Способ получения ацетатов целлюлозы

 

«„789525

Союз Советскик

Социалистических

Республик

-О П И С А Н И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительмое к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 21. 09 ° 78 (21) 2664508/23-05 с присоединением заявки Но(23) ПриоритетОпубликовамо 23.1230. бюллетень Йо 47

Датаопубликованияописания 25 12.80 (51)М. Кл.з

С 08 В 3/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 677 ° 464 (088. 8) И.. С. Степанян, П. A. Чаяоян, В. Н. Грнтаряй

Г. А. Нанташян, К. Л.яудоян н Г. Н. Хача рянЩ": oè-...,.

IV» "т. q т>> (72) Авторы изобретения

Ва - ->F-. 7НО (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛИЛОЗЫ

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

Известен способ получения ацетата S целлюлозы в среде уксусной кислоты в присутствии катализатора с последующей обработкой полученного полупродукта 1).

Недостатками способов являются !О большие потери частичек ацетилцеллюлозы, образование сточных вод,высокие энергетические затраты.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения ацетатов )5 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 промывают водой. После промывки проводят отжим, фильтрацию отжатой жидкос-25 ти, сушку и упаковку (2 ).

Недостаток известного способа образование сточных вод, большие потери целевых 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, отжима и фильтрации промывной жидкости и сушки целевого продукта, фильтраци>: осуществляют сначала при вакууме 200600 мм рт.ст. и затем продувкой воздухом при давлении 1,5-2 атм.

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

Ацетилцеллюлоэу 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 иэ полученной суспензии целлюлозы, что осуществляется ледяной уксусной кис789525

Режим продувания — 1,5-2 атм.

Операцию при вакууме или сжатом воздухе повторяют последовательно и непрерывно.

Пример 1. Древесную целлюлозу с вла>«ностьб 6Ъ в количестве 45

310 кг (для одной загрузки или одной операции) пода<от на диспергирование (активацию).Для активации используют 87-89Ъ-ную уксусную кислоту при 2537 С в количестве 18 м /операций.

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 85-120 м/ч.

Далее эту массу пода:от в малексер для ацетилирования. Туда х<е подают B ч 1200-1650 л уксусного агидрида для ацетилирования, а так»<е уксусную и серную кислоту в количестве 1150- 60

1550 л/ч. Серная кислота составляет до 4Ъ от веса сухой целл>олозы.

Температурный режим ацетилирования 23-66 С. Нагрузка на малексер

80-120 кВт. Модуль ванны 7-7,3. 65 лотой на фильтре перемешивания. Выходящую из фильтра целлюлозу подают в пресс. В процессе ацетилирования получается триацетат. В качестве катализатора используют серную кислоту. Для прекращения реакции ацетилирования используют 62-66Ъ-ную уксусную кислоту. Гидролизом получают частично омыленный продукт с заданным содержанием связанной уксусной кислоты. Сироп триацетата подают на высаждение для выделения из него ацетилцеллюлозы. Высаждение ацетилцеллюлозы происходит за счет понижения концентрации уксусной кислоты в маточном растворе до 23-36Ъ с добавлением уксусной кислоты. Ацетилцеллюлозу )5 промывают в триацетизонном промывателе. Целлюлоза поступает противотоком к промывной воде, из зон промывания отделяют 8-14Ъ-ную уксусну<о кислоту и пода>от в отделение высаждения, часть 23-36Ъ-ной кислоты подаются йа рекуперацию и часть — в отделение высаждения. Отмытая ацетилцеллюлоза поступает в пресс. Отжатую ацетилцеллюлозу с содержанием влаги 50-55Ъ подают на сушку, где высушивается паром (давление 4-7 атм) и горячим воздухом до влажности 3,5Ъ.

Отжатую промывную >«идкость иэ пресса подают на фильтрацию. Фильтрование происходит под вакуумом 200- 30

600 мм рт.ст. Затем через .слой полученного осадка продувают атмосферный или сжатый воздух и после удаления из фильтрующей поверхности этого слоя с содержанием влаги 10-25Ъ по- 35 да>от на сушку совместно с от>хатой ацетилцеллюлозой.

После образования ацетилцеллюлозы следует остановка процесса ацетилирования;

Для этого в малексер подают 12001400 л/ч 66Ъ-ной уксусной кислоты при 59-64 C. Далее идет гидролиз или омытение сиропа, затем высаждение и созревание ацетилцеллюлоэы. Для высаждения ацетилцеллюлоэы подают 30и 16Ъ-ную уксусную кислоту в количестве соответственно 5 и 10-16 м /ч при температуре сиропа 58-66"С, а маточного раствора — 30-45 С. Скорость вращения мешалки 140-150 об/мин.

После высаждения ацетилцеллюлозу промывают во вращающемся барабане <=o скоростью вращения 0,85-1,25 об/мин.

При этом расходуется 12-16 м /ч воды, которая с уксусной кислотой возвращается в технологический цикл.

Промытую ацетилцеллюлозу подают на процесс для удаления воды, после чего она с влажностью 50-55Ъ поступает в барабанную сушилку.

В сушилке она сушится до влах<ности 3,5Ъ. Расход пара на сушку 15002500 кг/ . Скорость вращения барабана 35 об/мин. Отжатую жидкость после процесса в количестве 26 м3/ч c содержанием 0,2Ъ ацетилцеллюлозы подают на фильтрацию под вакуумом

400 мм рт.ст.,эатем продувают атмосферным воздухом и полученный осадок дают на сушку. Содержание ацетилцеллюлозы в фильтре достигает нуля.

Фильтрат очищается до 98-100-. по ХПК. (Х,;К- количество кислорода, необходимое для окисления органических и неорганических соединений, находяо;ихся в одном литре воды, она характеризует степень загрязненности воды), Пример 2. Технология получения ацетилцеллюлозы аналогична примеру 1. до операции фильтрации. Отжатую жидкость после процесса в количестве

20 м >/ч.с содержанием О,ЗЪ 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 98-100Ъ по ХПК.

Пример 3. Технология получения ацетилцеллюлозы аналогична примеру 1 до операции фильтрации. От::<атую ><идкость после пр:сса в когичестве 30 м 3/ч с содержанием ацетилцеллюлозы 0,15Ъ 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

100Ъ. Степень очистки воды 98-100Ъ по ХПК.

Пример 4 (конт<рольный).Технология получения ацетилцеллюлозы аналогична технологии по примерам

789525

Выход целевого продукта,Ъ

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

97,0

Потери целевого продукта,Ъ

0,3 0,1

2,0 3,6

3,0

3,0

Наличие сточных вод

Есть Есть Есть Нет Нет Нет

Есть а)ацетилцеллюлоза,Ъ

0,2

0,2

3500 б)ХПК мг/л

4000

Влажность продукта после фильтрации,Ъ

50-55

Воэможность использования жидкости после фильтрации в качестве промывной воды

Нет

Нет

Качество полученного продукта

Ацетильное число,Ъ

53,7-54,9

53,7-54,9

53,7-54,9

0,46

53, 7-54, 9

О 46 О 45 О 46,45-0,47

Вязкость,сП . О

Зольность,Ъ

Кислотность,Ъ

0,07

0,02

0,07

0,04

Иизкомолекулярная фракция

6 6 6

6 6 6

Фильтруемость,г/см 6

1-3 до операции Фильтрации. От>хатую 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.

Пример 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 возду.ха).

Степень влажности осадка 50-70Ъ, Фильтруюций материал загрязняется и возникает необходимость частой промывки °

Пример 6 (контрольный).Технология получения ацетилцеллюлоэы аналогична технологии по примерам

1-3 до операции фильтрации. Отжатую жидкость подают на фильтрацию в фильтровальный аппарат(беэ вакуума и атмосферного или сжатого воздуха).

Ацетилцеллюлоза не регенерируется.

Степень ее регенерации О.

Производительность фильтра незна10 чительная.

Ацетилцеллюлозу с водой не возможно использовать.

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

0,1 0,2 О О О

2500 4500 80 50 100

70 70 11 25 21

Нет Нет Ла. Ла Ла

0,07 0,07 0,07 0,07 0,07

О, 02 О, 02 О, 0012 О, 0012 О, 0012

789525

Формула изобретения

Составитель Т. Мартинская

Редактор Н.Рогулич Техред Н.Граб Корректор В. Бутяга

Заказ 8974/26 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Йспользование предложенного способа в промышленности позволит увеличить выход целевого продукта на ЗЪ, испольэовать промывные воды в оборотном цикле, уменьшить энергетические расходы при сушке ацетилцеллюлозы.

Способ получения ацетатов целлюлозы активацией целлюлозы и последующих ацетилирования, омыления(промывки, отжима и фильтрации промывной жидкости и сушки целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и 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

1. Авторское свидетельство СССР

М 611904, кл. С 08 В 3/06, 1975.

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