Способ получения вторичного ацетата целлюлозы

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскинСоциалистически нРеспубики(23) Приоритет Опубликовано 05,04.80. Битллетень 3% 13 но депам нэобретений н етнрытнй(зз) УДК 678.544, 43(088 8) Дата опубликования описания 10.04.80(72) Авторы изобретения В. И. Сидоров, Л. Н. Малышев, Р. Б.Иокопаев, Т. М. Кубаенко и Е, И. Мигадин Владимирский химический завод(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВТОРИЧНОГО АИЕТАТА ИЕЛЛЮЛОЗЫ 1Изобретение относится к получению сложных эфиров целлюлозы гомогенным способом.Известен способ получения ацетатов целлюлозы, согласно которому активированную целлюлозу этерифицируют уксусным ангидридом в среде метиленхлорида. Подученный раствор первичного ацетата целлюлозы (триацетата) обрабатывают водой до превращения непрореагировавшего уксусного ангидрида в соответствующую кислоту. Затем нейтрализуют катализатор, отгоняют метиленхлорид и триацетат целлюлозы подвергают гидролизу при 100-220 С до получения вторичногоо15 ацетата целлюлозы 1, фОднако известный способ многостадиен и требует специального громоздкого аппарата высокого давления, что является неэффективным и опасным с точки зрения техники безопасности, кроме того для нагрева громоздкого аппарата до 100 о220 С требуется много времени и энергозатрат. 2Наиболее близким к предлагаемому является способ получения вторичного ацетата целлюлозы, согласно которому активированную целлюлозу ацетилируют уксусным ангидридом в среде метиленхлорида в присутствии катализатора. Полученный раствор первичного ацетата целлюлозы (триацетата) обрабатывают умягченной водой до превращения непрс реагировавшего уксусного ангидрида в уксусную кислоту, Затем триацетат целлюлозы подвергают гидролизу при постепенном повышении температуры до 75-85 оС, одновременно отгоняя метиленхлорид. Для подогрева реакционной смеси в рубашку аппарата вводят теплоноситель. Общее время гидродиза и отгонки метиленхлорида (МХ) в производственных условиях составляет 16 - 18 ч (2,Недостатком способа является длительность процессов гидролиза триацетата целлюлозы и отгонки метиленхлорида, Умягченная вода, используемая для гидро- лиза, содержит достаточное количество3 7катионов железа и кальция, которые,соединяясь с кврбоксильными группамиацетвтв целлюлозы, способствуют образованию мостичных межмолакулярныхсвязей и являются одной из причин возникновения стойких нвдмолекулярныхструктур, приводящих к повышению вязкости концейтрированных растворов вцетата целлюлозы, в результате чего продукт получается с невысокими качественными показателями.Цель изобретения - интенсификацияспособа и повышение качества получаемого вторичного ацетата целлюлозы.указанная цель достигается тем, чтоспособ получения вторичного аиетатвцеллюлозы вкпючвет этерификацию акти-. вированной целлюлозы уксусным ангидридом в среде метиленхлорида, обработку полученного реакционного раствора умягченной водой до превращения непрореагировавшегс уксусного ангидрида в соответствующую кислоту и гидролиз триацетата цедлюлозыострым водяным паром, взятым в количестве 10-20% от веса вктивированной целлюлозы.Способ осуществляется следующим , образом.Древесную или хлопковую целлюлозу активируют ледяной уксусной кислотой, затем ацетилируют уксусным ангидридом в среде метиденхлорида в присутствии катализатора. Полученный в результате ацегилирования раствор первичного ацетата целлюлозы (триацетвта) обрабатывают умягченной водой до превращения непрореагировавшего уксусного ангидрида в уксусную кислоту. После этого в раствор триацетвта целлюлозы вводят острый во диной пар в количестве 10-20% от веса активированной целлюдозы и йроводят одновременно гидролиз до получения вто. ричного" ацетата целлюлозы и. отгонк.уметиленхлорида.П р и м е р 1. 3512 кг древесной целлюлозы, активированной ледяной уксусной кислотой, загружаюг в вцетидятор и заливают 3110 кг уксусного ангидрида, Содержимое перемешивают в течение 30 мин при 23 С. Затем в вцетидятор загружают вце 1 гидирующую смесь, состоящую из 4491 кг. уксусного ангидрида, 12559 кг метиденхлорида, 6,05 кг серной кислоты и 4 кг хлорной кислоты, и проводят процесс вцетилирования в течение 12 ч по температурной кривой юг 20 до 42 оС Тем,пературу реакционной массы поддерживают 26103 4 путем подачи в рубашку ацетилятора хлвдагента. После окончания процесса ацетилироввния в этот же аппарат загружают1350 л умягченной воды, 87 кг 96%-нойсерной кислоты и перемешивают в течение1,5 ч при 42-50 С до превращения но-.прореагировавшего уксусного ангидридав уксусную кислоту. Разбавленный раствор (сироп) тривцетата целлюлозы пере качивают в высадитель, в которьй черезспециальное устройство постепенно подакгв течение часа 350 кг острого водяногопара, нагревая массу до 80 С. Во время нагревания реакционной массы проис ходят одновременно процессы гидролиза иотгонки метиленхлорида в течение 9 ч.В оставшуюся после отгонки метиленхлорида реакционную массу подают 16 м5%-ного водного раствора уксусной кис лоты и проводят процесс высажденияпродукта в течение 2 ч. Бысажденныйвторичный вцэтат целлюлозы промываюти сушат.Качественные показатели изложены 25 в таблице (см. образцы 1-4).П р и м е р 2. Вторичный ацетвтцеллюлозы получают как в примере 1, заисключением того что после окончанияпроцесса ацетилирования в ацетилятор з 0 загружают 1000 л умягченной воды,После передавливания массы в высадитель в него подают 700 кг острого водяного пара в течение 50 мин, нагревая массу до 100 С. Процессы гидролиза з 5 и отгонки метиленхлорида проводят в течение 5 ч. Качественные показателиизложены в таблице (образцы 3 и 4).П р и м е р 3. Вторичный ацетат. целлюлозы получают квк в примере 1, за 40 исключением того что в ацетилятор загружают 1000 л умягченной воды для превращения оставшегося уксусного ангидридав уксусную кислоту, а в высадитель длягидролиза вводят 350 кг острого водя ного пара. Общее время гидролиэа и отгонки метиленхлорида составляет 11 ч.Качественные показатели готового продукта изложены в таблице (см. образцыБи 6).Я П р и м е р 4. (контрольный), Вторичный ацетат целлюлозы получают как впримере 3, за исключениеМ того,чтовместо пара в высадитель вводят 350 кг0конденсата, нагретого до 80 С, и реак ционную массу нагревают до 80 оС в течение 8 ч. Общее время гидролиза иотгонки метиденхлорцла составляет16,5 ч.572Качественные показатели изложеныв таблице (см. образец 12),П р и м е р 5 (контропьный). Моричный ацетат целлюлозы получают как впримере 2, эа исключением того,что ввысадитель вместо пара вводят 700 кгконденсата, с температурой 80 С иреакционную массу нагревают до 80 Св течение 7 ч. Общее время гидропиэаи отгонки метилецхлорида составляет15 ч,Качественные показатели продуктаизложены в таблице (см. образец 13).Из таблицы видно, что в предлагаемом способе получения вторичных ацетатов целлюлозы введением острого водяного пара достигается значительная интенсификация процессов гидролиза иотгонки метиленхлорида благодаря хорошей проникающей способности пара.Острый водяной пар практически одновременно вступает в реакцию с триацетатомцеллюлозы, в результате чего происходит 6103 6быстрое й равномерное омыление (гидролиз) ацетатных групп в гидроксильные,что способствует уменьшению структурырастворов, быстрее происходит отщепление сульфоэфирных групп, отрипательновлияющих на термостабильность ацетатовцеллюлозы.Полученный по предлагаемому способувторичный ацетат целлюлозы имеет луч шие качественные показатели (прозрачность, фильтруемость, удельную вязкость,вязкость концентрированных растворови термостабильность), чем продукт,. полученный по известным способам. Крометого, занятость высадитепьного аппарата. сокращается на 6-7 ч, что позволяетувеличить выпуск готового продукта на20-28%. Использование предлагаемогоизобретения позволяет также снизить 20 аиергетические затраты благодаря общему уменьшению расхода теплоносителяи сократить расход умягченной воды засчет замены ее паром.726103 12 Составитель Т. МартинскаяРедактор А,МаковсхаяТередО,Андрейко Корректор Е. Папп Заказ 846/17 Тираж 549 ПодписноеЦНИИПИ государственного . комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Формула изобретения Способ получения вторичного ацетатацеллюлозы этерификацией активированной целлюлозы уксусным ангидридом: в среде метиленхлорида, обработкой умягченной водой до превращения непрореагировавшего уксусного ангидрида в соответ- ствующую кислоту и гидролизом до получения вторичного ацетата целлюлозы,о ,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса и повыщения качества конечного продукта,гидролиз проводят острым водяным паром, взятым в количестве 10-20% отвеса активнрованной целлюлозы. Источники и нформапии,принятые во внимание при экспертизе1 Патент США % 2775585,кп, 260-230 опублик. 1957.2, Авторское свидетельство СССРМц 367114, кл. С 08 В 3/06, 1969