Способ получения ацетилцеллюлозы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 314763 Союз Советских Социалистических Республиктельства1241095/23-4) Зависимое от авт. свид Заявлено 14,тт/,1968 (Х Ь 3,0 1 П с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 21 ЛХ.1971. Бюллетень28 Комитет по делан изобретений и открытий при Совете 1 т 1 инистров СССР1.728,82.07(088.8 Дата опубликования тсания 15.Х 1.1971 у рявце 1 ва;.,":мл-.,Ыт Ь вите ОСО Б П ОЛ Уч ЕН 14 Я ЛЮЛО 2 об ф смесь с уксусАзеотропнаянои кисчоты и Авторыизобретения М. Л. Молочников, В. Б, Коган,Из ретение относится к способам получения э иров целлюлозы, в частности к способу получения ацетатов целлюлозы.Ацетаты целлюлозы получают по гомогенному и гетерогенному методам, Полученный 5 продукт при ацетилировании в гетерогенной среде имеет более высокое качество. Способ получения ацетил целлюлозы в гетерогенной среде заключается в ацетилировании активированной целлюлозы уксусным ангидридом 10 в присутствии катализатора и разбавителя, не растворяющего триацетат целлюлозы. Благодаря применению последнего сохраняется волокнистая структура получаемого продукта. Вещества, применяемые в качестве разбави телей, должны удовлетворять целому ряду требований. Они должны быть по возможности нетоксичны, пожаро- и взрывобезопа сны, дешевы и доступны, а также не должны вызывать значительной коррозии оборудования, 20Разбавители должны хорошо растворяться в смеси уксусного ангидрида и уксусной кислоты, быть термически стойкими при отгонке с водяным паром при ректификации, Кроме того, они не должны вступать в химическое 25 взаимодействие с усусным ангидридом, уксусной и хлорной кислотами и водой, препятствовать реакции ацетилирования, растворять диацетат и триацетат целлюлозы, растворяться в воде, давать азеотропа с уксусной кисло- ЗО той или уксчсным ангидридом. В промышленном масштабе в качестве разбавителя применяют бензол и четыреххлористый углерод.Бензол является оммулятивным ядом. Предельно допустимая концентрация паров бензола в воздухе равна 0,02 лг/л.Бензол образует азеотропнуюной кислотой с т, кип, 80,05 С,смесь содержит 2 вес, % уксус98 вес. % бензола.Остальным требованиям, предъявляемым к разбавителям, бензол вполне удовлетворяет.Четыреххлористый углерод является весьма токсичным соединением; предельно допустимая концентрация его паров в воздухе составляет 0,2 лтг/л.Смесь четыреххлористого углерода, уксусной кислоты и усусного ангидрида вызывает очень сильную коррозию аппаратуры. Четыреххлористый углерод менее бензола пожаро- и взрывоопасен прн той же вредности производства. Ацетилирующая смесь с четыреххлористым углеродом является более агрессивной в коррозионном отношении, чем ацетилирующая смесь с бензолом. При промышленном их использовании создаются тяжелые условия труда и возникают значительные производственные затруднения: пожароопасность и взрывоопасность (бензол), сильная коррозия оборудования (четыреххлористый углерод). Это является одной из причин, препятствующих510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 широкому развитию гетерогенного метода ацетилпрования.С целью усовершенствования процесса в качестве разбавителя используют диизопропиловый эфир.Диацетат и триацетат не растворяются даже при кипячении в диизопропиловом эфире.Т. кип. эфира 68,47 С; он хорошо смешивается с уксусной кислотой и уксусным ангидридом, растворяется в воде в количестве всего 0,63 вес. о при 20 С, образует азеотроп с водой (95,53 вес, % эфира) с т. кип, 62,2 С и по физиологическому ействшо аналогичен диэтиловому эфиру, Предельно допустимая концентрация паров диизопропилового эфира во много раз выше, чем паров бензола и четыреххлористсго углерода, Температура воспламенения диизопропилового эфира 7,8 С,В литературе нет сведений о наличии или отсутствии азеотропа в системе диизопропиловый эфир - уксусны й ангидрид - уксусная кислота.Проведенное на лабораторной ректификацпонной колонке разделение указанной смеси доказывает отсутствие азеотропа.Коэффициенты относительной летучести диизопропилового эфира и уксусной кислоты и диизопропилового эфира и уксусного ангидрида во всей области концентраций значительно превосходят соответствующие коэффициенты относительной летучести с бепзолом.Таким образом, применение диизопропплоного эфира обеспечивает улучшение условии разделения отработанных смесей при регенерации и уменьшает токсичность производства.Отсутствие азеотропа в системе при регенерации отработанных смесей позволяет получать разбавитель, не содеркащий уксусной кислоты, что приводит к сниженшо потерь уксусной кислоты на стадии промывок ацстилцеллюлозы от ацетилирующей смеси, ускореншо процесса промывки, увеличеншо производительности аппаратуры и умсньшсншо загрязпсниясточных вод.Получение ацетилцеллюлозы с использованием диизопропилового эфира в качестве разбавителя показано на примерах.П р и м е р 1, 5 г актпвированной хлопковой целлюлозы помещают в колбу с обратным холодильником и обрабатывают смесью следующего состава в (г):Уксусный ангидрид 120 Диизопропиловый эфир 30 Хлорная кислота 0,4 Температура ацетилирования 45 С, время ацетилирования 4 час 30 лик.Ацетилцеллюлозу получают в виде рыхлой волокнистой массы белого цвета, содержащей 62,5% связанной уксусной кислоты.Удельная вязкость 0,40; раствор прозра: еч и бесцветен.П р и м е р 2. 10 г активпрованной хлопковой целлюлозы помещают в колбу с обратным холодильником и обрабатывают смесью следующего состава (в г): УксусньШ ангидрид 196 Уксусная кислота 39 Диизопропиловый эфир 65 Хлорная кислота 0,8Температура ацетилирования 50 С, время ацетилирования 4 час, Получают ацетилцеллюлозу в виде рыхлой волокнистой массы белого цвета, содержащей 62,0 - 62,2% связанной уксусной кислоты.Удельная вязкость 0,42 - 0,44; раствор прозрачен и бесцветен.П р и м е р 3. 5 г активированной хлопковой целлюлозы помещают в колбу с обратным холодильником и обрабатывают смесью следующего состава (в г);У ксусный ангидрид 120 Дпизопропиловый эфир 30 Хлорная кислота 0,35Температура ацетилирования 48 С, время ацетилирования 5 час.Получают ацетилцеллюлозу в виде рыхлой волокнистой массы белого цвета, содержащей 61,82 - 62,0 ОО связапной уксусной кислоты.Удельная вязкость 0,43 - 0,47; раствор прозрачен и бесцветен.При применении диизопропилового эфира в качестве разбавителя увеличение содержания уксусного ангидрида в ацетилирующей смеси не влечет за собой увеличения его расхода, так как уксусный ангидрид во всех случаях расходуется на одну ч ту же реакцию независимо от вида разбавителя и после регенерации отработан "ой ацетилирующей смеси полностью возвращается в процесс.Увеличение расхода хлорной кислоты практически не сказывается на экономике процесса, так как ее расход мал и стоимость невелика, К тому же незначительное повышение затрат в связи с увеличением расхода хлорной кислоты во много раз перекрывается преимуществамп способа. Применение диизопропилового эфира в качестве разбавителя выгодно вследствие более высокой относительной летучести диизопропилового эфира по сравнению с другими компонентами отработанной ацетилирующей смеси. Для выделения эфира из этой смеси можно использовать более компактные и дешевые ректификационные колонны и установки, требующие меньших затратэнер пикДпизопропиловый эфир не образует азеотропную смесь и с одним из компонентов отработанной ацетилирующей смеси и поэтому может быть выделен при ректификации практически в чистом виде.Это обстоятельство дол:кно привести к предотвращению потерь значительного количества хксуспОй кислоты и к исключению загрязнения сточных вод. Предмет изобретенияСпособ получения ацетилцеллюлозы гетерогенным методом путем обработки активированной целлюлозы ацетилирующей смесью314763 Составитель С, Котова Редактор Н. Вирко Корректор Е. В. Исакова Техред 3. Н. Тараненко Заказ 3168/14 Изд.1329 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений ч открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 в присутствии катализатора и разбавителя, отличающийся тем, что, с целью усовершенствования процесса, в качестве разбавителяприменяют диизопропнловый эфир.