ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гомогенные способы производства из "Производство эфиров целлюлозы" Гомогенный способ получения ТАЦ отличается от гетерогенного тем, что в состав реакционной смеси входит растворитель ТАЦ, в результате чего по окончании процесса ацетилирования образуется гомогенный раствор продукта в реакционной смеси, так называемый сироп. [c.47] Наиболее широкое применение в промышленности нашли такие растворители, как метиленхлорид и уксусная кислота. Основным катализатором в гомогенном процессе является серная кислота, но часто она используется совместно с хлорной. [c.47] В зависимости от природы растворителя изменяется аппаратурное оформление процесса. Преимущество гомогенного процесса по сравнению с гетерогенным в том, что можно использовать аппараты большой емкости, т. е. производительность его выше. Кроме того, только гомогенным способом можно получать промышленный диацетат. [c.47] В результате гомогенного процесса ацетилирования с катализатором серной кислотой невозможно получить полностью замещенный ТАЦ. Это объясняется образованием смешанных сульфоацетатов, сульфогруппы из которых удаляют способом частичного гидролиза, в результате чего конечный продукт всегда содержит некоторое количество гидроксильных групп. Кроме того, осуществить полное удаление сульфогрупп из ацетатов очень трудно, поэтому готовый продукт, содержащий даже следы этих групп, имеет пониженную термостойкость по сравнению с чистым ацетатом целлюлозы [44—46]. Для повышения термостойкости обычно проводится дополнительная операция стабилизации. Чаще всего это обработка водными растворами солей многовалентных металлов, таких, как магний, кальций или олово. [c.47] Основные недостатки этого способа — необходимость гидролиза не вступившего в реакцию уксусного ангидрида и регенерации больших количеств водной уксусной кислоты, а также многоаппаратность схемы. [c.47] Гомогенные процессы могут быть периодическими и непрерывными. [c.47] Процесс состоит из следующих операций активация целлю- лозы ацетилирование частичный гидролиз нейтрализация катализаторов отгонка метиленхлорида высаждение измельчение промывки сушка упаковка регенерация уксусной кислоты нейтрализация сточных вод. [c.47] Принципиальная схема процесса представлена на рис. 28. [c.47] Активация проводится при интенсивном перемешивании в течение 20—30 мин, после чего целлюлозу выгружают в бункер и затем в охлажденный ацетилятор. Для загрузки этого аппарата требуется две порции активированной целлюлозы. [c.48] Ацетилирование. Ацетилятор представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат, внутри которого на горизонтальном валу укреплена рамная мешалка. Аппарат имеет люки для загрузки целлюлозы и разгрузки сиропа. К нему подведены трубопроводы для подачи жидкостей, Ацетилятор снабжен мощными обратными холодильника.ми. [c.49] В ацетилятор с активированной целлюлозой поступает уксусный ангидрид для связывания влаги целлюлозы. Обработка ангидридом проводится при 19—25 °С. Температура обработки на этой и всех последующих стадиях ацетилирования устанавливается в зависимости от целевого назначения получаемого продукта для частично гидролизованного ТАЦ ближе к нижнему пределу, для диацетата — к верхнему. [c.49] Обработка ведется при непрерывном охлаждении. За счет экзотермичности реакции температура реакционной массы поднимается до 40—50 °С. На этой стадии в целлюлозе заканчивается замещение гидроксильных групп и триацетат целлюлозы начинает растворяться в реакционной смеси, образуя сначала густую массу — тесто . Одновременно протекает процесс деструкции молекул ацетилцеллюлозы и по мере снижения ее вязкости образуется прозрачный вязкий раствор — сироп. После образования сиропа температуру в аппарате снижают примерно на 10 °С и поддерживают такой до конца процесса. [c.49] На этой стадии процесс контролируют по чистоте поля сиропа, т. е. отсутствию в нем нерастворившихся волокон, и по вязкости сиропа. Последний показатель определяют непосредственно в аппарате методом падающего шарика. Когда вязкость сиропа снизится до требуемой величины, процесс заканчивают, для чего в ацетилятор заливают гидролизную воду — 50— 75%-ный раствор уксусной кислоты. Гидролизную воду загружают в таком количестве, чтобы после связывания оставшегося от реакции уксусного ангидрида содержание воды в аппарате достигало 15—20%. [c.49] Частичный гидролиз. Для удаления связанной сермой кислоты и частичного удаления ацетильных групп гидролиз проводится в две стадии сначала в ацетиляторе при повышенных давлении и температуре, а затем в высадителе при- атмосферном давлении и более низкой температуре. Продолжительность гидролиза каждой стадии зависит от марки получаемого продукта. [c.50] Гидролиз под давлением осуществляют после загрузки в аппарат гидролизной воды, подавая серную кислоту и доводя ее содержание до 7 вес. % от целлюлозы. Температура поднимается до 57—58 °С, при этом в ацетиляторе создается избыточное давление 1,25 кгс/см . При получении диацетата продолжительность такой обработки составляет - 3 ч, частично гидролизованного триацетата 1,5—2 ч. По истечении указанного времени в ацетилятор подают вторую гидролизную воду, температуру снижают до 50—55 С и сироп выгружают в другой аппарат — высадитель. [c.50] Высадитель представляет собой вертикальную емкость со сферическим дном, снабженную мощной мешалкой. Аппарат имеет рубашку для обогрева. Емкость снабжена системой холодильников для отгонки метиленхлорида. К ней подведены линии подачи растворов уксусной кислоты, нейтрализующей смеси, а также вакуумная линия. [c.50] После загрузки в высадитель сироп подогревают до 55— 56 С. Гидролиз ведут при непрерывном перемешивании. При этом одновременно происходит отгонка метиленхлорида. [c.50] Процесс контролируют по водному числу , т. е. по количеству воды, которое вызывает помутнение определенного количества сиропа. Анализ основан на различной растворимости ацетилцеллюлозы с разной степенью замещения в водных растворах уксусной кислоты. По этому методу приближенно находят ацетильное число продукта. [c.50] Нейтрализация катализатора. По достижении требуемого ацетильного числа операция гидролиза прекращается, для чега в высадитель загружают нейтрализующую смесь, которая связывает серную кислоту. Такой смесью могут быть уксуснокислые растворы ацетатов На, К, Мд и других металлов или растворы некоторых аминов, например триэтаноламина. [c.50] Нейтрализующая смесь подается в небольшом избытке по отношению к серной кислоте. [c.50] Вернуться к основной статье