DE1143297B

DE1143297B - Verfahren zum Sulfidieren von Alkalicellulose

Info

Publication number: DE1143297B
Application number: DES42094A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Hildebrandt
Original assignee: Spinnfaser AG
Current assignee: Spinnfaser AG
Priority date: 1954-12-24
Filing date: 1954-12-24
Publication date: 1963-02-07
Also published as: US2879267A

Description

Die im heterogenen System erfolgende Umsetzung der Alkalicellulose mit Schwefelkohlenstoff verlangt apparative Einrichtungen, die eine sehr innige und gleichmäßige Berührung der Reaktionskomponenten ermöglichen. Nur unter dieser Voraussetzung wird ein einwandfrei laugelösliches Xanthogenat und damit eine gut filtrierbare Viskose erhalten.

Bei den bekannten Barattenverfahren werden diese Bedingungen dadurch angestrebt, daß man die Alkalicellulose in umlaufenden Trommeln in einer Schwefelkohlenstoffatmosphäre wälzt. Normalerweise befriedigt das in der Baratte hergestellte Xanthogenat; jedoch ist ein solches Verfahren auf relativ kleine Mengen Alkalicellulose beschränkt. Daher ist man bei einer Ausweitung der Produktion dazu übergegangen, die Mischung in den sogenannten Xanthogenatknetern vorzunehmen. In diesen trifft der Schwefelkohlenstoff zunächst nur auf die oberen Schichten der Alkalicellulose auf und wird mit dem Rest der Alkalicellulose erst allmählich durch Rühren und Kneten vermengt. Darunter leidet natürlich die Gleichmäßigkeit des Xanthogenats.

Man hat auf die verschiedenste Weise versucht, diesem Übel abzuhelfen. So ist es bekannt, der Alkalicellulose in einem evakuierten Xanthogenatkneter in einer Vorsulfidierungsstufe erst ein Drittel der erforderlichen Schwefelkohlenstoffmenge zuzuführen und dabei kräftig zu rühren. Anschließend läßt man die restliche Schwefelkohlenstoffmenge in flüssiger Form zufließen und führt die Sulfidierung dann zu Ende.

Weiterhin hat man besondere Vorrichtungen entwickelt, in denen sich die Sulfidierung in der gewünschten Weise durchführen lassen soll. So wird z. B. die Alkalicellulose in krümeliger oder Brockenform in eine Rührzone gebracht und anschließend eine abgemessene Menge Schwefelkohlenstoff eingespritzt. Gleichzeitig wird mittels Rührschaufeln kräftig gemischt. Dann gelangt die Mischung in eine Ruhezone, in der die chemische Reaktion ohne Rühren beendet wird.

In einer anderen, turmartigen Vorrichtung erfolgt die Zufuhr der Alkalicellulose von oben mittels einer Förderschnecke, die dicht in den Turm eingepaßt ist. Der Schwefelkohlenstoff wird seitlich eingeblasen. Auf diese Weise soll bis zum unteren Ende des Turmes bzw. der Förderschnecke eine vollständige Durchmischung der Alkalicellulose mit dem Schwefelkohlenstoff und eine erschöpfende Xanthogenatbildung gewährleistet werden. In dieser Weise kann die Sulfidierung kontinuierlich durchgeführt werden.

Man hat auch Alkalicellulose im fortlaufenden Verfahren zum Sulfidieren
von Alkalicellulose

Anmelder:

Spinnfaser -Aktiengesellschaft,
Kassel-Bettenhausen

Dr. Friedrich Hildebrandt, Kassel-Bettenhausen,
ist als Erfinder genannt worden

Arbeitsgang sulfidiert, indem man sie in einem in Etagen eingeteilten Kessel in der obersten Etage mit

ao CS₂ besprühte und dann das Gut langsam nach unten förderte. Auch auf Transportbändern oder in Transportschnecken wurde die Behandlung der Alkalicellulose mit CS₂ schon vorgenommen.
Alle diese bereits bekannten Verfahren bringen keine befriedigende Lösung des Problems, weil eine schnelle und innige Durchmischung nicht sicher erreicht wurde, da sich leicht Agglomerate bilden, deren feucht und schmierig gewordene äußere Schicht das Eindringen des Schwefelkohlenstoffs ins Innere erschwert. Mit den bekannten Methoden läßt sich also eine wirklich gut filtrierende Viskose nicht herstellen.

Schließlich wurde noch vorgeschlagen, die Bildung des Xanthogenats durch hochfrequente Schallwellen zu beeinflussen. Der Schwefelkohlenstoff wird der krümeligen Alkalicellulose in flüssiger Form zugeführt, während gleichzeitig die Ultraschallwellen einwirken.

Es wurde nun gefunden, daß man ein gut lösliches Cellulosexanthogenat in einem stehenden, mit Rührwerk versehenem Gefäß nach Evakuieren und Ausgleich des Vakuums durch Stickstoff oder/und Schwefelkohlenstoff erhält, wenn die Alkalicellulose in Flockenform kontinuierlich eingeführt und der Schwefelkohlenstoff gleichzeitig derart auf die Alkalicelluloseflocken versprüht wird, daß die gesamten Mengen der Reaktionspartner zur gleichen Zeit vollständig eingebracht sind, wobei die Alkalicelluloseflocken frei durch das Reaktionsgefäß nach unten fallen.

Man geht erfindungsgemäß so vor, daß man das Reaktionsgefäß, das sich mittels eines Schiebers gegenüber dem die Alkalicellulose enthaltenden Silo

309 508/213

vakuumdicht abschließen läßt, evakuiert und danach durch Stickstoff und/oder Schwefelkohlenstoff einen Druckausgleich herbeiführt. Anschließend wird die Alkalicellulose aus dem Silo mit Hilfe einer Dosiervorrichtung, z. B. einem Zellenrad, in Flockenform gleichförmig kontinuierlich in die Apparatur eingetragen und fällt in ihr frei nach unten, während gleichzeitig die für die Xanthogenierung berechnete Menge Schwefelkohlenstoff versprüht wird. Die Zugabe der Reaktionspartner wird so reguliert, daß die gesamten Mengen zur gleichen Zeit vollständig eingebracht sind und sämtliche Alkalicelluloseteilchen nach Eintritt in das Reaktionsgefäß möglichst schnell und vollständig mit Schwefelkohlenstoff in Berührung kommen.

Da während der Xanthogenierung keine Luft in die Apparatur eindringen darf, andererseits Unregelmäßigkeiten in der Anlieferung der Alkalicellulose ausgeschaltet werden müssen, ist es unerläßlich, einen Silo als Alkalicellulosevorratsbehälter einzuschalten. Bei pneumatischer Alkalicelluloseförderung wird daher der Silo als Diffusor ausgebildet, in dem sich die Blasluft entspannt.

Im Silo befinden sich erforderlichenfalls eine Einrichtung zum Bewegen der Alkalicellulose, z. B. eine Förderschnecke, und eine Vorrichtung zur Dosierung und Verteilung der Alkalicellulose, z. B. ein Zellenrad, durch die gleichzeitig das Innere der Apparatur gegenüber dem Siloraum möglichst dicht abgeschlossen Öffnen des vakuumdichten Schiebers 12 3375 kg Alkalicellulose, aus dem nicht dargestellten Silo kommend, durch den Trichter 10, mittels des Zellenrades 11 in gleichmäßigem Strom in den Sulfidierbehälter eingetragen und fallen in ihm frei nach unten. Gleichzeitig wird die für die Xanthogenierung erforderliche Menge Schwefelkohlenstoff von 325 1 durch die Sprühringe 4 und 5 versprüht. Das Einbringen der Alkalicellulose und des Schwefelkohlenstoffs wird mit

ίο einer solchen Geschwindigkeit durchgeführt, daß nach 14 Minuten die gesamte Menge beider Reaktionspartner im Sulfidierbehälter vorliegt. Die bei diesem Arbeitsgang verdrängte Atmosphäre, die durch die Leitung 9 austritt, wird zweckmäßig gekühlt, um den in ihr enthaltenen Schwefelkohlenstoff niederzuschlagen. Zur gleichmäßigen Verteilung des Reaktionsgutes wird ein Rührer 2 bewegt. Dieser Rührer, dessen Flügel einen Abstand von der Gefäßwand haben, dient lediglich dazu, die heruntergefallenen Flocken in langsamer Bewegung zu halten. Die Flügel sind zweckmäßig so ausgestaltet, daß eine Ablagerung von Flocken auf ihnen nicht möglich ist. Sind Alkalicellulose und Schwefelkohlenstoff vollständig in den Sulfidierbehälter eingetragen, so wird dieser durch den Schieber 12 gegen die Außenluft abgeschlossen und die Xanthogenierung unter weiterem langsamem Bewegen des Reaktionsgutes und Steuerung der Temperatur (durch Betätigung einer Mantelkühlung) zu Ende geführt. Die Xanthogenierung ist bei einer

wird. Das Rührwerk kann während der Sulfidierung 30 Temperatur von 32 bis 33 ⁰C nach 40 Minuten beje nach Bedarf eingeschaltet werden, jedoch nur so endet. Das Cellulosexanthogenat ist hellgelb und von

lange, wie dadurch die lockere, krümelige Struktur des Xanthogenate nicht beeinträchtigt wird.

Das Lösen des Xanthogenats kann in der üblichen Weise erfolgen; doch bietet das Arbeiten unter normalem Druck in einer Stickstoffatmosphäre die Möglichkeit, die in der Apparatur befindliche Schwefelkohlenstoffwolke unter gleichzeitigem Rühren mit der Löselauge niederzuschlagen und so für die Nachsulfidierung nutzbar zu machen. Gegebenenfalls kann man auch eine gewisse Menge Löselauge vorlegen. In diesem Falle ist jedoch darauf zu achten, daß die Alkalicellulose während ihres Durchtritts durch die Schwefelkohlenstoffzone schon möglichst vollständig xanthogeniert wird.

An Hand des Beispieles und einer Schemazeichnung wird das Verfahren nach der Erfindung näher erläutert und gezeigt, daß es mit einer außerordentlich einfachen Apparatur durchführbar ist:

Der Sulfidierbehälter 1, ein Reaktionsgefäß von etwa 15 m³ Inhalt, wird bei geschlossenem Schieber 12 durch den Vakuumanschluß 9 evakuiert und anschließend unter Zugabe von Stickstoff durch die Leitung 8 und geringer Mengen Schwefelkohlenstoff aus dem Zulauf 7 wieder auf Atmosphärendruck gebracht. Der Schwefelkohlenstoff wird durch die Sprühringe 4 und 5 versprüht. Nunmehr werden nach lockerer, krümeliger Beschaffenheit.

Man läßt nun durch die Leitung 6 und den Sprühring 3 Löselauge zulaufen und vollendet die Viskoseherstellung im gleichen Behälter. Die Viskose ist sehr gut filtrierbar.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zum Sulfidieren von Alkalicellulose in einem stehenden, mit Rührwerk versehenen Gefäß nach Evakuieren und Ausgleich des Vakuums durch Stickstoff oder/und Schwefelkohlenstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalicellulose in Flockenform kontinuierlich eingeführt und der Schwefelkohlenstoff gleichzeitig derart auf die Alkalicelluloseflocken versprüht wird, daß die gesamten Mengen der Reaktionspartner zur gleichen Zeit vollständig eingebracht sind, wobei die Alkalicelluloseflocken frei durch das Reaktionsgefäß nach unten fallen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 696 518, 707 649, 963;
Kurt Götze, »Chemiefasern«, 2. Auflage, 1951,

S. 317, Zeile 6ff.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen