Влияние условий нитрации с одной hno3 на содержание азота в нц и свойства нитратов видны из таблицы 1.
Таблица 1
Условия нитрации |
Количество этерифицированных гидроксильных групп |
Степень набухания при нитрации, % |
Вид нитрационного волокна после промывки золодной водой |
Скорость отмывки нитрата целлюлозы от HNO3 |
Концентрация нитросмеси внутри волокна в конце процесса, % |
Концентр. 99,8% жидкой HNO3 , модуль 1:50, t=250C, продолжительн. 50 мин. |
81 80 81 |
354 |
Жесткое волокно |
Требуется 5 промывок при модуле ванны 1:40 |
38% |
В парах азотной к-ты концентр. 99,8% в вакууме, 100 мм атм. Давл. t=400C, продолжительн. 60 мин |
93 92 93 |
Не отмечено |
Мягкое волокно |
После одной промывки волокно нейтральное |
99,5 % |
В парах азотной к-ты - с последующем донитрованием в жидкой к-те в течение 50 мин. концентр. 99,8% |
94 94 94 |
128 |
Мягкое волокно |
Одна промывка |
98,5% |
Мероприятия по повышению качества продукции
Основные факторы, влияющие на процесс нитрации, и тем самым на качество нитроцеллюлозы приведены в табл. 2.
Таблица 2
Наименование фактора |
Характеристика |
1 |
2 |
Содержание воды в нитрующей смеси |
Важнейший фактор, определяющий степень нитрации целлюлозы. Увеличение содержания воды, повышает растворимость нитроцеллюлозы в спирто – эфирной смеси и понижает ее вязкость |
Соотношение азотной и серной кислот |
Добавка серной кислоты, наряду с водовытесняющим действием, вызывает набухание волокна целлюлозы. Соотношение серной и азотной кислот в нитрующей смеси влияет на степень и на скорость нитрации целлюлозы. С возрастанием количества серной кислоты, скорость реакции падает. |
Влияние окислов азота на процесс нитрации |
С увеличением содержания окислов азота в разбавленных нитрующих смесях падает выход, уменьшается степень нитрации |
Температура нитрации |
Более высокая температура способствует увеличению скорости реакции и в тоже время увеличению нежелательных процессов гидролиза и окисления |
Модуль ванны |
При большем модуле ванны получается более равномерно нитрованный продукт |
Влажность исходной целлюлозы |
Во избежании разбавления кислотной смеси водой целлюлозу следует подсушить |
Качество и форма целлюлозы |
Чистота и физическая форма исходного материала оказывает большое влияние на течение процесса нитрации и на получение результата |
Рассмотрев вышеуказанные методы нитрования целлюлозы, мы вернулись к самому распространенному в нашей стране. Исходя из имеющихся данных, полученных на производстве, я построю зависимость показателей содержания объемной концентрации уровня азота в нитрате целлюлозы (НЦ) от показателей нитросмесей (РКС).Для это возьмем одну партию хлопковой целлюлозы (ХЦ) и пять показателей РКС, два из которых будут отклонятся от положенного задания (объемное содержание окиси азота не ниже 212 и не выше 216 млNO/гр) при одинаковой температуре нитрации.
Данные укажем в таблице 3:
Таблица 3
Партия ХЦ |
Температура нитрации, 0С |
Состав РКС, % |
Объемное содержание окиси азота, млNO/гр |
||
Меланж |
Олеум |
Вода |
|||
Партия №1 |
29 |
27,50 |
66,00 |
6,50 |
215,5 |
27,50 |
65,50 |
7,00 |
214,3 |
||
27,50 |
65,00 |
7,50 |
213,8 |
||
27,50 |
64,50 |
8,00 |
212,7 |
||
27,50 |
64,00 |
8,50 |
212,0 |
||
Исходя из указанных выше данных, видно, что при одинаковой партии ХЦ и стабильной температуре нитрации, чем выше % воды в РКС, тем ниже содержание объемной концентрации уровня азота в конечном НЦ.