Файл: Бытенский В.Я. Производство эфиров целлюлозы.pdf

Вреактор загружают щелочную целлюлозу, сухую щелочь

иэтилирующую смесь. Этилирующая смесь содержит бензол и хлористый этил, а также некоторое количество диэтилового

эфира и этилового спирта, содержащихся в оборотных бензоле и хлористом этиле. Для получения высококачественной этилцеллюлозы содержание хлористого этилена в смеси должно быть 50—56%, суммарное количество примесей не выше 8%. Этили­ рующую смесь загружают в таком количестве, чтобы на 1 моль целлюлозы приходилось 10 моль хлористого этила для степени

и скорости перемешивающего устройства. Для гомогенных про­ цессов лучшей является якорно-рамная мешалка. Она обеспечи­ вает перемешивание массы и одновременно снимает налипший на корпус реактора слой продукта. Зазор между корпусом ме­ шалки и корпусом аппарата не должен превышать 8—10 мм. Число оборотов выбирается, таким образом, чтобы линейная ско­ рость мешалки на периферии была не меньше 200 м/мин.

После загрузки в реактор всех компонентов аппарат герме­ тизируют, включают мешалку и разогревают реакционную массу в течение 1 ч до температуры начала реакции 80—85 °С. Реак­ цию проводят по определенному температурному режиму, при­ чем по достижении температуры 105—110°С начинается интен­ сивное выделение тепла реакции, которого достаточно для даль­ нейшего разогрева массы; для поддержания температурного режима в рубашку аппарата подают охлаждающую воду.

Следует отметить, что в реакторе с самого начала создается избыточное давление, которое повышается с увеличением тем­ пературы и может достигать 20 кгс/см2 при 130—140 °С. После окончания процесса реакционную массу охлаждают до 70 °С, из­ быточное давление в аппарате, обычно 6—7 кгс/см2, снижают до 3 кгс/см2 путем стравливания части газовой среды через систему конденсаторов. Затем следует операция высаждения.

Высаждение этилцеллюлозы. Полученный при этерификации раствор этилцеллюлозы в смеси растворителей передается в высадитель, где полимер отделяется от растворителя, соли и ще­ лочи, Высадитель по объему вдвое больше реактора, снабжен мешалкой и рубашкой для подогрева и охлаждения. Поскольку среда оказывает сильное корродирующее воздействие на мате­ риал аппарата, чаще всего используется эмалированная емкость. Высадитель работает при максимальном избыточном давлении

0,7 кгс/см2.

Существует два различных метода высаждения: в горячую воду и в холодную воду. Оба метода одинаковы по длительно­ сти, но при высаждении в холодную воду гранулометрический состав «зерен» этилцеллюлозы более однороден.

В ы с а ж д е н и е в г о р я ч у ю воду . Варочный лак под остаточным давлением в реакторе 3 кгс/см2 при постепенном

ПО

открывании клапана 11 и задвижки на патрубке 10 очень мед­ ленно передавливается в высадитель с водой, нагретой до 92 °С. Сразу после начала высаждения включают мешалку и в ру­ башку высадителя подают пар. Разгрузка реактора ведется не менее 1,5 ч, при этом температура воды поднимается до 99— 100 °С. После того как вся масса перейдет в высадитель, подо­ грев продолжается еще 2,5—3 ч для полного удаления из воды легколетучих компонентов. Вода, оставшаяся в высадителе, не должна содержать спирта, эфира, бензола и хлористого этила.

В ы с а ж д е н и е в х о л о д н у ю воду . Варочный лак из реактора передавливается в высадитель, залитый холодной во­ дой с температурой 15—20 °С. В процессе смешения более горя­ чего лака с холодной водой температура в высадителе подни­ мается за 5—10 мин до 28—35 °С, при этом часть легколетучих компонентов удаляется из аппарата в конденсационную систему. Затем температура медленно повышается за 1 ч до 50—56 °С, и при этой температуре масса выдерживается еще 1 ч, после чего в течение 1 ч температура повышается'до 98—100 °С, и при этой температуре летучие отгоняются в течение 1 ч.

Кисловка, отбелка и стабилизация. Целью операций кисловки и отбелки является удаление солей металлов из этилцеллюлозы.

После отгонки летучих компонентов вода, содержащая до 5% NaOH и до 13% NaCl, подается на водоочистку, а суспен­ зия заливается свежей водой и передается в аппарат для кис­ ловки— кисловочный чан.

Кисловочный чан — это полностью подобный высадителю аппарат, обязательно эмалированный, так как все лучшие отбе­ ливающие или кислующие растворы чрезвычайно агрессивны (HCl, S02, НСІ + КМПО4). Чаще всего суспензия этилцеллю­ лозы обрабатывается (при модуле 1:20), 0,2%-ным раствором НС1 при 80—90 °С в течение 1—2 ч.

Отбелка этилцеллюлозы вначале осуществляется 0,5%-ным раствором КМп04 в течение 2 ч при 20°С, а затем 1%-ным рас­ твором НС1 при 80 °С также в течение 2 ч, после чего следуют три водные промывки при 80 °С и модуле 1:20 по 1 ч с после­ дующей стабилизацией этилцеллюлозы.

Стабилизация необходима для того, чтобы нейтрализовать следы НС1 в плотных гранулах этилцеллюлозы и обеспечить тем самым устойчивость ее при сушке. Стабилизация проводится 0,2%-ным раствором NaOH при модуле 1 :20, температуре 50°С в течение 2 ч.

Водные промывки. Суспензия этилцеллюлозы после стабили­ зации направляется на водные промывки для удаления остаточ­ ного количества щелочи и соли. Водные промывки — чрезвычайно важная операция, так как электрические свойства этилцел­ люлозы в значительной мере зависят от присутствия загрязне­ ний. Максимально допустимая зольность готовой этилцеллю­ лозы, используемой в дальнейшем в электротехнике, не должна превышать 0,2%, содержание NaOH — 0,03% и NaCl —-0,07%.

Ш

Промывки осуществляются горячей водой с температурой не ниже 90 °С. Температура воды для первой промывки не должна превышать 80 °С, так как большое количество щелочи вызывает сильное вспенивание массы при высокой температуре, что мо­ жет привести к выбросу из аппарата.

Большое влияние на скорость промывки оказывает грануло­

вода. Обычно требуется 6—7 промывок, чтобы окончательно отмыть этилцеллюлозу с крупными гранулами, и 7—10 — для мелкогранулированного продукта. Расход воды при таком спо­ собе промывки колеблется от 155 до 180 л на 1 кг сухой этил­ целлюлозы.

Для уменьшения расхода воды на промывку этилцеллюлозы,

атакже для' сокращения времени промывка может проводиться

спромежуточным отжимом. Так, при промежуточном отжиме этилцеллюлозы до влажности 55—60% требуется три-четыре промывки и расход воды сокращается до 80—100 л/кг, а при

отжиме до 40—45 вес. % — две-три промывки и расход воды

50—70 л/кг.

Для промывки с промежуточным отжимом лучше всего ис­ пользовать осадительную или фильтрующую центрифугу. Цен­ трифуга соединена с несколькими аппаратами для приготовле-

И2