЧ м г м

С 4

Г м

CO 0> (Г> Н

1 1 о Э!

»4>

C 11 О Х

a C

1 C о э

al Z

I 03 fO (> Y

1 1 о I

1 C X I

I I N I

° 1 Z S Л 1

? 1 Э I- 1

° 1 X o а! Фо-п. а х

1 Y Г> K 1

1 Z

s m lx!

1

1 C

1 Э

1 I1 (O

1 CO

1 П> х о

1 C

1 Э

1 2

Х

1 Z

1 е

1 Ф

1 Iо

I Э

1 J ! f0

1 ЪС

1 ! !

I !

1

1 х

2 1

Ф Х

Ф о

Y и

S с

СЧ (г>

СО

С 4 (ГП

CD м

СГ> Л л г

О 3 о есо

m x а

v e {и

m о.

o z м >О м

o o

>О м м о о м

СЧ

С> л

Г.П о (.Г\ м

С>

СЧ (">

Э (5 с m ооэ

oàà с а({

--5

CD м

Cf (Ч

-T

С> о

-сг о ю

CO (Ч м т о о

З0 г>

fO I х э а

v tX е с> z

>о

S 1

f5 о

»

3O K э о а (-! — Ф

I

I

1

1

1

I

I !

I

1

1

e x

Х

I- Z о

sîа

J t- o о о m

{о (0

Э m

a }}- о о о с z

3О 1 о» а

Э Ф

Х * о

Х

Э

%. м

-т

1

Э

{о % о л а

Э fQ

=с z

Ф Э

Б о о m

O.,X с о

СО Х

ГЧ о (Г\

1 сЧ

Ю

LA м> о

Э

>Х lo о

>- с о о

X а х

Б

>Х {о о

}- с и о

S X а х

I а8

t о а в

s u в о с > в с о

z е

1 о х оъо

Z Э ах 9

S X Э

СО U Ф

s u е о о е

С> иъ о

1

1

1 (С

X I Э х a

З !.(О

» I

v (5

s а

3 Э с

Х

I e

G 1 }с}

Х 1

ll

lO 3 V и>! а

I- 1 С:>

И 1

1 1

X..! Э

X t

% } X

Э 1 Э

О 1 }1 !

I.

1

1

1

I

1

3

1

1

l !

t

1

I

3 — ——

У

Э

» S о х с4 с4 сЧ со со

С4 о

Y а э

»» и ю о

0п С ъ

I 1

С> Ю

СЧ СЧ о

СО

3 (41

fD О

03 СО

3 I о и>

С 4

o o

0. 01

I с> о сЧ с С с>

СЧ

X 1

la fQ

Ф (и

l- S

v c ю (г>

> о о

1

a s (о

l- (Q

{5 Iа о (.Э ! o

Ф

Г> X

X S с

l !

m cT.

l- 1 о

c= в

1 fO

1 Ф

I- >Х

I o

l Э

1 Я "./

I Э

I 03 И

I {Q

1 О> X 1 X

1 %cf

1 ф О о.

I X (О ! Г>?

1 X (t X Х

1 (О

1 {О U

1 t-m (ОЕ

И> м

Ю

С>

О \ м о

С> иъ о

L(> м

1 о

1 f

3 IO

t П> ! 1 и о а сч о

3 е У

М\ м

С> о

О> м

Ю 1

Ю

LA

Ю си о

СЧ I

1

I

1 4>

1 % 1 (О VN с о

СО та

X х о с с

Ф (О

t- e о с о е а

Х о v о

1t

1 .0! I" о о

l Х а

1 Ф а

1 Э

1 J

3 О

3 о л }ХЗ

С (О

z o (О

fQ >S

3-ms о ух

Y

B л и л

Х о—

»

{- lO и о э и (0 О

to

s u

Э с

v о

Э

1 о

I 1

1 t

1 s a

I a e

1 С= X м (Ч СЧ

v (Ч

1 1

I I

I I

1 3

1 1 1

1 Э I

1 (О

I l х

X Cf>

z X

I У Л I

1 Х L 1

u X

I Y I. о

1 I- Э 1

1 Cj; 1 (с о

1 X Ф I ! а 1

I П> (О I а

1 I- Ф 1

Z IЭ о

1 =Г Э 1

1 Х Б 1 о

I

a1»ФФ

z o еео, (o o»v

1 I- 1

1 .0 !

vXe I С

smoso

us î {-Оа

1 I о е оааm аС(Ф м

Lf> О Г л л л м

О =- Г

СО С> СО

О> >О О> м м

o o o

0> О> м м о o o

i 1 1 1

L(>

Г \ СЧ М

О О г л (D CD CO CO

O С> Ю

СП Сп О>

1 I 1 о о о (.4 с4

И> СГ> (П (:3 о о о о

I 1 I >О

LA ("\

1 1 Ю 1

СС>

I I l

О L(3 O о О сЧ си Ch Ю (Ч (Ч о

CD

>О I

f

CD 1

Ю 1 л

l

1 О I

СЧ I

Ю I

1 о

1 о

I !

1

Ф I

Э 1

Z I

Ф 1

1

01

Х 1

СО 1

00 1 ! 1 м 1

I 1 ип

LA 1

>О 1

Л 1

l 1

1 (С

S 1

Z I !

Г 1

С (Ф

LO 1 X

Э I

a I (I- 1 X

1 Ю

I Lf>

I

1 1о

C о

I S

1 Х

Г

l >Х о

I l

Г X а о в о

1

1 CQ о.

3 В (»

1 ч

1

> ° °

>и ! X

1 ! 3

1 Е

1

1 (5

1 С о

I Х

1 01

3 е

1 ЪС

I 0X с

3

1 Э

1 S

z

I tQ

1 У

1 е

1

1 S

I CL