Способ получения карбоксиметилцеллюлозы

(71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.М.Губкина(56) Авторское свидетельство СССР У 333842, кл. С 08 В 11/12, 1982.Авторское свидетельство СССР В 087526, кл. С 08 В 11/12, 1981. (54)(57) 1.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЦЛОЗЫ мерсеризацией целлюлозы раствором. едкого натра с последующим отжимом, измельчением, 0 -алкилированием монохлорацетатом натрия в присутствии модифицирую щей добавки, о.т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью сокращения расхода монохлорацетата натрия и получения быстрорастворимого в воде целевого продукта, в качестве модифи-, цирующей добавки используют суль 4 ыт или тиосульфат натрия, и о -апкилирование проводят при соотношении монохлорацетат натрия - сульфит или тиосульфат натрия 1:0,05-1,00.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что мерсернзацию проводят в присутствии сульфита или ф тиосульфата натрия при содержании в растворе едкого натра 150-350 г/л, сульфига или тиосульфата натрия 100- ( 400 г/л.ИИзобретение относится к получению простых эФиров целлюлозы, в частности карбоксиметияцеллюлоэы (К%),имеющей широкое применение в нефтедобывающей, газовой и геолого-разведочной промышленности при бурениинефтяных и газовых скважин, в производстве синтетических моющих. средств, горно-химической, горнообогатительной, текстильной строительной и других отраслях промышленности.Цель изобретения - сюкращение расхода монохлорацетата натрия, иполучение быстрорастворимого в воде целевого продукта,Согласно предлагаемому способудревесную целлюлозу обрабатываютлибо щелочным раствором, содержащим 100-400 г/л сульфита или тиосульфата натрия и 150-350 г/л едкого натра, отжимают до 2,6-3,6-кратной массы по отношению к массе исходной целлюлозы и смешивают с о-алкилирующим реагентом при соотношении целлюлоза: монохлорацетат натрия 1:0,8-1,8, либо щелочную целлюлозу получают любым известным методом и дальше ее обрабатывают монохлорацетатом натрия при указанном соотношении.П р и м е р 1 (прототи). 500 гдревесной целлюлозь 1 обрабатывают9 л щелочного раствоРа кубовой жидкости, содержащего 250 г/л солей(130 г/л хлористого натрия, 50 г/лгликолята натрия и 30 г/л ацетатов, карбонатов и других солей) и300 г/л едкого натра при 20 С втечение 30 мин, далее щелочную целлюлозу отжимают до 2,8-кратноймассы.по отношению к массе цсходной целлюлозы, измельчают в течение90 мин. Измельченную щелочную целлюлозу, имеющую состав, : целлюлоза 33; едкий натр 15; соли 7,0;вода 44, смешивают в течение 60 минс 603 г монохлорацетата натрия,что соответствует соотношению целлюлоза:монохлорацетат натрия 1:1 6 идалее выдерживают 2,0 ч при 80 Сдля завершения реакции о-алкилирования.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 88,1Содержание основного вещества,й 53,0Растворимость,7. 97,8Скорость растворения, ч 6,5Эффективность5 реакции о-алкилирования, % 52,0П р и м е р 2 (прототип), 500 гцеллюлозы обрабатывают 9,0 л водного раствора едкого натра концент О рации 250 г/л, отжимают до степени отжима 2,8, после чего щелочную целлюлозу измельчают в измельчителе в течение 60 мин, Измельченную щелочную целлюлозу, имеющую 15 следующий состав,%: Ж -целлюлоза32,4; едкий катр 16,9; вода 50,71смешивают с 555 г монохлорацетатанатрия, что соответствует соотношению целлюлоза: монохлорацетат нат рия 1:1,7 и 165 г кубового остаткастадии очистки карбоксиметилцеллюлозы и далее выдерживают 2,0 ч прио80 С до завершения реакции о-алкилирования.25 Полученный продукт имеет следуюе показатели:Степень замещения .87,91Содержание основного вещества,.30 РастворимостьСкорость растворе 7,0Эффективность реакции о-алкилирования,52,9 98,0 51,7 П р и м е р 3. 500 г древеснойцеллюлозы обрабатывают 9 л целлюлоз-.ного раствора сульфита натрия, со держащего 400 г/л сульфита натрияи 350 г/л едкого натрия при 20 С втечение 30 мин. По окончании обработки щелочную целлюлозу отжимают достепени отжима 2,8 и измельчают в 45 течение 60 мин. Измельченную щелочную целлюлозу, имеющую состав,:целлюлоза 34,2 , едкий натр 16,9;сульфит натрия 12,8; вода 36,1, смешивают в течение 60 мин с 551 г мо нохлорацетата натрия, что соответствует соотношению 06 -целлюлоза:монохлорацетат натрия, равном 1:1,6,и соотношению монохлорацетат натрия:сульфит натрия, равном 1:0,32, выдерживают при 80 С в течение 2 ч исушат.Полученный продукт имеет следующиепоказатели:3,5 55,1 99,8 56,7 99,6 Степень замещения 86,6Содержание основного вещества, % 54,0Растворимость,7 99,8Скорость растворения, чЭффективность реакции о-алкилирования, 7 54,1П р и м е р 4. То же, что в примере 3, но применяют тиосульфат натрия.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 87,2Содержание основного вещества, %Растворимость, 7.Скорость растворения, ч 3,0Эффективность реакциио-алкилирования,% 54,5П р и м е р 5, 500 г древесной Целлюлозы обрабатывают 9 л щелочного раствора сульфита натрия, содержащего 200 г/л сульфита натрия ио 250 г/л едкого натра при 20 С в течение 30 мин, далее отжимают до 2,7-кратной массы по отношению к массе исходной целлюлозы и измельчают в течение 60 мин. Измельченную щелочную целлюлозу, имеющую состав,.: целлюлоза 33,2; едкий катр 16,1; сульфит натрия 6,3; вода 44,4, смешивают в течение 60 мин с 516 г монохлорацетата натрия, что соответствует соотношению с 6 -целлюлоза: монохлорацетат натрия, равном 1: 1,6, и соотношению монохлорацетат натрия:сульфит натрия, равном 1:0,16, выдероживают при 80 С в течение 2 ч и су- , шат.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень. замещения 88,0Содержание основного вещества,Растворимость, ХСкорость растворения, ч 3,5Эффективность реакции о-алкилирования,55,0П р и м е р 6. То же, что пример 5, но применяют тиосульфат натрия.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 88,6Содержание основного вещества,й 57,161,4 99,8 72 4,0 40П р и м е р 9. 500 г древеснойцеллюлозы обрабатывают 9,0 л водного раствора едкого натра с концентрацией 250 г/л. По окончании 45обработки щелочную целлюлозу отжимают до степени отжима 2,8 и измельчают в течение 60 мин. Измельченную щелочную целлюлозу, имеющую состав,%: целлюлоза 32,4; едкий натр 16,9; вода 48,7, смешивают в течение 60 мин с 522 г монохлорацетата натрия, что соответствуетсоотношению а -целлюлоза: монохлорацетат натрия, равном 1:1,6,и 156 г сульфита натрия, что соответствует соотношению: монохлорацетат натрия: сульфит натрия, равном1:0,3, далее выдерживают при 80 Св течение 2 ч и сушат. Растворимость,7Скорость растворения,ч 3,0Эффективность реак 5 ции о-алкилирования,55,5П р и м е р 7. То же, что пример 3,но применяют щелочной раствор сульфита натрия, содержащий 100 г/л 1 О сульфита натрия и 50 г/л едкогонатра.Добавляют 380 г монохлорацетатанатрия, что соответствует м -целлюлоза:монохлорацетат натрия, равном 1:1,2, и соотношению монохлорацетат натрия: сульфит натрия, равном1:0,33.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 71Содержание основного вещества,7Растворимость,Скорость растворе 25 нияф ч 4,0.Эффективность реакциио-алкилирования,7 59,2П р и м е р 8. То же, что пример 7,но применяют тиосульфат натрия.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещенияСодержание основного вещества,% 61,8Растворимость,99,7 35 Скорость растворения, чЭффективность реакции о-алкилирования,59,055,1 99,1 4,5 П р и м е р 12 . То же, что пример 9, но используют тиосульфат натрияПолученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 87Содержание основного вещества,7 55,8Растворимость% 99,4Скорость растворения, ч 3,0 чЭффективность реакции о-алкилирования,% 54,4П р и м е р 13. То же, что пример 9, но используют 26,1 г сульфита натрия, что соответствует со 5 12Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 88Содержание основного вещества,7.Растворимость,7Скорость растворения, ч 3,0Эффективность реакции о-алкилирования,% 55П р и м е р 10, То же, что пример 5, но щелочную целлюлозу обрабатывают монохлорацетатом натрия в количестве 258 г, что соот- ветствует соотношению монохлорацетат натрия: К -целлюлоза, равном 0,8-1,0.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 52Содержание основного вещества,7 61,8Растворимость,% 99,1Скорость растворения, чЭффективностьреакции о-алкилированияю 65П р и м е р 11, То же, что пример 10,но используют тиосульфат натрия.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 54Содержание основноговещества, 7. 62,4Растворимость, % 99,3Скорость растворения, ч 5,0Эффективность реакциио-алкилирования, % б 7,557, 98,2 92 П р и м е р 15. То же, что пример 3, но используют тиосульфат 30натрия.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 89,0Содержание основноговещества, % 58,4Растворимость,7 98,9Скорость растворения, чЭффективность реак 40ции о-апкилирования, % 55,6П р и м е р 16 То же, что пример 14, но используют тиосульфатнатрия,45 , Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 93Содержание основноговещества, %0 Растворимость, %Скорость растворения, ч 3,0/Эффективность реакциио-алкилирования,7. 35 3,0 51,6 99,9 58,0 П р и м е р 17, То же, что пример 9, но щелочную целлюлозу обрабатывают монохлорацетатом натрия в 08040 ьотношению монохлорацетат натрия:суль. Фит натрия, равном 1:0,05.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 87,5Содержание основного вещества.%Растворимость,7.Скорость раствореО ния, 3,5 чЭффективность реакции о-алкилирования 54,7П р и м е р 14. То же, что пример 9, но используют 52 г сульфита 5 натрия, что соответствует соотношению монохлорацетат натрия: сульфит натрия, равном 1:.Полученный продукт имеет спедующие показатели20 Степень замещенияСодержание основноно вещества,% 50,8Растворимость,7 99,9Скорость растворе 25 ни я, ч 3,0Эффективность реакциио-алкилирования,7 57,61208040 количестве 261 г, что соответствуетсоотношению монохлорацетат натрия:М"целлюлоза, равном 0,6:1,64,6 98,2 72,Составитель Т.Мартинская Редактор Н. Киштулинец Техред О,Ващишина Корректор М.МаксиьишинецЗаказ 175/32 Тир ж 471 ВБ 1 ИПИ Государственного комитете СССР по делам изобретений и открытий 113035Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное . Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 53 Содержание основноговещества,й 64,6 Растворимость, Й 98,2 Скорость растворения,ч 4,5 Эффективность реакциио-апкилирования, Х 72,5 П р и м е р 18. Тоже,что пример17, ноиспользуют тиосульфатнатрия.Полученный продукт имеет следующие показатели:Степень замещения 58Содержание основноговещества, ХРастворимость, 3Скорость растворе-.: 10 4,0Эффективность реакции о-алкилирования, Е