DE2727554C2

DE2727554C2 - Kontinuierliche Verfahren zur Stabilisierung von unter Druck abgekochter, wasserfeuchter, als Lack-Collodiumwolle verwendbarer Nitrocellulose

Info

Publication number: DE2727554C2
Application number: DE19772727554
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Chem. Dr. 3036 Bomlitz Krönke
Original assignee: Wolff Walsrode AG
Current assignee: Dow Produktions und Vertriebs GmbH and Co oHG
Priority date: 1977-06-18
Filing date: 1977-06-18
Publication date: 1983-11-10
Also published as: FR2394555A1; GB2000146A; FR2394555B1; DE2727554A1; GB2000146B

Description

Die Erfindung betrifft kontinuierliche Verfahren zur Stabilisierung von unter Druck abgekochter, wasserfeuchter, als Lack-Collodiumwolle verwendbarer Nitrocellulose durch Waschzentrifugieren.

Verfahren zur sogenannten Nachstabilisierung von Nitrocellulose im Anschluß an die Druckkochung sind an sich seit langem bekannt Die Nachstabilisierung erklärt sich aus der Eigenart und der Notwendigkeit des Druckkochungsverfahrens. Die praktische Verwendung von Nitrocellulosen hängt oft von deren Kettenlängen ab, von der wieder die Viskosität der Nitrocellulose in Lösungen abhängt Die Einstellung der Kettenlänge derartiger Nitrocellulosen bzw. Collodiumwollen wird seit langem praktisch nur noch mit Hilfe des sogenannten Druckkochens durchgeführt Näheres hierzu ist aus Fabel, K. »Nitrocellulose«, Enke Verlag 1950, Seiten 67 und 68 sowie der GB-PS 1 75 536 sowie den DE-PS'en 4 40 844 und 5 11 020 zu entnehmen. Dabei werden die langen Ketten des Cellulosenitrats gezielt so abgebaut, daß sogenannte Lack-Collodiumwollen entstehen, die die technisch erforderliche Viskositäten in Lösung zeigen.

Bei diesem sogenannten Druckkochen werden nun durch Nebenreaktion der Nitrocellulose sowohl Gase, wie z. B. Stickoxide und Kohlendioxid wie auch Säuren freigesetzt, so daß die Nitrocellulose-Pülpe nach Beendigung des Druckkochens sauer reagiert Diese sauer reagierenden Reaktionsprodukte sind verantwortlich für die Instabilität der so behandelten Nitrocellulose. Zur Beseitigung dieser Instabilität ist die sogenannte Nachstabilisierung notwendig, die üblicherweise aus jeweils mehrstündigen abwechselnden Koch- und Waschprozessen besteht, wobei ein großer Aufwand an Energie, Zeit und Wasser notwendig ist

Man hat daher schon versucht, mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen, wie näher aus der DE-OS 17 71 006 ersichtlich ist, die aufwendige dreistufige Herstellung von Nitrocellulose durch Vorstabilisierung, Druckkochung und Nachstabilisierung zu verkürzen. Der Fachmann findet in dieser Offenlegungsschrift aber keine Anleitung, die mit Dampf vorgenommene Nachstabilisierung und das Auswaschen zu beschleunigen, sondern lediglieh eine apparative Vereinfachung.

Auch in der DE-PS 9 66 307 wird die Nachstabilisierung unter Einblasen von Dampf und intensivem Umwälzen durchgeführt, was viel Zeit und sonstigen Aufwand erfordert

Aus der CH-PS 2 60 313 ist auch bekannt, daß die unmittelbar nach der Nitrierung anfallende Nitrocellulose von der Nitriersäure durch Auswaschen mit kaltem Wasser in einer Waschzentrifuge in kurzer Zeit befreit werden kann. Eine dementsprechende Behandlung einer unter Druck abgekochten Nitrocellulose führt aber zu keiner ausreichend stabilen Nitrocellulose.

Überraschenderweise gelingt dies, indem man die Nitrocellulose mit Wasser von einer Temperatur von 40—95° C waschzentrifugiert

Gegenstand der Erfindung sind daher kontinuierliche Verfahren zur Stabilisierung von unter Druck abgekochter, wasserfeuchter, a!s Lack-CcHodiunwcüe verwendbarer Nitrocellulose durch einen nach der Dnickkochung erfolgenden Wasch-Zentrifugierprozeß, wobei man von einem Nitrocellulosekuchen ausgeht, der durch Zentrifugalkraft bei Umdrehungen von 1000 bis 1600 min-' hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet daß man den vorgenannten Nitrocellulosekuchen während des Zentrifugierens für die Dauer von 15 bis 30 Sekunden durch Aufdüsen der 1- bis lOfachen Menge, bezogen auf absolut trockene Nitrocellulosesubstanz, von 40 bis 95° C warmem Wasser intensiv durchwäscht und nach Abschluß des Zentrifugierens zur Weiterverarbeitung mit Wasser aufnimmt und abfördert

Eine besonders gute Nachstabilisierung erzielt man, wenn der Nitrocellulosekuchen während seiner mit 1300 bis 1500 Umdrehungen je min erfolgenden Bewegung für die Dauer von 20 bis 28 Sekunden mittels Aufdüsens der 2- bis 5fachen Menge, bezogen auf absolut trockene Nitrocellulosesubstanz, von 55 bis 75° C warmem Wasser intensiv durchgewaschen und nach Abschluß des Zentrifugierens zur Weiterverarbeitung mit Wasser aufgenommen und abgefördert wurde.

Auf diese Weise konnte mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden, daß die Nitrocellulose zwischen ihrem zeitlich, nämlich schubzentrifugierkapazitätsabhängig, fortlaufendem Ein- und Austragen in Mengen von 300 bis 700 kg pro Stunde, bezogen auf absolut trockene Nitrocellulose, nachstabilisiert werden kann.

Eine derartige erfindungsgemäß nachstabilisierte Nitrocellulose besitzt trotz der extrem kurzen Behandlungszeit zum Schluß ein praktisch neutrales Filtratabwasser und ist auf diese Weise so gut stabilisiert, daß eine Stickstoffabspaltung der nachstabilisierten Nitrocellulose bzw. deren Hydrolyse auchh nach längerer Lagerzeit mit Hilfe der üblichen Testmethoden nicht meßbar war. Als Testmethoden wurden die üblichen Bergmann-Junk-Teste in der aus der GB-PS 4 78 212, Seite 1, Zeilen 57 bis 81 ersichtlichen Weise durchgeführt Vgl. auch Berl-Lunge, chemisch-technische Üntersuchungsmethoden, 1932,8. Auflage, Band III, Seite 1294.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden gegenüber den bisher üblichen bekannten Nachstabilisierungsverfahren erhebliche Einsparungen an Zeit und an Energie erzielt (geringere Wassertemperatur; geringerer Wasserförderungsenergieaufwand; geringere

Rühr-und Pumpenenergie sowie die kostensparende Verwendung eines zusatzfreien Auswaschmittels). Die Nachstabilisierung läßtt sich in einfachster Weise in allen handelsüblichen Apparaturen, die nicht alle mit einer Schubzentrifuge ausgestattet sein müssen, anwenden.

Als Waschwasser eignen sich harte und weiche Wasser.

Selbstverständlich sind auch alle bekannten Zusätze zur Waschflüssigkeit möglich, insbesondere auch Nachstabilisations-Förderungsmittel.

Schließlich ist es im Rahmen der Verwirklichung der Erfindung selbstverständlich auch möglich, größere Mengen als 300 bis 2000 kg pro Stunde, bezogen auf absolut trockene Nitrocellulose, nachzustabilisieren, wenn die apparativen Voraussetzungen, etwa durch Wahl einer größeren Zentrifuge, vorliegen. Auch die Wasserdüsen können in ihrer Zahl und in ihrer Ausführungsform, wie Einstellung des Sprühkegels, in gewünschter Weise variiert werden.

noch saures Waschwasser abläuft, reagiert das über die dritte Ablaufkammer ablaufende Waschwasser neutral, so daß die Auswaschungseffizienz grob über eine pH-Kontrolle des Filtrats in der dritten Ablaufkammer in dieser Weise gesteuert wird. Nach erfolgter Nachstabilisierungswaschung verläßt der so behandelte, mit neutralem pH-Wert reagierende Nitrocellulose-Kuchen die Zentrifuge und wird zwecks Weiterverarbeitung an anderer Stelle mit Wasser aufgenommen und ausgeschwemmt

Der Bergmann-Junk-Test ergab für die stabile Nitrocellulosen geforderten Werte von < 2ß ml NO/g Abspaltung.

Beispiel 1

Einer handelsüblichen Schubzentrifuge, deren Austragungsgehäuse in drei Kammern unterteilt ist, wird bei einer Drehzahl von 1200 min-' entsprechend einer 450fachen Erdbeschleunigung eine von der Druckkochung her kommende Nitrocellulose-Pülpe mit einer Stoffdichte von 10% mit Hilfe einer handelsüblichen Pumpe so zugeführt, daß kontinuierlich ein gleichmäßiger Pülpe-Strom in rjp.r Zentrifuge einläuft Die stündliche Beaufschlagung der Zentrifuge beträgt dabei 300 kg der auf absoiut-Trockenwert umgerechneten Nitrocellulose. Das anhaftende, vernehmlich aus dem Druckkocher-Prozeß stammende säurehaltige Wasser wird in dem hinteren Teil der Zentrifuge weitgehend über die erste Ablaufkammer abgeschieden. Hierbei formiert sich auf dem Zentrifugensieb ein gleichmäßiger Nitrocellulosekuchen. Dieser Nitrocellulosekuchen wird durch Aufdüsen von stündlich Iß m³ von auf 6O⁰C erwärmtes Wasser mittels dreier Düsen, die jeweils einen Sprühkegel von 60° erzeugen, während des Vorschubs auf dem Zentrifugensieb durchgewaschen. Während über die zweite Ablaufkammer der Zentrifuge

Beispiel 2

Die Durchführung des Beispiels 2 entsprach im Prinzip genau der Durchführung des Beispreis 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die aufgedüste Wassermenge von 1,5 m³ auf 2,0 m³ und die nachstabilisierte Nitrocclluioscmenge von 300 kg auf 400 kg pro Stunde Durchsatz erhöht wurde. Auch das nach diesem erfindungsgemäßen Verfahrensbeispiel nachstabilisierte Nitrocelluloseprodukt war im Sinne des hier angewendeten Tests nach Bergmann-Junk stabil.

Beispiel 3

Auch die Durchführung des Beispiels 3 entsprach im Prinzip derjenigen des Beispiels 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Menge des. aufgedüsten Behandlungswaschwassers von 1,3 m³ auf 2,2 m³ pro Stunde und die Menge der mit diesem Waschwasser nachstabilisierten Nitrocellulose von 300 kg auf 2000 kg Durchsatz, berechnet auf absolut trockene Nitrocellulose, pro Stunde erhöht wurde. Trotz des im Vergleich zur Menge der Waschwasser-Flüssigkeit stark erhöhten Menge der damit behandelt«= Nitrocelulose zeigte diese trotz der extrem kurzen Behandlungsdauer mit diesem Waschwasser in der dritten Ablaufkammer ein praktisch neutrales Filtrat Auch hier war die Probe nach Bergmann-Junk zufriedenstellend im Sinne einer ordnungsgemäß nachstabilisierten Nitrocellulose.

Claims

Patentansprüche:

1. Kontinuierliche Verfahren zur Stabilisierung von unter Druck abgekochter, wasserfeuchter, als Lack-Collodiumwolle verwendbarer Nitrocellulose durch einen nach der Druckkochung erfolgenden Wasch-Zentrifugierprozeß, wobei man von einem Nitrocellulosekuchen ausgeht, der durch Zentrifugalkraft bei Umdrehungen von 1000 bis 1600 min-' hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß man den vorgenannten Nitrocellulosekuchen während des Zentrifugierens für die Dauer von 15 bis 30 Sekunden durch Aufdüsen der Ibis lOfachen Menge, bezogen auf absolut trockene Nitrocellulosesubstanz, von 40 bis 95° C warmem Wasser intensiv durchwäscht und nach Abschluß des Zentrifugierens zur Weiterverarbeitung mit Wasser aufnimmt und abfördert

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wasch-Zentrifugierprozeß für die Dauer von 20 bis 28 Sekunden durch Aufdüsen der 2- bis 5fachen Menge, bezogen auf absolut trockene Nitrocellulosesubstanz, von 55 bis 75°C warmem Wasser durchführt