DE954693C - Verfahren zur kontinuierlichen Veresterung von Cellulose mit organischen Saeuren - Google Patents

Description

• Verfahren zur kontinuierlichen Veresterung von Cellulose mit organischen Säuren Es wurden schon verschiedene Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen, um die Veresterung von Cellulose kontinuierlich in homogener Phase, d. h. in Gegenwart eines Lösungsmittels, in dem sich der gebildete Ester löst, durchzuführen.
• Unter diesen Verfahren kann man beispielsweise folgende aufzählen: Ein Verfahren, bei dem die Reaktionsmasse eine Apparatur durchläuft, in der sie durch Rührorgane, die Formen und Dimensionen aufweisen, die der Konsistenz und der Struktur dieser Masse für jede Reaktionsphase angepaßt sind, fortschreitend durcheinandergemischt wird; die hierzu verwendete Vorrichtung besteht aus einer aufrechten, Kolonne mit einer senkrecht drehbaren Achse, die mit in verschiedenen Höhen angebrachten, sich horizontal drehenden, verschieden geformten Rührorganen versehen ist; ein Verfahren, bei dem die verwendete Apparatur aus einem sich um seine gegen die Horizontale geneigte Achse drehenden Zylinder besteht, in dem die Vorwärtsbewegung der Reaktionsmasse durch im Innern der Apparatur angebrachte Organe beeinflußt wird; ein Verfahren, bei dem die Reaktion in einer oder mehreren Vorrichtungen mit Schnecken oder mit schneckenförmigen Schrauben durchgeführt wird, und schließlich ein Verfahren, bei dem die verwendeten Apparaturen mehrere Rührer aufweisen, deren Form und Lage derart ist, daß sie den Durchgang nur sehr dünner Schichten der Realdiousmasse entweder zwischen den Rührern oder %wischen einem der Rührer und den Wänden der Apparatur gestatten.
• Eine andere Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Gellulosederivaten besitzt in einem zylindrischen Gehäuse eine exzentrisch gelagerte Drehtrommel mit beweglich so gelagerten Rührarmen, daß diese beim Drehen der Trommel neben ihrer Drehbewegltng eine hin- und hergehende Bewegung durch Aussparungen in der Tromm elwand ausführen.
• Als halbkontinuierlich ist noch ein Verfahren anzuführen, bei dem die Einleitung der Veresterung in einer gesonderten Vorrichtung erfolgt, während die Reaktion selbst und. das Entfernen der veresterten Masse in einem Mischapparat mit anschließendem langem Schneckengang durchgeführt werden.
• Bei diesem Verfahren werden so tiefe Realstialstemperaturen gefordert, daß zusätzliche Kühlapparate notwendig sind. Insbesondere wird dieses Verfahren für die Herstellung von Mischestern mit hohem Propionsäure- oder Buttersäuregehalt vorgeschlagen.
• Die bisher bekanntgewordenen Verfahren und Vorrichtungen konnten sich insgesamt nicht in der Technik durchsetzen, da sie alle die gleichen Nachteile zeigen: ihre Konstruktion ist durchweg zu schwierig, und ihre Wartung stellt zu hohe Ansprüche an das Bedienungspersonal. Zudem war es trotz großer Sorgfalt bei ihrer Überwachung nicht möglich, ein stets gleichbleibendes, qualitativ einwandfreies Erzeugnis zu erhalten.
• Gegenstand der Erfindung ist die kontinuierliche Veresterung von Cellulose mit organischen Säuren in homogener Phase, die in einer bekannten, mit Mitteln zur Temperaturregelung sowie Zuführungs-und Abführungsöffnungen versehenen, liegenden Vorrichtung durchgeführt wird, bei der eine zylind.rische Welle, die unterbrochene, schraubenförmige Flügel bildende Windungen besitzt, etwa horizontal in einem Gehäuse rotiert, das an seiner Innenfläche zahnförmige Vorsprünge aufweist, und bei der Gehäuse und Welle sich gegeneinander hin-und herbewegen.
• Man kann beispielsweise die in der Zeichnung abgebildete Apparatur verwenden, die aus einem Gehäuse 1 besteht, das eine Eintrittsöffnung2 und eine Austrittsöffnung 3 aufweist und auf der Innenfläche Vorsprünge in Form von Zähnen 4 besitzt, und die weiterhin aus einer zylindrischen, endlosen Schraube 5 besteht, die unterbrochene Windungen trägt, welche getrennte, schraubenförmige Flügel 6 bilden. Diese Schraube erhält eine Rotationsbewegung, und darüber hinaus verschiebt sie sich axial gemäß einer Hin- und Herbewegung.
• Das Gehäuse I ist mit Mänteln 7, 8, 9 und 10 zur Tempera,turregelung versehen. Außerdem kann die Schraube 5 hohl sein, so daß der Umlauf einer Kühl- bzw. Erhitzungsflüssigkeit mögl.ich ist. oder jedes andere Mittel aufweisen, das zur Temperaturregelung in der Vorrichtung beiträgt. Die Rohre ii und 12 sind vorgesehen, um die verschiedenen Reaktionskomponenten an geeigneten Stellen zuzuführen.
• Bei der Durchführung der Erfindung wird die Cellulose, die gegebenenfalls zur Erhöhung ihrer Reaktionsfähigkeit einer Vorbehandlung unterworfen worden ist, durch die Öffnung 2 in die Apparatur eingeführt. Die zur Veresterung notwendigen Reaktionsteilnehmer werden durch die Öffnungen 2, rI und 12 eingeführt. Unter der Einwirkung einer doppelten Bewegung, der Rota.tions-und der Hin- und Herbewegung der Schraube 5 verschiebt sich die Reaktionsmasse in dem c;ehäute 1 nach Maßgabe des Fortschreitens der Reaktion, um schließlich durch die Öffnung 3 ausgestoßen zu werden, wenn die Reaktion zu dem gewünschten Stadium geführt hat.
• Durch die Mäntel 7, 8, 9 und 10 und die hohle Welle, die das Erhitzen oder Abkühlen der Rc-aktionsmalsse ermöglichen, wird. die Masse überall bei der gewünschten Temperatur gehalten. Die Geschwindigkeit des Verschiebens der in Reaktion befindlichen Masse im Innern der Vorrichtung wird durch die Rotationsgeschwindigkeit der Schraube und die Hin- und Herbewegung geregelt.
• Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern: Beispiel Cellulose, die mit dem Doppelten ihres Gewicht an Essigsäure imprägniert ist, wird kutinuierlich in einer Menge von 150 kg/Stunde, berechnet auf trockene Cellulose, in die Einfüllöffnung 2 der Vorrichtung, die in der Zeichnung wiedergegeben ist, eingeführt.
• In diese Einfüllöffnung läßt man auch kontinuierlich 300 1/Stunde Eisessig laufen, so daß die gesamte vorhandene Essigsäuremenge im Bereich zwischen der Einfüllöffiiung 2 und dem Rohr In etwa dem Vierfachen des Gewichts der trockenen Cellulose entspricht.
• Durch die Rohre II und 12 führt man in die Apparatur kontinuierlich 870 1/Stunde einer Mischung ein, d.ie aus 500 Teilen Eisessig, g Teilen Schwefelsäure (660 Bé) und 360 Teilen 97%igem Essigsäureanhydrid besteht Man läßt in den Mänteln Wasser umlaufen, und. zwar in dem Mantel 7 mit einer Temperatur von 120, in dem Mantel 8 von 200, in dem Mantel g von 400 und in dem Mantel 10 von 550, Die Schraube 5 wird durch Umlauf von Wasser von I20 gelçühlt. Die Dauer des Durchgangs zwischen der Einfüllöffnung 2 und dem Rohr II beträgt 7 bis 15 Minuten; die Dauer des Durch gangs in der Veres.terungszone, die von dem Rohr II bis zur Austrittsöffnung 3 reicht, beträgt 15 bis 20 Minuten.
• Die Reaktionsmasse, die durch die Öffnung 3 austritt, wird dann direkt mit einer Pumpe in eine Mischapparatur geleitet, in die man kontinuierlich 450 1/Stunde einer Mischung von 6o0/o Essigsäure und 400/0 Wasser einführt. Man erhält so eine essigsaure Lösung des Cellulosetriacetats, die durch die üblichen Mittel hydrolysiert werden kann.
• Die Erfindung wurde durch ein Beispiel erläutert, das sich auf die Erzeugung von Celluloseacetat bezieht; sie kann jedoch ebenso zur Herstellung anderer Gaibonsäureester oder gemischter Carbonsäureester der Cellulose angewandt werden, wie beispielsweise Cellulosepropionat, Celluloseb.utyrat oder Celluloseacetobutyrat.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur kontinuierlichen Veresterung von Cellulose mit organischen Säuren in homogener Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die Veresterung in einer bekannten, mit Mitteln zur Temperaturregelung (7, 8, 9, IO) sowie Zuführungs- (2) und Abführungsöffnungen (3) versehenen, liegenden Vorrichtung durchgeführt wird, bei der eine zylindrische Welle (5), die unterbrochene, schraubenförmige Flügel bil -dende Windungen (6) besitzt, etwa horizontal in einem Gehäuse (I) rotiert, das an seiner Innenfläche zahuförmige Vorsprünge (+) awfweist, und bei der Gehäuse(I) und Welle(5) sich gegeneinander hin- und heibewegen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 483 144, 493 iOJ.

   493 I02, 542 866; schweizerische Patentschrift Nr. 233 843; USA.-Pa!tentschrift Nr. 2 490 643; französische Patentschrift Nr. 932 476; kritische Patentschrift Nr. 626 067.