Лаковый коллоксилин

Лаковый коллоксилин

Расчеты по производству лакового коллоксилина 1000р

В химической промышленности в настоящее время используют периодические и непрерывные способы производства азотно-кислых эфиров целлюлозы:

Периодический способ по отношению к непрерывному имеет существенные недостатки:

1) большие затраты ручного труда;

2) большая единовременная производительность каждой операции и всего технологического процесса;

3) трудно поддается автоматизации и механизации, особенно вспомогательные операции;

4) большие капитальные затраты;

5) высокая себестоимость продукции;

6) недостаточно высокое качество продукции периодически действующего оборудования, это и является причиной неоднородности продукта;

7) разбросанность операций по отдельным зданиям приводит к большому количеству межфазных транспортировок.

Независимо от способа производства, текущий процесс изготовления нитратов целлюлозы включает следующие фазы:

- подготовка целлюлозного материала к нитрованию;

- приготовление рабочих кислотных смесей;

- нитрование целлюлозы;

- улов паров и туманов азотной кислоты;

- стабилизация нитратов целлюлозы (предварительная стабилизация, измельчение нитратов целлюлозы, формирование малых партий нитратов целлюлозы), смешение общих партий нитратов целлюлозы;

- конечные операции текущего процесса (подготовка нитроцеллюлозы к водоотжиму, водоотжим и укупорка, улов нитратов целлюлозы из сифонных вод).

Непрерывный способ производства нитратов целлюлозы по сравнению с периодическим имеет следующие преимущества:

1) высокая производительность оборудования;

2) устранение ручного труда на многих операциях технологического процесса;

3) снижение трудоемкости;

4) возможность автоматизированного и дистанционного управления технологического процесса;

5) снижение безопасности процесса в целом;

6) возможность разработки на основе непрерывного способа высокомеханизированного способа производства.

Таким образом, сравнив эти два способа производства нитратов целлюлозы, выбираем непрерывный способ производства нитратов целлюлозы, т.к. этот способ имеет ряд преимуществ по сравнению с периодическим /2/.

Нитраты целлюлозы – сложные эфиры целлюлозы, имеющие общую формулу [C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x]n.

Нитрование целлюлозы осуществляется в отделении нитрации, где получаются нитраты целлюлозы с заданным содержанием азота, растворимостью, вязкостью и осуществляется улов удержанных кислот нитратами целлюлозы.

Процесс нитрации состоит из трех стадий:

1) смачивание и капиллярная пропитка целлюлозы нитрационной кислотной смесью;

2) набухание и нитрация целлюлозы;

3) диффузное выравнивание концентрации нитрующей кислотной смеси внутри волокна.

Все три стадии накладываются друг на друга. Смачивание и капиллярная пропитка идут тем быстрее, чем чище целлюлоза и активнее нитрационная кислотная смесь. Одновременно идет набухание и нитрация целлюлозы, в результате чего выделяется вода и начинается выравнивание концентрации нитрующей кислотной смеси внутри волокна. Разность концентраций внутри волокна и вне его приводит к тому, что ускоряется диффузия кислотной смеси внутрь волокна. Чем больше модуль нитрации, тем быстрее идет процесс выравнивания концентрации.

Нитраты целлюлозы получают при действии на целлюлозу азотной кислотой без добавок или в присутствии добавок, связывающих воду:

[C6H7O2(OH)3]n + nmHNO3 [C6H7O2(OH)3-m(ONO2)m]n+mnH2O

где n – степень полимеризации;

m – степень этерификации.

Реакция протекает с выделением большого количества тепла. Реакция обратимая и протекает вместе с побочными реакциями окисления и гидролиза самой целлюлозы и ее спутников.

При взаимодействии целлюлозы с азотной кислотой теоретически возможно получить три вида нитратов целлюлоз, в зависимости от количества замещенных гидроксильных групп в исходном остатке на ONO2 – нитратные: мононитрат, динитрат, тринитрат целлюлозы.

При нитрации прежде всего замещаются ОН-группы целлюлозы в неориен-тированных участках (аморфных), а затем в ориентированных (кристаллических).

Причем, в первую очередь замещаются ОН-группы у С6, т.е. у шестого углеродного атома, с образованием мононитрата целлюлозы:

[C6H7O2(OH)3]n + nHNO3 [C6H7O2(OH)2(ONO2)]n+nH2O

Далее замещается ОН-группа, находящаяся на поверхности кольца или у С2, с образованием динитрата целлюлозы:

[C6H7O2(OH)2(ONO2)]n + nHNO3 [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n+nH2O

В последнюю очередь замещаются ОН-группы, находящиеся внутри кольца у С3, с образованием тринитрата целлюлозы:

[C6H7O2(OH)(ONO2)2]n + nHNO3 [C6H7O2(ONO2)3]n+nH2O

Практически заместить все гидроксильные группы в целлюлозе невозможно из-за физико-химической неоднородности целлюлозы и присутствия в ней примесей.

Содержание азота в нитроцеллюлозе находится в прямой зависимости от состава отработанной кислотной смеси, получаемой в конце процесса нитрации.

Однообразие процесса возможно при соблюдении модуля ванны, температуры и времени нитрации, а также при хороших впитывающих свойствах целлюлозного материала.

Активные рабочие кислотные смеси, т.е. кислотные смеси с повышенным содержанием азотной кислоты, способствуют увеличению скорости основного процесса и снижению побочных процессов гидролиза и деструкции, что увеличивает выход.

Вытеснение удержанных кислот сопровождается побочными процессами деструкции и гидролиза. Для снижения скорости этих процессов, вытеснение следует вести при пониженных температурах /5/, /4/.

Скачать диплом Лаковый коллоксилин(267.57 Кб) скачиваний681 раз(а)