Хлористый метилен, или метиленхлорид СНаС12, представляет собой довольно тяжелую (уд. вес 1,369—1,375) низкокипящую (температура кипения 41°), легколетучую (скорость испарения лишь в 1,8—2 раза меньше весьма летучего эфира), негорючую, не смешивающуюся с водою жидкость. При этом метиленхлорид хорошо растворяет все сорта АЦ, в том числе и триацетат. Вследствие своей нерастворимости в воде метиленхлорид не разбавляется водою, возвращение его в производство не представляет затруднений. Ввиду летучести метиленхлорида значительно сблегче-но по сравнению с уксусной кислотой удаление его из образовавшейся сырой ацетилцеллюлозы, что может быть произведено испарением. К тому же метиленхлорид играет роль саморегулятора температуры процесса ацетилирования, что имеет особо большое значение в производстве ацетилцеллюлозы, крайне чувствительной к повышению температуры и требующей самого тщательного контроля температур и энергичного отвода тепла. Чтобы понять эту особенность производства АЦ, вспомним, что реакции ацетилирования сильно экзотермична и что целлюлоза находится в среде концентрированных кислот. Если бы в этих условиях воздействовала еще высокая температура, то это привело бы к сильной деструкции целлюлозы и получился бы непригодный продукт. Отсюда ясно, почему так важно в производстве АЦ регулирование температуры и отвод тепла путем охлаждения реакционной массы. В этом процессе эффективно используется летучесть метиленхлорида. При энергичном протекании реакции ацетилирования температура в ацетиляторе поднимается выше 40°; метиленхлорид начинает сильно испаряться и отбирать тепло от реакционной массы. Пары его из ацетилятора направляются в холодильник, где они кон-денсируются; охлажденный жидкий метиленхлорид возвращается в ацетилятор. Чем больше тепла выделяется при ацетилировании, чем выше поднимается температура, тем больше испаряется метиленхлорида, тем сильнее его охлаждающий эффект. Таким образом, метиленхлорид действует как саморегулятор температуры процесса и прекрасный охладитель. Это позволяет одновременно загружать в ацетилятор большие количества целлюлозы (около 2 т), что невозможно при применении уксусной кислоты, так как при ацетилировании значительных количеств целлюлозы выделяется большое количество тепла, которое не удается отвести через стенки аппарата. По указанным причинам вариант с метилен.-хлоридом следует считать наиболее совершенным современным методом ацетилирования. Не следует, однако, думать, что в этом варианте уксусная кислота совершенно отсутствует как в смеси, так в сиропе и в отходах. Уксусная кислота прежде всего вводится при активации целлюлозы; затем она образуется при ацетилировании, так как только половина молекулы уксусного ангидрида идет на ацетилирование (на замещение гидроксилов целлюлозы); другая же часть образует уксусную кислоту. Последняя образуется также при разложении водой избытка ангидрида после реакции[7, С.41]
Надмолекулярные эффекты. При протекании реакций в твердой фазе, а также в случае возможной ассоциации и агрегации макромолекул в растворе в ходе реакции следует учитывать возникающие надмолекулярные эффекты. Наличие надмолекулярных образований приводит прежде всего к уменьшению скорости диффузии низкомолекулярного реагента к функциональным группам полимера. Примером влияния надмолекулярных образований на скорость реакции и степень превращения могут служить реакции функциональных групп целлюлозы, зависящие от характера предварительной обработки, «активации» целлюлозы. Так, гидрообработка способствует увеличению степени превращения при ацети-лировании целлюлозы, так как вода, вызывая набухание целлюлозы, повышает доступность гидроксильных групп. В то же время наличие надмолекулярных образований в растворе может привести к неоднородности продуктов реакции.[2, С.57]
После активации целлюлозы в аппарат вводят 3200+50 кг ацетилирующей смеси (из емкостей 2 и 8) следующего состава (в %):[1, С.99]
Для лучшей активации целлюлозы (повышения набухания) обычно используют водный 80—90%-ный раствор уксусной кисло' ты. Затем проводят противоточную промывку набухшей целлюлозы с помощью ледяной уксусной кислоты, измельчение и отжим целлюлозы. Максимальное удаление воды необходимо для уменьшения расхода наиболее дорогого реагента ацетилирования — аде-тангидрида на побочную реакцию с водой.[5, С.232]
Процесс производства частично гидролизованного триацетата состоит из следующих операций: 1) подготовки сырья, 2) активации целлюлозы; 3) ацетилирования; 4) нейтрализации; 5) вытеснения ацетилирующей смеси—промывки триацетата нерастворителем—бензолом; 6) отгонки нерастворителя—бензола; 7) водных промывок; 8) частичного гидролиза триацетата; 9) водной промывки; 10) сушки продукта; 11) регенерации отработанной ацетилирующей смеси.[7, С.46]
Приведенные схемы реакции ксантогенирования относятся к аморфной части целлюлозы. В кристаллической части в реакции ксантогенирования (при условии достаточной активации целлюлозы при мерсеризации), по-видимому, участвуют решеточные аддитивные соединения включения, образовавшиеся при взаимодействии целлюлозы с гидратиро-ванными ионами гидроксида натрия, состава C6HioO5 • NaOH • лН2О.[3, С.589]
Технологический процесс производства АБЦ аналогичен (с учетом тех особенностей и отличий, о которых выше уже говорилось) технологическому гомогенному процессу производства АЦ и состоит из следующих последовательных операций: 1) подготовки сырья, 2) активации целлюлозы, 3) этерификации целлюлозы. 4) частичного омыления, 5) высаждения, 6) отгонки растворителя—метиленхлорида, 7) промывки от кислотной смеси, 8) отбелки, 9) промывки, 10) сушки, 11) регенерации летучих и кислот.[7, С.58]
Для аппаратурного оформления процесса получения ацетатов целлюлозы по непрерывному способу, нужно значительно сократить продолжительность основных операций, прежде всего ацети-лирования. Продолжительность ацетилирования сокращается (до 0,5—-1 ч и менее) путем эффективной активации целлюлозы или за счет повышения температуры при ацетилировании. Более целесообразно улучшать активацию целлюлозы, т. е. увеличивать ее набухание перед ацетилированием. В этом случае в результате ацетилирования получают равномерный по свойствам продукт достаточно высокого качества.[5, С.232]
Продукт обработки целлюлозы щелочными растворами часто называют щелочной целлюлозой (алкалицеллюлозой), а сам процесс обработки — мерсеризацией. Важнейшим свойством щелоч* ной целлюлозы является ее повышенная (по сравнению с исходной) реакционная способность, поэтому щелочная обработка нередко применяется для активации целлюлозы.[4, С.254]
Влажность древесины и взаимодействие древесины и ее компонентов с водой имеют важное значение для механической и химической технологии древесины, например, для пропитки древесины растворами химических реагентов, антисептиков, антипиренов и т.д., при сплав'е и хранении лесоматериалов в воде. Вода играет роль при активации целлюлозы перед проведением химических реакций. Взаимодействие целлюлозы с водой в бумажной массе при размоле и последующее удаление воды при формовании бумажного листа обусловливают образование прочных межволоконных связей в бумаге.[3, С.260]
Обработка целлюлозных волокон концентрированными растворами щелочей - один из старейших промышленных процессов. В настоящее время обработка водными растворами гидроксида натрия применяется в текстильной промышленности, при облагораживании целлюлоз для химической переработки в целлюлозном производстве, а также как промежуточная стадия активации целлюлозы в производстве вискозных волокон и пленок и при получении простых эфиров целлюлозы.[3, С.563]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.