Общие сведения о производстве

Коллоксилинов

Как отмечалось, к коллоксилинам относятся низко-азотные нитраты целлюлозы с содержанием азота от 10,64 до 12, 39 % (170 – 198 мл NO/г): лаковые разной вязкости (для лаков, эмалей, грунтовок, шпаклевок и т.д.), лакомастичные (для мастик), линолеумные (для линолеума), целлулоидный и т.д. В производстве пороха применяется коллоксилин марки Н, который является основой баллиститных порохов и ТРТ.

Коллоксилины чаще всего изготавливают из хлопковой целлюлозы, но может применяться также и древесная целлюлоза. При изготовлении коллоксилина марки Н используют следующие примерные составы рабочих нитрационных кислотных смесей:

– для марки ХЦ:

HNO₃ – 23,8 %; H₂SO₄ – 59,0 %; H₂O – 17,2 – 16,2 %;

– для древесной целлюлозы марки ЦА:

HNO₃ – 24,0 – 24,5 %; H₂SO₄ – 60,0 %; H₂O – 15,5 – 16,0 %;

– для древесной целлюлозы марки РБ:

HNO₃ – 24,0 – 27,0 %; H₂SO₄ – 59,0 – 65,5 %; H₂O – 14,0 –13,5 %.

Для лакового коллоксилина (марок ВВ, ВНВ и др.), изготовляемого из хлопковой целлюлозы марки ХЦ, используют рабочую кислотную смесь состава:

– на нитрационном агрегате с аппаратом НУОК:

HNO₃ – 22,5 – 24,5 %; H₂SO₄ – 58,5 – 62,0 %; H₂O – 15,5 –17,0 %;

– на нитрационном агрегате с периодической кисло-тоотжимочной центрифугой:

HNO₃ – 20,0 – 22,0 %; H₂SO₄ – 61,0 – 64,0 %; H₂O – 16,0 –17,0 %.

Производство коллоксилинов в отличие от пироксилинового производства имеет одну технологическую линию (рис. 23). Все фазы производства коллоксилинов до фазы стабилизации аналогичны производству пироксилинов.

Рисунок 23 – Схема производства коллоксилина: А – подготовка целлюлозы; Б – приготовление РКС; В – нитрация и отделение ОКС; Г – рекуперация ОКС; Д – предварительная стабилизация; Е – измельчение; Ж – окончательная стабилизация; З – формирование общих партий; И – водоотжим

Как правило, коллоксилины получают при непрерывной рекуперации кислотной смеси с использованием аппарата НУОК. Отличие фазы стабилизации связано с тем, что коллоксилины по сравнению с пироксилинами должны иметь значительно более низкую вязкость (для марки Н 11,4 – 18 спз, для других марок 5,9 – 18 спз, в то время как для пироксилина она составляет 24 – 90 спз). Поэтому на фазе стабилизации, наряду с обеспечением химической стойкости (отмывки от остатков кислот, разложения нестойких примесей и т.д.), снижают также вязкость, т.е. проводят процесс деполимеризации нитратов целлюлозы. Использование с этой целью одних только чанов горячей промывки не эффективно из-за длительности процесса.

Процесс деполимеризации нитратов целлюлозы резко ускоряется с повышением температуры и давления, для чего их обрабатывают в автоклавах. При этом резко ускоряется разрушение примесей, содержащихся в нитратах целлюлозы. Так, технологический процесс стабилизации в чанах горячей промывки для низкоазотных нитратов целлюлозы типа коллоксилина марки Н длится 4 – 14 ч., при автоклавной обработке это время составляет 15 – 20 мин. Соответственно для коллоксилина Н при температуре 155 – 157 ºС и времени 15 – 20 мин. достигается требуемая вязкость 11,4 – 18 спз.

В промышленности применяются как периодические, так и непрерывные способы стабилизации коллоксилинов.