SU331061A1 - Способ контроля процесса ацилирования целлюлозы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам контрол  завершенности химических процессов, мерой которой  вл етс  гомогенность реакционной массы, в частности к способу контрол  процесса ацилировани  при получении сложных эфиров целлюлозы, например ацетатов целлюлозы.

При ацилировании целлюлоза превращаетс  в триацетат целлюлозы и переходит из твердой фазы в раствор, образу  так называемый сироп. Наличие в сиропе даже очень небольпюго количества недоацетилированных волокон целлюлозы отрицательно сказываетс  на одном из основных показателей качества готовой продукции - фильтруемости . Определение фильтруемости  вл етс  длительным процессом и может быть завершено лишь через 1-2 суток после получени  продукта, что ограничивает возможности оперативного управлени  стадией ацетилировани , продолжительность которой в непрерывных методах составл ет 10-20 мин.

Анализ осадка, полученного фильтрованием продукта, соответствующего требовани м технических условий по фильтруемости, показывает, что на 95-99% он состоит из целлюлозы и недоацетилированной целлюлозы , котора  дальнейшим ацилированием может быть переведена в раствор. Остальна  часть осадка представл ет собой принципиально нерастворимые органические и неорганические примеси, не удаленные в процессе облагораживани  целлюлозы. Контроль процесса ацилировани  целлюлозы в насто щее врем  осуществл ют по «чистоте пол  путем визуального определени  наличи  непрореагировавших волокон целлюлозы в капле сиропа, помещенной между двум  предметными стеклами. Показатель

этот  вл етс  качественным и чисто субъективным . Кроме того, результат может оказатьс  случайным.

Из-за отсутстви  своевременной информации процесс ацилировани  ведут в более м гких , чем это возможно, услови х, дл  того чтобы случайные колебани  не привели к получению брака.

С целью улучшени  контрол  ацилировани  целлюлозы и непрерывного осуществлени  его, предлагаетс  контроль ацилировани  целлюлозы в процессе получени  ее сложных эфиров проводить путем определени  наличи  непрореагировавших волокон целлюлозы в реакционном растворе. Дл  этого часть сиропа на выходе из ацетил тора отбирают насосом с посто нным расходом, термостатируют и продавливают через фильтр, материал которого инертен по отношению к реакционной среде. Остальную часть сиропа подают

ровани  и т. д. По изменению давлени  перед фильтрующим устройством суд т о наличии неирореагировавших волокон.

Ьсли сироп не содержит нерастворимых примесей, давление перед фильтром остаетс  посто нным (см. чертеж, крива  1}. Если сироп содержит только принципиально нерастворимые примеси, то давление перед фильтром вследствие его забивки начинает возрастать . Однако поскольку количество примесей невелико (доли процента от веса целлюлозы ), процесс этот оказываетс  весьма длительным и полна  забивка фильтра наступает через несколько суток непрерывной эксплуатации (см. чертеж, крива  2).

Если ацилирование протекает при строго посто нных услови х, то недоацетилированна  целлюлоза задерживаетс  на фильтре, постепенно увеличива  давление перед ним. Однако так как сироп еще содержит ангидрид и катализатор ацилировани , часть целлюлозы постепенно ацилируетс , раствор етс  11 прйходит через фильтр. Наконец, насту4aeTj ,jaKQ,состо ние, при котором скорость фдвод. 7 недоацетилированпой целлюлозы о йзывг с фавнюй скорости ее ацилировани  -р-аетворени ; (см. чертеж, крива  3), при этом кривые- и 3 расположены почти эквидистантно. Чем больше поток недоацетилировапной целлюлозы, тем выше равновесное давление и положение кривой 3. Крива  4 показывает изменение давлени  при получении продукта, качество которого находитс  на пределе требований по фильтруемости .

При проведении процесса, параметры которого имеют естественные колебани , качество продукта (фильтруемость) будет гарантировано в том случае, если величина давлени  (см. чертеж) находитс  в области, расположенной ниже кривой 4.

Направление кривой 2, а следовательно и кривой 4, определ етс  сортом целлюлозы и может быть найдено по результатам эксплуатации фильтрующей установки непосредственно на рабочем месте.

Таким образом, при эксплуатации фильтрующей установки в течение 120-15U час (400-800 циклов ацилировани ) можно оперативно управл ть процессом в максимально жестких услови х, поддержива  значение наиболее важных параметров, например расход уксусного ангидрида, на нижнем допустимом уровне. Величину этого параметра можно определ ть вручную или с помощью автоматической системы, в которой датчиком  вл етс  манометрическое устройство.

При этом чем больше поверхность фильтра , тем дольше возможна работа без генерации и тем меньше чувствительность метода и наоборот.

Измен   состав и температуру сиропа непосредственно перед фильтром, можно избрать наиболее рациональный способ воздействи  на лроцесс ацилировани . Таким образом , фильтрующее устройство может служить моделью промышленного аппарата по ацилированию последних фракций целлюлозы и (или)  вл тьс  датчиком дл  автоматической системы управлени .

Пример 1. В действующий непрерывно ацетил тор подают 1 ч. активированной целлюлозы , 2,18 ч. уксусного ангидрида (избыток 15% относительно теоретического), 0,04 ч. серной кислоты и 6,78 ч. лед ной уксусной

кислоты. При начальной температуре 25°С и конечной ацилирование заканчиваетс  за 25 мин. Расход сиропа составл ет 150 кг/час. На выходе из ацетил тора сироп раздел ют на два потока. Один из них направл ют на остановку ацилировани  и дальнейшую обработку, другой шестеренчатым насосом перекачивают через трубу, снабженную термостатирующей оболочкой, и подают на фильтр. Дисковый полиэтиленовый фильтр

имеет рабочую площадь 0,03 м, размеры пор 50-70 ж/с и общую пористость около 70%. Каждую минуту на фильтр поступает 250 мл сиропа. В течение 5 час работы давление перед фильтром возрастает с 1,5 до 10 атм и

сироп не фильтруетс .

Качество триацетата целлюлозы, отобранного перед фильтром, характеризуетс  следующими показател ми: фильтруемость (при Г оо) 400 мл; рабоча  в зкость 10%-ного

раствора 7,3 пз; удельна  в зкость 0,2%-ного

раствора в смеси метиленхлорид-метанол

0,38; прозрачность 180 мм; ацетильное число

61,3%.

Пример 2. Все параметры технологического процесса сохран ют такими же, как в примере 1, но расход уксусного ангидрида увеличивают до 25%-ного избытка относительно теоретически необходимого (2,36 ч.). Давление перед фильтром остаетс  почти

неизменным (1,5-3 атм) в течение 80 час, после чего начинает возрастать. Через 115 час работы давление на фильтре 9 атм. Качество триацетата целлюлозы характеризуетс  следующими показател ми: фильтруемость (при Г оо) 1500 мл; рабоча  в зкость 10%-пого раствора 4,6 пз; удельна  в зкость 0,2%-ного раствора в смеси метиленхлорид-метанол 0,39; прозрачность 500 мм; ацетильное число 61,5%.

Пример 3. Все параметры технологического режима сохран ют такими же, как в примере 1. Через 3 час работы давление на фильтре 6 атм. В этот момент расход уксусного ангидрида увеличивают до 2,27 ч. или

температуру в средней зоне ацетил тора увеличивают с 38 до 41°С, а в последней зоне уменьшают с 55 до 53°С, или температуру в средней зоне ацетил тора повышают с 38 до 4ГС, расход катализатора уменьшают до

Давление на фильтре остаетс  около 6 атм в течение 1,5 час, в дальнейшем начинает снижатьс . Еще через 2,5 час давление на фильтре 2 атм. Качество триацетата целлюлозы , отобранного в этот момент перед фильтром , характеризуетс  следующими показател ми: фильтруемость (при ) 1200 мл; рабоча  в зкость 10%-ного раствора 4,9 лз; удельна  в зкость 0,2%-ного раствора в смеси метиленхлорид-метанол 0,39; прозрачность 500 мм; ацетильное число 61,5%.

Предлагаемый способ позвол ет получать непрерывную информацию о качестве продукта , что дает возможность не только сократить выход бракованной продукции, но и в

каждом конкретном случае прин ть наиболее экономически выгодное решение.

Предмет изобретени 

Способ контрол  процесса ацилировани  целлюлозы при получении ее сложных эфнров путем определени  наличи  непрореагировавщих волокон в реакционном растворе,

отличающийс  тем, что, € целью улучшени  контрол , часть реакционного раствора подают на фильтрующее устройство и по изменению давлени  перед фильтрующим устройством суд т о наличии непрореагировавших

волокон.

Продолжительность срильтроиии

г