DE172499C

DE172499C -

Info

Publication number: DE172499C
Application number: DENDAT172499D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVIl72499 KLASSE 78 c. GRUPPE- JVIl72499 CLASS 78 c. GROUP

Verfahren zur Herstellung von Nitrocellulose. Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. März 1904 ab. Process for the production of nitrocellulose. Patented in the German Empire on March 15, 1904.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Apparat zur Herstellung von Nitrocellulose. Zweck der Erfindung ist, die für die Nitrierung verwendeten Säuren von dem nitrierten Material nach Vollendung der Einwirkung zu entfernen, und zwar ohne Anwendung von bewegten Maschinen, Pressen, Walzen, Zentrifugen und dergleichen.
. Die Erfindung besteht darin, daß die Entfernung der Säuren und die vorläufigen Waschprozesse bei der Herstellung von· Nitrocellulose miteinander vereint werden, indem die Säuren von der nitrierten Cellulose direkt durch Verdrängung entfernt werden, ohneThe present invention relates to a method and an apparatus for producing nitrocellulose. The purpose of the invention is to remove the acids used for nitriding from the nitrided material after the action has been completed, without the use of moving machines, presses, rollers, centrifuges and the like.
. The invention consists in that the removal of the acids and the preliminary washing processes in the production of nitrocellulose are combined with one another in that the acids are removed from the nitrated cellulose directly by displacement, without

15. die Anwendung von Druck oder eines Vakuums oder maschineller Vorrichtungen irgendwelcher Art. Die Anordnung ist derartig getroffen, daß eine möglichst geringe Verdünnung der Säuren eintritt.15. the application of pressure or a vacuum or mechanical devices of any Art. The arrangement is made in such a way that the least possible dilution the acids enter.

Die Erfinder haben gefunden, daß Wasser, wenn es sorgfältig auf die Oberflächen der Säuren gelassen wird, in denen die Nitrocellulose eingetaucht liegt, und die Säuren dann langsam am Boden des Nitriergefäßes abgezogen werden, die Säuren aus den Zwischenräumen der Nitrocellulose verdrängt werden, ohne die Temperatur in unzulässiger Weise zu steigern und mit sehr geringer Verdünnung der Säuren. Durch dieses Verfahren wird beinahe die ganze Säure in einem für die Konzentrierung geeigneten Zustand wiedergewonnen , und der Betrag des zum vorläufigen Waschen erforderlichen Wassers wird beträchtlich vermindert.The inventors have found that water, if it is carefully applied to the surfaces of the Acids is left in which the nitrocellulose is immersed, and the acids The acids are then slowly drawn off at the bottom of the nitriding vessel, the acids from the interstices the nitrocellulose can be displaced without increasing the temperature in an unacceptable manner and with very little dilution of acids. This procedure removes almost all of the acid in one for the concentration appropriate state regained, and the amount of the provisional The water required for washing is considerably reduced.

Bei einer ausgeführten, im Großbetriebe arbeitenden Anlage beträgt der Verlust an Säure für 100 kg Nitrocellulose nur 5 bis 10 kg, während er bei den gebräuchlichen Verfahren der Behandlung in Zentrifugen 150 kg betrug. Für jedes Kilogramm Nitrocellulose waren nur 4,300 1 Wasser erforderlich, während bei bisherigen Verfahren der Behandlung in Zentrifugen 21,500 1 Wasser erforderlich waren.In the case of a system that has been carried out and is working in a large company, the loss amounts to Acid for 100 kg of nitrocellulose only 5 to 10 kg, while he is with the usual Method of treatment in centrifuges was 150 kg. For every kilogram of nitrocellulose only 4,300 l of water were required, while previous methods of treatment 21,500 liters of water were required in centrifuges.

Bei Herstellung von Nitrocellulose ist es sehr wesentlich, daß die Masse bei Beginn ■ der Verdrängung in Säure eingetaucht ist und daß keine Luft mit der Nitrocellulose in Berührung kommt. Vor allen Dingen muß sich die Masse in losem Zustande befinden, und es dürfen keine Knoten in ihr gebildet werden, damit nicht ein unregelmäßig nitriertes Produkt entsteht und örtliche Zersetzungen auftreten.When producing nitrocellulose, it is very important that the mass at the beginning the displacement is immersed in acid and that no air with the nitrocellulose comes into contact. Above all else, the mass must be in a loose state, and no knots may be formed in it, so that an irregular nitrided product and local decomposition do not arise appear.

Alle diese Bedingungen werden nach vorliegender Erfindung in einfacher Weise erfüllt. All of these conditions are met in a simple manner according to the present invention.

Es wird hier ein Verfahren als bekannt vorausgesetzt, bei welchem der größte Teil der Säure von der Nitrocellulose zuerst in einem Gefäß mit durchlochtem Kolben durch Druck entfernt und der Rest dann dadurch ausgewaschen wird, daß Druckwasser durch die zusammengepreßte Cellulose gelassen wird. Bei diesem Verfahren ist es unmöglich, in der ganzen Masse denselben Druck aufrecht zu erhalten. Die Säure wird beim Zusammenpressen nicht gleichmäßig ablaufen; sie wirdA method is assumed here to be known in which the major part the acid from the nitrocellulose first in a vessel with a perforated flask Pressure is removed and the rest is then washed out by the fact that pressurized water through leaving the compressed cellulose. With this procedure it is impossible to get in to maintain the same pressure over the whole mass. The acid is when squeezed do not run smoothly; she will

an vielen Stellen größeren Widerstand finden, ■ wodurch in der Masse Kanäle gebildet werden, durch welche die Säure hauptsächlich abfließt. Bei diesem Verfahren kommt ferner die Nitrocellulose bereits beim Einbringen in den Preßzylinder mit der Luft in Berührung. Beim darauffolgenden Zusammenpressen der Nitrocellulose durch Aufwärtsbewegen des Kolbens, welcher durch Öffnungen mit demfind greater resistance in many places, ■ whereby channels are formed in the ground, through which the acid mainly flows off. This procedure also comes the nitrocellulose is already in contact with the air when it is introduced into the press cylinder. When the nitrocellulose is then compressed by moving the Piston, which through openings with the

ίο unteren Teil des Zylinders in Verbindung steht, ist es dann vollkommen unmöglich, den Zutritt der Luft zur Nitrocellulose zu verhindern. Ferner wird die im oberen Teil des Zylinders befindliche Luft beim Zusammenpressen der Nitrocellulose durch die ganze Masse hindurchgehen und zu Zersetzungen und Selbstentzündungen Veranlassung geben.ίο the lower part of the cylinder is connected, it is then completely impossible to prevent air from entering the nitrocellulose. Furthermore, the air in the upper part of the cylinder is compressed when it is compressed the nitrocellulose pass through the whole mass and cause decomposition and spontaneous combustion.

Ein zur Ausführung des neuen VerfahrensOne to execute the new procedure

geeigneter Apparat besteht aus einem zylindrischen oder rechteckigen Gefäß, welches mit einem doppelten Boden versehen ist und am unteren Ende einen Ablaßhahn zum Ablassen der Flüssigkeit besitzt. Es sind Mittel vorgesehen, um das zur Verdrängung erforderliche Wasser ruhig auf die Oberfläche der zum Nitrieren ■ verwendeten Säurebäder - aufzulassen.suitable apparatus consists of a cylindrical or rectangular vessel, which is provided with a double bottom and has a drain cock at the lower end for draining the liquid. They are means provided to calm the water required for displacement onto the surface the acid baths used for ■ nitriding - to be abandoned.

Auf der beiliegenden Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform eines zur Nitrierung verwendeten Apparates in einer Längsschnittansicht und Fig. 2 im Grundriß; Fig. 3 zeigt eine Einzelheit zum ruhigen Aufleiten des Wassers auf die Säuren.In the accompanying drawing, FIG. 1 shows an embodiment of one for nitriding apparatus used in a longitudinal sectional view and FIG. 2 in plan; Fig. 3 shows a detail about the calm flowing of the water onto the acids.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird als Kessel für die Nitrierung ein rechteckiger, mit Blei ausgefütterter oder aus Tonware bestehender Trog α verwendet, welcher einen durchlochten doppelten Boden t besitzt. Dieser Boden wird von Rippen c¹ über dem Boden c getragen, welch letzterer nach unten in ein Auslaßrohr d ausläuft und mit einem durchlochten Gitter e versehen ist, um ein Verstopfen' des Auslasses zu verhindern. Am oberen Ende des Gefäßes α sind zwei Tröge f vorgesehen, welche nach abwärts gerichtete Platten g besitzen, wie in Fig. 3 besonders gezeigt ist. Zu den Trögen f, welche Löcher 0 besitzen, führen die Zweigrohre h^l eines Rohres h, welches entweder mit dem Auslaßrohr k^l eines Schwefelsäurebehälters k oder mit einem Wasserzuflußrohr / verbunden werden kann. Die zur Nitrierung verwendeten Säuren werden durch das Rohr m zugeführt. Zur Ausführung des Verfahrens wird zur Nitrierung geeignete Mischsäure in den Behälter α etwa bis zur Höhe η eingelassen und dann trockene Cellulose in kleinen Mengen in der üblichen Zeit und in der gebräuchlichen Weise unter die Oberfläche der Säure gebracht. Darauf wird aus dem Gefäß k eine dünne, etwa 10 mm hohe Schicht Schwefelsäure, deren spezifisches Gewicht das der gebrauchten Säure nicht übersteigt, durch die Tröge auf die Säure gelassen, derart, daß dieselbe an den Wänden g abwärts fließt und auf den zur Nitrierung verwendeten Säuren schwimmt. Man läßt das Ganze dann stehen, bis die Nitrierung vollendet ist. Darauf wird Wasser durch die Röhren /, h und b} zu den Trögen f gelassen, so daß dasselbe langsam und ruhig auf die'Oberfläche der Schwefelsäureschicht läuft. Ist genügend Wasser zugelassen, dann wird der Hahn ρ am Boden des Apparates geöffnet und die Säure langsam abgezogen, während Wasser zugelassen wird, um den Spiegel des Bades in konstanter Höhe zu halten. Es hat sich herausgestellt, daß die Geschwindigkeit der Verdrängung der Säuren einen wesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften der herzustellenden Nitrocellulosen ausübt und ein Mittel liefert, die Temperatur während der Verdrängung zu regeln. Die Geschwindigkeit der Verdrängung muß etwa derartig sein, daß etwa eine 50 mm hohe Schicht des Säurebades in der Stunde abgelassen wird, wenn es sich um hoch nitrierte Cellulose handelt. Dieses Maß kann jedoch in manchen Fällen beträchtlich erhöht werden. Das Auflassen des Wassers am oberen Ende des Apparates wird so geregelt, daß der Spiegel der Flüssigkeit konstant gehalten wird. Nach dem beschriebenen Verfahren verdrängt das Wasser allmählich vollkommen die Säure aus den Zwischenräumen der Cellulose, und die Trennungslinie zwisehen Säure und Wasser wird während des ganzen Verfahrens scharf aufrecht erhalten. Die Zufuhr des Wassers wird so lange fortgesetzt, bis das am Boden abfließende Wasser frei von jeder Säurespur gefunden wird. Die Reinigung der Nitrocellulose wird dann in gebräuchlicher Weise entweder in demselben oder in einem anderen Gefäß ausgeführt. In the embodiment shown, a rectangular trough α , lined with lead or made of earthenware, is used as the boiler for the nitriding, which trough has a perforated double bottom t . This floor is supported by ribs c ¹ above the floor c , which the latter runs down into an outlet pipe d and is provided with a perforated grid e to prevent clogging of the outlet. At the upper end of the vessel α, two troughs f are provided which have downwardly directed plates g , as shown in particular in FIG. The branch pipes h ^{l of} a pipe h lead to the troughs f, which have holes 0 , which can be connected either to the outlet pipe k ^{l of} a sulfuric acid container k or to a water inlet pipe /. The acids used for nitration are fed through the pipe m . To carry out the process, mixed acid suitable for nitration is let into the container α approximately up to the level η and then dry cellulose is brought under the surface of the acid in small amounts in the usual time and in the usual manner. A thin layer of sulfuric acid about 10 mm high, the specific gravity of which does not exceed that of the acid used, is then poured from the vessel k through the troughs onto the acid, in such a way that it flows down the walls g and onto those used for nitriding Acids floats. The whole is then left to stand until the nitration is complete. Thereupon water is let through the tubes /, h and b} to the troughs f , so that it runs slowly and calmly onto the surface of the sulfuric acid layer. If enough water is admitted, then the tap ρ at the bottom of the apparatus is opened and the acid is slowly drawn off, while water is admitted in order to keep the level of the bath at a constant level. It has been found that the rate of displacement of the acids has a significant influence on the properties of the nitrocelluloses to be produced and provides a means of regulating the temperature during the displacement. The rate of displacement must be such that a 50 mm thick layer of the acid bath is drained off per hour if the cellulose is highly nitrated. However, this level can be increased considerably in some cases. The discharge of the water at the top of the apparatus is regulated so that the level of the liquid is kept constant. According to the process described, the water gradually completely displaces the acid from the interstices of the cellulose, and the dividing line between acid and water is maintained sharply throughout the process. The supply of water is continued until the water draining off the bottom is found free of any acid trace. Purification of the nitrocellulose is then carried out in a conventional manner, either in the same or in a different vessel.

Der Zweck der Einführung einer dünnen Schicht Schwefelsäure ist in erster Linie der, eine Verdünnung des Säurebades sowie das Rauchen zu verhindern, welches sonst eintreten würde. Diaee Schicht ist jedoch nicht unbedingt erforderlich und kann auch weggelassen werden.The purpose of introducing a thin layer of sulfuric acid is primarily to to prevent dilution of the acid bath and smoking, which would otherwise occur would. However, the layer is not absolutely necessary and can also be left out will.

Um die zur Nitrierung verwendeten gemischten Säuren in der vorteilhaftesten Weise zu benutzen, kann die gebrauchte Säure von dem vorhergehenden Arbeitsvorgang für eine Vornitrierung der Cellulose benutzt werden. Diese Säure wird dann nachher durch frische Säure verdrängt, welche die Nitrierung bis zu dem gewünschten Grade durchführt, bevor man sie wieder durch Wasser verdrängt.To the mixed acids used for nitration in the most advantageous manner can use the used acid from the previous operation for a Pre-nitration of cellulose can be used. This acid is then replaced by fresh ones Displaced acid, which carries out the nitration to the desired degree before they are displaced again by water.

Der beschriebene Apparat kann auch allein für die Entfernung der Säure benutzt werden; in diesem Falle findet die NitrierungThe apparatus described can also be used alone for the removal of the acid; in this case nitration takes place

in anderen Gefäßen in der gebräuchlichen Weise statt, und die Nitrocellulose wird dann zusammen mit einer hinreichenden Menge von gebrauchter Säure in den Verdrängerapparat gebracht, wo die Verdrängung der Säure in der beschriebenen Weise durchgeführt wird.in other vessels instead in the usual manner, and the nitrocellulose is then together with a sufficient amount of used acid in the displacement apparatus brought where the displacement of the acid is carried out in the manner described.

In manchen Fällen kann das neue Verfahren auch in einer gewöhnlichen, zur Nitrierung benutzten Zentrifuge ausgeführt werden, wobei dann die Zentrifuge nach der Entfernung der Säure zum vorläufigen Trocknen benutzt wird. Es gewährt dies einen großen Vorteil gegenüber dem gebräuchlichen Verfahren der Nitrierung in Zentrifugen, da die Säuren entfernt werden, bevor die Zentrifuge in Gang gesetzt wird, so daß praktisch jede Gefahr einer Entzündung verschwindet und ein größerer Teil der gebrauchten SäurenIn some cases, the new process can also be used in an ordinary, nitration process used centrifuge, then the centrifuge after removal the acid is used for preliminary drying. This gives this a great advantage over the conventional method of nitration in centrifuges as the acids are removed before the centrifuge is set in motion, so that practically any risk of inflammation disappears and a larger part of the acids used

2ύ wiedergewonnen wird.2ύ is recovered.

In manchen Fällen können die Säuren und das Wasser auch durch durchlochte Röhren oder dergleichen zugeführt werden, welche an den Kanten des Nitriergefäßes angeordnet sind.In some cases, the acids and the water can also pass through perforated tubes or the like are supplied, which are arranged on the edges of the nitriding vessel.

Diese Kanten werden vorteilhaft geneigt ausgebildet wie die Seitenwände der Tröge /. Wird die Nitrierung in der angegebenen Weise in Zentrifugen bewirkt, dann kann die zur Verdrängung benutzte Schwefelsäureschicht und das Wasser rund um die Wände der Maschinen zugeführt werden, jedoch können zu diesem Zweck auch entfernbare Tröge/ benutzt werden.These edges are advantageously designed to be inclined like the side walls of the troughs /. If the nitration is effected in centrifuges in the manner indicated, then the sulfuric acid layer used for displacement and the water around the walls of the machines are supplied, however Removable troughs / can also be used for this purpose.

Claims

Patent Claims:

1. A method for the production of nitrocellulose, characterized in that the acids used for nitration from nitrated cellulose without application be displaced directly by water by pressure or the like and without prior removal of acid by the latter is quietly left on the acid bath and the acid is then drained downwards.

2. Embodiment of the method according to claim 1, characterized in that that on the acids used for nitration after completion of the nitration first a sulfuric acid layer, their specific gravity is not greater than that of the mixed acid, and then dissolved into water whereupon, after draining the acids, the nitrated cellulose is washed.

3.. Embodiment of the method according to claims 1 and 2, characterized by using a known type of nitriding centrifuge.

4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 and 2, consisting from a vessel with a perforated, double bottom, the .mit facilities is, . which the water respectively. add the sulfuric acid so calmly that it mixes with the nitration acids used cannot enter.

1 sheet of drawings.