CH312186A - Procédé continu pour l'hydrolyse en phase homogène d'esters carboxyliques de cellulose et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

  



  Procédé continu pour l'hydrolyse en phase homogène d'esters carboxyliques de cellulose
 et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.



     La, présente invention comprend un    procédé continu pour l'hydrolyse, en phase homogène, d'esters carboxyliques de cellulose, notamment du triaeétate, et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.



     Les procèdes    de fabrication d'acétate de cellulose   secondaire soluble dans ! l'acétone    comportent, ainsi qu'il est connu, une pre  mière    phase dans laquelle la cellulose est complètement acétylée jusqu'au stade tracétate et une seconde phase consistant à hydrolyser le   triacétate, insoluble dans l'acétone,    pour éliminer une partie des groupes   ace=      tylës. Il    est connu que   l'actylation peut tre    faite en phase homogène, c'est-à-dire en milieu solvant du   triacétate    formé, ou en phase hétérogène, c'est-à-dire en milieu tel que la structure fibreuse de la cellulose est conservie pendant la réaction.

   L'hydrolyse peut également tre conduite en phase homogène ou hétérogène, que le   triacétate    ait été luimme obtenu en phase homogène ou   hétéro-    gène.



   Lorsque l'hydrolyse en phase homogène est faite de façon discontinue, l'opération ne présente pas de difficultés particulières, mais il n'en est plus de mme lorsqu'on veut effectuer l'hydrolyse en phase homogène   e    d'une façon continue. L'acétate que   l'on      ob-    tient ainsi présente des caractéristiques analytiques, en particulier en ce qui concerne le titre, la viscosité et la   filfrabilité, beaucoup    plus irrégulières que celles des acétates obtenus par hydrolyse en discontinu.



   Le procédé selon la présente invention permet par exemple d'obtenir, par hydrolyse en phase homogène, et en procédant de façon continue, un acétate de cellulose soluble dans l'acétone dont les caractéristiques : titre, viscosité, filtrabilité, etc., sont extrmement homogènes,   c'est-à-dire    que toutes les parties de cet acétate ont   sensiblement les mmes ca-      ractéristiques.    Il est caractérisé en ce qu'on fait passer la solution à hydrolyser de façon continue au travers d'un appareil constitué par au moins une colonne cylindrique   divisée    dans le sens de sa hauteur par des plateaux tournants circulaires ayant sensiblement le mme diamètre que la colonne et   compor-    tant chacun au moins une ouverture dont l'emplacement est décalé d'un 

  plateau à l'autre, en réglant entre   3    et 10 heures la durée moyenne du passage de la solution dans l'appareil et en   maintenant la tempé-    rature de la solution entre 40 et   80 .   



   Ce procédé est applicable quels que soient les réactifs d'hydrolyse et le catalyseur employés.



   La description qui suit se réfère au cas   particulier du triaoétate    de cellulose.



   Les réactifs d'hydrolyse sont de   préfé-    rence ajoutés à la solution de   triaeétate    et le mélange obtenu est ensuite introduit dans l'appareil du type spécifie, mais il est   égale-    ment possible d'amener séparément dans cet appareil les réactifs d'hydrolyse et la solution de   triacetate.   



   La titulaire a constaté qu'on obtient des résultats   particulièrement-favorables    lorsque la viscosité de la solution à hydrolyser est comprise entre 20 et 80 unités CGS et partieulièrement entre 30 et 70 unités   CGS.    On peut utiliser tout moyen connu pour amener la viscosité entre ces limites, par exemple modifier la température de la solution, sa dilution ou la nature du solvant employé.

   Un mode préférentiel pour la mise en oeuvre de l'invention consiste à ajouter en deux stades les réactifs d'hydrolyse à la solution de   triaeétate.      Dans un.    premier stade on ajoute à cette solution une partie, par exemple 70 à   90 /o    des réactifs d'hydrolyse amenés à la température, ordinaire ou à température inférieure.   Dans un deuxième    stade on injecte dans la solution ainsi obtenue le com  plément    des réactifs, préalablement chauffés et mme éventuellement amenés à l'état de vapeur.



   Une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon   l'inven-    tion est représentée au dessin annexé, dans lequel :
 La fig.   1    en est une vue en perspective avec parties arrachées, et
 la fig. 2   est une    vue de détail   d'une    variante.



   L'appareil se compose essentiellement d'une colonne cylindrique verticale 1, qui comporte un moyen permettant le réglage de la température, par exemple une chemise 2.



  La colonne 1 est traversée par un arbre 3 qui. est mis en rotation par tout moyen approprié. Sur cet arbre 3 sont fixés, per  pendiculairement a son axe, des plateaux    4, qu'il   entrainedans    son mouvement. Ces plateaux 4 ont un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la colonne 1. La colonne comporte au voisinage de chacune de ses extrémités des tubulures 5 et 6 pour l'arrivée et la sortie de la masse réactionnelle et, éventuellement, des réactifs. Suivant le diamètre de la colonne, l'arrivée de la masse réaetionnelle peut se faire par une ou plusieurs tubulures disposées, par exemple, sur le fond inférieur de la colonne, comme représenté sur la fig. 1.

   La tubulure d'ar   rivée peut également tre placée a, l'inté-    rieur de l'arbre 3 portant les plateaux, arbre qui dans ce cas est creux, comme indiqué à la fig. 2.



   Le diamètre des plateaux 4 étant sen  siblement    égal au diamètre intérieur de la colonne 1, la masse   réaetionnelle    ne peut pratiquement pas s'écouler entre le bord des plateaux et la paroi de la colonne. Pour permettre sa circulation à l'intérieur de ladite colonne, chacun des plateaux   4    porte   une    ou plusieurs ouvertures 7, de toute forme   dé-    sirée, par exemple en forme de secteur cireulaire, dont l'emplacement est décalé d'un plateau à l'autre.

   La surface de la ou des ouver  tures des    plateaux est telle qu'elle régularise la durée de passage de la masse réactionnelle à travers la colonne tout en évitant des pertes de charge importantes qui auraient tendance à produire des fuites entre le bord des plateaux et la paroi intérieure de la   co-      lonne.   



   En outre, des racloirs 8 sont prévus pour ramener vers le centre de la colonne les parties de la masse réactionnelle qui pourraient avoir tendance à demeurer près de la paroi.



   Le rapport de la hauteur de la colonne à son diamètre et l'éeartement des plateaux peuvent varier sensiblement, mais de   préfé-    rence ce rapport est compris'entre 1,5 et 5, et les plateaux sont équidistants et disposés à raison de   6    à 14 par mètre.



   Le rapport de la surface de la ou des ouvertures du plateau à la surface de ce plateau peut varier suivant la nature de la masse réactionnelle et la vitesse de rotation de l'arbre sur lequel sont fixés les plateaux.



  On peut toutefois signaler que de très bons résultats ont été obtenus, dans le cas de l'hydrolyse du   triacétate de cellulose, avec    un rapport compris entre 1/40 et 1/80.



   La circulation de la masse réaetionnelle à l'intérieur de la colonne peut se faire soit de bas en haut, soit de haut en bas. 



   Il est possible, dans certains cas,   d'uti-    liser une seule colonne, mais le plus souvent, on aura intért à employer une série de colonnes dans lesquelles la masse réactionnelle passera successivement et où se produiront les diverses phases de la réaction.



     On a,    en particulier, obtenu de bons   résul-    tats en utilisant des séries composées de 3 à 10 colonnes.



   Voici un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention :
 Une solution acétique de triaeétate de cellulose est amenée de façon continue à raison de 120 litres par heure dans un mélangeur où on introduit en continu à raison de 42 litres par heure, un mélange à la   tempé-    rature de   15 ,    composé de :
 acide acétique 60 parties en poids
 eau   40    parties en poids
 acétate de soude 1 partie en poids
On injecte alors en continu dans la solution obtenue, 6 à 7 litres du mme mélange, mais sans acétate de soude, amené à l'état de vapeur. La température de la solution est ainsi portée à   75 'et sa viseosité    est alors comprise entre 30 et 70 unités   CGS.

   La so-    lution est ensuite conduite à travers une série de trois colonnes dans lesquelles elle circule de bas en haut. Chaque colonne dont la hauteur est de 1,10 m et le diamètre de 0,45 m est munie de plateaux espacés les uns des autres de 0,10 m. Chaque   plateau com-      porte une ouverture    en forme de secteur   cir-    culaire dont l'angle au centre est de   6 .    Ces ouvertures sont décalées de 90  d'un plateau à l'autre.



   La vitesse de rotation de l'arbre portant les plateaux est réglée à 15 tours par heure.



   La température de la solution en cours d'hydrolyse est maintenue à 75  par   circu-    lation   d'eau    chaude dans les chemises des   co-    lonnes. A sa sortie de la dernière colonne, la solution hydrolysée est précipitée par les moyens connus   et on obtient ainsi    un acétate de cellulose dont le titre en acide acétique est compris entre 54 et   55 /o    et dont les propriétés sont très homogènes.



   Le procédé selon la présente invention permet d'obtenir des   résumais particulière-    ment favorables pour l'hydrolyse en continu du triaeétate de cellulose, mais il peut également tre employé pour l'hydrolyse d'autres esters ou esters mixtes earboxyliques de la cellulose tels par exemple que le butyrate et le   propionate    de   cellulose, l'acéto-butyrate    et   l'acéto-propionate    de cellulose, etc.

Claims (1)

1. REVENDICATION 1 : Procédé d'hydrolyse en phase homogène d'esters carboxyliques de cellulose, caraeté- risé par le fait qu'on fait passer, de fagon continue, la solution à hydrolyser au travers d'un. appareil constitué par au moins une colonne cylindrique divisée dans le sens de sa hauteur par des plateaux tournants circu- laires ayant sensiblement le mme diamètre que la colonne et comportant ehaeun au moins une ouverture dont 1'emplacement est décalé d'un plateau à l'autre, en réglant entre 3 et 10 heures'la durée moyenne du passage de la solution dans l'appareil et en maintenant la température de la solution entre 40 et 80 .

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Procédé selon la revendication I, dans lequel on utilise une solution à hydrolyser d'une viscosité comprise entre 20 et 80 unités CGS.

   2. Procédé selon la revendication I, dans lequel l'addition des réactifs d'hydrolyse à la solution d'ester est effectuée en deux stades : un premier stade dans lequel on ajoute une partie seulement des réactifs amenés à une température au plus égale à la température ordinaire, et un deuxième stade dans lequel on introduit dans la solution à hydrolyser la partie complémentaire des réactifs après les avoir portés à une température plus élevée.

   3. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 2, dans lequel les réactifs sont introduits à l'état de vapeur dans le deuxième stade.

   REVENDICATION II : Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une colonne cylindrique divisée dans le sens de sa hau : enr par des plateaux tournants circulaires ayant sensiblement le mme diamètre que la colonne qui comportent chacun au moins une ouverture dont l'emplacement est décalé d'un plateau à l'autre.

   SOUS-REVENDICATION : 4. Appareil selon la revendication II, ca- raetérisé par le fait quelerapportde la hauteur au diamètre de la colonne est compris entre 1,5 et 5, les plateaux tournants circulaires étant disposes à égale distance les uns des autres à raison de 6 à 14 par mètre et comportant chacun une ouverture en forme de secteur circulaire dont la surface est com prise entre 1/4 et 1/80 de celle du plateau.