Способ получения ацетилцеллюлозы

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3I4763

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 14.V.1968 (Х 1241095/23-4) МПК С 08Ь 3, 06 с присоединением заявки ¹

Приоритет

" Ь п;

Комитет по делан изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 21ЛХ.1971. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 15Л1.1971

УДК 661.728.82.07(088.8) Авторы изобретения

М. Л. Молочников, В. Б. Коган, A. Д. Волков и Т. С. Кудрявцева;. =,,,„, 7 в

Заявитель

СПОСОБ ЙОЛУЧЕН14Я АЦЕТИЛЦЕЛЛК)ЛОЗЫ

Изобретение относится к способам получения эфиров целлюлозы, в частности к способу получения ацетатов целлюлозы.

Ацетаты целлюлозы получают по гомогенному и гетерогенному методам. Полученный продукт при ацетилировании в гетерогенной среде имеет более высокое качество. Способ получения ацетил целлюлозы в гетерогенной среде заключается в ацетилировании активированной целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии катализатора и разбавителя, не растворяющего триацетат целлюлозы. Благодаря применению последнего сохраняется волокнистая структура получаемого продукта.

Вещества, применяемые в качестве разбавителей, 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.

Разбавители 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 взаимодействие с у«сусным ангидридом, уксусной и хлорной кислотами и водой, препятствовать реакции ацетилирования, растворять диацетат и триацетат целлюлозы, растворяться в воде, давать азеотропа с уксусной кислотой или уксчсным ангидридом.

В промышленном масштабе в качестве разбавителя применяют бензол и четыреххлористы и угл ер од.

Бензол является «оммулятивным ядом. Предельно допустимая концентрация паров бензола в воздухе равна 0,02 л г/л.

Бензол образует азеотропную смесь с уксусной кислотой с т. кип. 80,05 С. Азеотропная смесь содержит 2 вес. уксусной кислоты и

10 98 вес. % бензола.

Остальным требованиям, предъявляемым к разбавителям, бензол вполне удовлетворяет.

Четыреххлористый углерод является весьма токсичным соединением; предельно допусти15 мая концентрация его паров в воздухе составляет 0,2 лтг/л.

Смесь четыреххлористого углерода, уксусной кислоты и у«сусного ангидрида вызывает очень сильную коррозию аппаратуры. Четы20 реххлористый углерод менее бензола пожарои взрывоопасен при той же вредности производства. Ацетилирующая смесь с четыреххлористым углеродом является более агрессивной в коррозионном OTHoUIpHIIH, чем ацетилирую25 щая смесь с бензолом. При промышленном их использовании создаются тяжелые условия труда и возникают значительные производственные затруднения: пожароопасность и взрывоопасность (бензол), сильная коррозия обо30 рудования (четыреххлористый углерод) . Это является одной из причин, препятствующих

314763

65 широкому развитию гетерогенного метода ацетилпрования.

С целью усовсршепстьования процесса I: качестве разбавителя используют диизопропиловый эфир.

Диацетат и триацетат не растворяются даже при кипячении в диизопропиловом эфире.

T. кип. эфира 68,47 C; о» хорошо смешивается с уксусной кислотой и уксусным ангидридом, растворяется в воде в количестве всего

0,63 вес. % при 20 С, образует азеотроп с водой (95,53 вес. % эфира) с т. кип. 62,2 С и Io физиологическому ействию 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.

B литературе нет сведений о наличии или отсутствии азеотропа в системе диизопропиловый эфир — уксусный àíгпдр11д — 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 регeIreрации и уменьшает токсичность производства.

Отсутствие азеотропа в системе при регенерации отработанных смесей позволяет полу1ать разбавитель, не содериащи11 уксусной кислоты, что приводит к снижению потерь уксусной кислоты па стадии промывок ацсгнлцелл1олозы от ацетилирующей смеси, ускореншо процесса промывки, увелпченшо производ1ггель11ости аппаратуры и умсньшсншо загрязнения сточных вод.

Получение ацетилцеллюлозы с использованием диизопропилового эфира в качестве разбавителя показано на примерах.

Пример 1. 5 г актпвированной хлопковой целлюлозы помещают в колбу с обратным холодильником и обрабатывают cìecüþ следующего состава в (г):

Уксусный ангидрид 120

Диизопропиловый эфир 30

Хлорная кислота 0,4

Температура ацетилирования 45 С, время ацетилирования 4 час 30 ërèê.

Ацетилцеллюлозу получают в и1де рыхлой волокнистой массы белого цвета, содержащей

62,5% связанной уксусной кислоты.

Удельная вязкость 0,40; раствор прозра: еч и бесцветен.

Пример 2. 10 г активпрованной хлопковой целлюлозы помещают в колбу с обратным холодильником и обрабатывают смесью следующего состава (в г):

Уксусш,ш ангидрид 196

Уксусная кислота 39

Диизопропиловый эфир 65

Хлорная кислота 0,8

Температура 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.

Пример 3. 5 г активированной хлопковой целлюлозы помещают в колбу с обратным холодильником и обрабатывают смесью следующего состава (в г):

Уксусный ангидрид 120

Дпизопропиловый эфир 3G

Хлорная кислота 0,35

Температура ацетилирования 48 С, время ацетилирования 5 час.

Получают ацетилцеллюлозу в виде рыхлой волокнистой массы белого цвета, содержащей

61,82 — 62,0% связанной уксусной кислоты.

Удельная вязкость 0,43 — 0,47; раствор про pa«eIr 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 уксусньш ангидрид во всех случаях расходуется на одну ч ту же реакцию незав11симо 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 невели«а. К тому же незначительное повышение затрат в связи с увеличением расхода хлорной кислоты во много раз перекрывается преимуществамп способа. Применение диизопропилового эфира в каrecTBe 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 затрат энергии.

Дпизопропиловый эфир не образует азеотропную смесь 1111 с одним из компонентов отработанной ацетилирующей смеси и поэтому мохкет быть выделен при ректификации практически в чистом виде.

Это обстоятельство должно привести к предотвращени1с потерь значительного количества

Уксусной кислоты и к искл1очению загрязнеш1я сточных вод.

Предмет изобретения

Способ получе:1ия ацетилцеллюлозы гетерогенным методом путем обработки активироВанной целлюлозы ацетилирующей смесью

314763

Составитель С. Котова

Редактор Н. Вирко

Корректор Е. В. Исакова

Техред 3. Н. Тараненко

Заказ 3168/14 Изд. № 1329 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений ч открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 в присутствии катализатора и разбавителя, отличающийся тем, что, с целью усовершенствования процесса, в качестве разбавителя применяют диизопропнловый эфир.