Способ получения водорастворимых простых эфиров целлюлозы

. с присоединением заявкиГосударствавеЯ кавит Соввта Мнннстрое СССР аа диан нзасратаннй н еткрытнй(46) Дата опубликования оаисання 21,06,78(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПРОСТЫХ ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Изобретение относится к области получения простого эфира целлюлозы, в частности метилцеллюлозы, метилоксипропи целлюлозы, метилоксиэтилцелаопоэы и др уже применяемых в качестве связующих, клеющнх, эагущающих, эмульгирукь. щих и т. и. соединений в тестиа ной химической, нефтедобывающей, металлургической, лакокрасочной промышленности и других отраслях народного хозяйства.Известен способ получения метиппелпюлозы обработкой в автоклаве щелочной целлюлозы хлористым метнпом ипи смесью его с окисями алкиленв (напрнмер, пропиленв) при единовременной загрузке ком понентов Ив автоклаве с последующим нагревом смеси до 40-100 С и много кратной промывкой готового продукта горячей водой. Недостатком описанного способа получения влкнловых эфиров цел аолоы является образование большого количества сточных вод.Известен также способ получения метнаюлаопоэы или смешанных метилоксиалкиповых эфиров путем рецнрку ляпни р 5 увлажненного хлористого метила илисмеси его с окисями этиленаипропиленачерез массу щелочной целлюлозы,находящуюся в автоклава, причем, подпитка компонентов в цикл ведется непрерывно в йроцессе синтеза 2. В описанном процессе сырой продавит отмывают .горячей водой (80 100 ф) с выходомготового продукта 92-94% при большомрасходе воды на промывку, вследствиечего образуется большое количество сточных вод содержащих хиористый натрий,волокнистый материал и цз. примеси, эагряэняющие водоем. Готовый продуктимеет волокнистую структуру и содержитдо 2% нерастворимых примесей. С целью создания упрощенного процесса получения высокоочищающих водорастворимых эфиров целаолоэы и пиквид,1 цин сточных вод сырой продукт растворяют в 5-15 ком водном растворе хлористого натрия при 0 25 оС с получением 1- 5%-ного раствора, отделают от полученного раствора нерастворимую часть, высаждают эфир цеппюпозы нагреваниемраствора до 70-95 , отдепяют от раствора сопи, гранупируют, промывают исушат,Дпя получения 1-5%-ного раствораэфира целлюлозы сырой продукт раство 5ряют при 0-25 С в 5-15%-ном водномрастворе хлористого натрия, поступающего со стадии высаждения и промывкипростого эфира в копичестве 60-90% от1 Ообщего объема жидкой фазы, обращающегося в цикле..На чертеже приведена схема процесса,Простой эфир цеппюпозы получают известным способом, например путем взаимо 15действия предварительно меГсеризованнойцеллюлозы с апкипирующими агентами иписмесями их с оксиапкипирующими агентами в автокпаве 1, В качестве алкипируюшего агента используют, например,20хпористый метил, в качестве оксиапкипируюшего, агента,. например, окиси этилена,пропипена ипи бутипена. Сыройпродуктпоспе синтеза, содержащий 40-60% хлористого натрия, растворяют при 0-25 Св 5-.15%-ном водном растворе хлористого натрия, например, поступающем в аппарат 2 дпя растворения со стадии высаждения и промывки, Концентрация продукта в растворе составляет 1-5%. Из апЗОпарата дпя растворения раствор поступаетв сепаратор 3, где очищается от нерастворимой части (волокна цеппюлоэы, геди ии пр.), которые выбрасываются из сепаратора и поступают на сжигание. Очищенный раствор. продукта поступает в обогреваемый высадитепь 4, В высадитепе 4при 70-100 С происходит интенсивноевысаждение продукта, причем, бпагоприявное действие на попноту высаждения оказывает присутствующий в данном растворехпористый натрий. Образовавшаяся суспензия перекачивается в аппарат 5, где вэтих Же условиях происходит разделениежидкой н твердой фаз. Простой эфир цел пюпоэы выводится иэ аппарата с помощьюшнека 6, который обеспечивает. отжимжидкости иэ продукта; Влажный продукт,содержащий хпористый натрий, поступаетв гранупятор 7 и далее на отмывку отхлористого натрия в промывной аппарат8 (промьлитепь). Очищенный гранупированный продукт поступает на сушку иупаковку.Горячий водный раствор хиористогонатрия, отделенный от продукта, поступает иэ аппарата 5 в хоподипьник 9 и на-.правпяется, как указывалось выше, настадию растворения. При этом ие проиочески уносимого с этим раствором, т. к, отработанный раствор возвращается в цикп (т, е. на стадию растворения).Количество водного раствора хпористого натрия возвращаемого в цикл, составляет 60-90%, а 40-44% выводится из цикла дпя регенерации, Отработанный раствор, подлежащий регенерации, поступает в обогреваемый сепаратор 10, где он отделяется от части продукта. Регенерация производится путем дистилляции горячего раствора в испаритепе 11 с поспедуюшей его конденсацией. Горячий конденсат с температурой 95-100 С используется дпя отмывки продукта от хлористого натрия в промывном аппарате 8, где производится промывка при 95-100 С. С цепью экономии расхода воды реализовано противоточное движение продукта (воды и конденсата),.Затем вода, содержащая хпористый натрий и некоторое количество механически унесенного продукта, поступает в сепаратор 10, где смешивается с водным раствором хлористого натрия, возвращаемым в цикп и участвует в общем технопогическом цикпе. Отделенный продукт из сепаратора возвращается в гранупятор 7, дацее в промыватепь 8 и на сушку. Готовый продукт обладает способностью образовывать полностью прозрачные водные растворы, не содержащие посторонних включений (вопокон, загрязнений, гепеобразных частиц и др,)П р и м е р 1, В аппарат 1 загружают 2,3 кг щелочной целлюлозы, содержащей 0,89 кг цеплюпозы 0,73 кг шепочи и 0,68 кг воды, затем, подают 1,8 кг хлористого метила и ведут син тез нри 55-60 С в течение 6 ч при перемешивании.По окончании синтеза 3,09 кг щелочной метипцеппюпозы (состава, кг;1 метипцеппюлозы 1,06 хлористого натрия, 0,3 шепочи и 1 воды, вьггружают из автокпава 1 в аппарат 2 дпя растворения в 77 кг 5%-ного раствора хлористого натрия, который подают из аппарата 5 после отжима в нем предыдущей партии метипцеппюпозы. Кроме того, в аппарат 2 дополнительно добавляют 19,82 кг кг воды. Содержимое аппарата 2 при перемешивании охлаждают до 15 С и переводят метипцелпюпозу в 1%-ньй раствор. Затем раствор нейтралчзуют 0,09 кг 33%-ным раствором соляной кислоты. Нейтрализованный раствор метипцелпкьции его от примесей и волокон нерастворившейся цеплюпозы (ипи неполностью метипироввнной целлюлозы). Отде ленный остаток сжигают с утилизацией теппа, используемого дпя регенерации отработан 5 ных промывных вод, выведенных из сепаратора 3.Очищенный раствор метипцеппюпозы передают в высвдитепь 4, Высаждение о существпяют при перемешивании раствоо о ра и нагревании его до 90 С, Образовавшуюся горячую суспензию передают в аппарат 5, в котором поддерживают ату же температуру, продукт отжимают от жидкой среды (5%-ный раствор хлористого15 натрия) с помощью отжимного устройства (например, шнека) 20% от общего объема жидкой фазы из аппарата 5 поступает в аппарат дпя улавливания оставшихся частиц продукта, затем возврашвют в цикп (на промывку в аппарат 8), 80% от обшего объема жидкой фазы, используемой дпя растворения новой партии метипцепнюпозы из аппарата 5 через хоподипьник 9 передают в аппарат 2, 20% жидкой фазы иэ аппарата 5 подают в сепаратор 10 дпя упавпиввния частиц продукта, затем на узеп регенерации в испаритепь 11.Попученный в испаритепе 11 конденсат поступает в цикп аппарата 8 дпя промывки готового продукта, Метипцеппюпоэа иэ аппарата 5, проходя через гранупятор 7, поступает в аппарат 8 дпя отмывки от хлористого натрия. Промывиые воды иэ аппарата 8 поступают в сепаратор 10 с поспедуюшей регенерацией в аппарате 11,Выход готового продукте 96,5% по отношению к копичеству, поступившему из ввтокпава 1. Содержание эолы в го 40 товом продукте в расчете на хпористый натрий 0,12%. Растворимость в воде100%.П р и м е р 2, В автоклав 1 дпя . синтеза загружают 2,3 кг щелочной древесной цеппюпозы, подученной любым из-вестным способом, имеющей состав квк в примере 1, затем 1,8 кг хпористого метипа и 0,3 кг окиси пропиена, Синтез ведут в течение 6 ч при 2 ч 45 фС 50 (2 ч) и 65 С (4 ч) перемешивая реак ционную массу, По окончании синтеза 3,1 кг шепочной метнпокснпропипцеппюноэы состава кгпв 1,0 1 метипоксипропипцеппюпозы, 1,06 хпористого натрия, 55 0,03 щепочи и 1 воды, выгружается в аппарат 2, содержаший 15%-ный водный раствор хлористого натрия в койичестве 9 1,66 кг поступивший из аппарата метипоксипропипцелпюлоэы, 45, 18 кгводы, добавленной дополнительно, Содержимое аппарата 2 при перемешиванииохлаждают до+5 С и переводят метилоксипропипцеппюпоэу в раствор, концентрация которого составляет 1%. Оапеепроизводят операции, описанные в примере 1, со спедуюшими изменениями: количество раствора хнористого натрия,возвращаемое из аппарата 5 в аппарат2, составляет 96% от общего объема,на регенерацию иэ аппарата 8 передают1,5 кг 14%-ного раствора хлористогонатрия, Выход готового продукта 96,0%содержание эолы О, 15%, растворимостьв воде 100%,П р и м е р 3. В аппарате 1 загружают 11,5 кг щелочной цеппюлоэы, попученной известным способом, состава,кг.4,45 цепшопозы, 3,65 шелочи и 3,4воды, вводят в хоподипьник 9 кг хпориотого метила и 1,5 кг окиси пропипенаи ведут синтез метипоксипропилцеппюпозы способом, описанным в примере 2,По окончании синтеза 15,35 кг щелочной метипоксипропилцеппюпоэы состава,кг 5 метилоксипропипцеппюпозы, 5,3хпористого натрия, 5 воды и 0,15 щепочи выгружают в аппарат 2, содержащий58,3 кг 15%-ного раствора хпористого,натрии изацпарвта 5 и 25,9 кг водыдобавленной допопнитепьно. Дапее проводят операции, опичанные в примере 2, соспедуошими изменениями; дпя нейтрапизации в аппарат добавпяют 0,45.кг 33%ной сопяной кислоты иэ аппарата 5 ваппарат 2 возвращают 66% от общегообъема раствора хлористого натрия, растворение ведут при +10 С на регенерацию из аппарата 8 передают 7,5 кг 14%ного раствора хпористого натрия.Выход готового продукта 97,0%; содержание зопы 0,1%, растворимость вводе 100%.П р и м е р .4. Приучают шепочнуюметипоксйатяпцеплюпоэу способом, описанным в примере 3, заменив окись пропипена таким же копичеством окиси этипенаП р и м.е р 5, В ввтокпаве 1 проводят синтез метипоксипропинцевпопозысогпасно описанию в примере 2. Попученный продукт промывают известным способом, например, на центрифуге, водойс температурой 95 С до содержания зопы90.15%.Выход готового продукта составпвет95%, растворимость в воде 98%, Приатом образуется около 300 и сточныхвод, которые содержат хпористый натрийгаж 1 и птнмдси волокнистых ча(615088 0,12 96,5 0,10 97,0 0,10 97,0 0,15 300 тиц. Сточные веды указанного составаподлежат специальной регенерации, что значительно удорожает процесс. В противном случае сбрасывание сточных вод без регенерации загрязняет водный бассейн.Из отмытого от солей продукта готовят 1-5%-ный раствор в конденсате при 0-20 1 С, затем от раствора метилКак видно из таблииы и примеров,применение способа получения высокоочищеннык нростых эфиров целлюлозыло сравнение с существующими позволяетупростить суще:твувщую схему и ликвидировать сточные воды.Использование предложенного процессаполучеиия простых эфиров целлюлозы обеспечивает но сравнению с существующимиспособами саеичощие иреимущества,обеспеЬмже высокого выхода продуктаавщилааии й сточных вод и органн 33ческнк оччщюв, что позволит предотвра-тить загряеиеаия водоемовеконоьва расхода воды на промывкупродукта, его ириобретает большое зна46чевие а васесащее время, когда пересматривеовм нормы расхода воды дляцромыщлевимк нузщ в старону их значите Г"ьнОР 9 сокращения.уменьаэаае теплозатрвт благодаря45иоииочевщвстадии распылтельнойсуюан,Просвъв эфиры целлюлозы, полученные пэ щедиагаемому способу, обладают способностью образовывать полностььпроарачеае.водные растворы, что например, аиачительно уцучвит качестве.порчаемьк их них покрытий, также качвсще полимерных продуктов (например,ПОИИВИИИ 43 ХЛОРИДа)ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ИОввпользовании простых эфиров целлюлозы оксипропилцеллюлозы отделяют нерастворимую часть, например, на сепараторе, и очищенный раствор сушат на распылитель ной сушилке, Выход после очистки и раопыпительной сушки составляет 75%, растворимость 100%.Качественные показатели продукта приведены в таблице. в качестве эмульгаторов суспензионнойполимеризацин. ф о р м у л а и з о.б р е т е н и я 1. Способ получения водорастворимых простых эфиров целлюлозы алкилированием или оксиалкилнрованием щелочной целлюлозы с последукхпей обработкой полученного полу., продукта и выделением простого эфира целлюлозы о т л и ч а ю щ и Й с я тем что, с целью упрощения процесса и лнкви дации сточных:вод, обработку проводят 5 15% ным водным раствором хлористого натрия при ОС до получения 1-5% но го раствора полупродукта с последующим выделением простого эфира целлюлозы нагреванием раствора полупродукта до 70 95 С.2, Способ по и. 1, о т л и ч а аъщ и й с я тем, что 3-16 %-вый раствор хлористого натрия поступает со стадии выделения простого эфира целлюлозы. Источники информации, принятые вовнимание при экспертиэеф 1, Патент Англ М 1076869,СЗА, 1964.2. Авторское свидетельство %410030,С 08 В 11/20, 1974.Тираж 641 Поднисноеосударственного комитета Совета Министров ССпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж 35, Раушская набд. 4/5 1 Составитель Т, Мартинскаяктор Л. Новожилова Техред М. Борисова Корректор Е. Пал