专利名称：控制反应的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制纤维素乙酰化的反应控制方法和反应控制装置，该方法和装置用于乙酸纤维素的生产。具体讲，该乙酸纤维素用于烟草过滤丝束(纤维束)、纤维、照相胶片和人工肾。
作为乙酸纤维素工业制备方法的典型例子，已知一种在酸性催化剂(如硫酸)存在下通过乙酰化试剂(如乙酸酐)乙酰化纤维素的方法。这种乙酸纤维素的乙酰化是一个强放热反应，且当反应温度、特别是峰值温度(最高温度)高时，纤维素解聚，结果降低了乙酸纤维素的聚合度并且产品的质量下降。因此，为了保持乙酸纤维素的质量，高精确度地控制和调节乙酰化反应中的反应温度是非常重要的。
日本专利申请公开号5761/1990(JP-B-2-5761)公开了一种乙酸纤维素的制备方法，该方法使用纤维素作为原料、乙酸酐作为乙酰化试剂、乙酸作为溶剂、硫酸作为催化剂，该方法的特征在于在反应体系中在包括乙酰化反应初始阶段的整个过程或部分过程中降低压力，冷凝产生的蒸汽并从该反应体系中蒸馏出生成的产物来浓缩该反应产物。该文献提到在反应过程中，当在蒸汽组分以预定量蒸出时减压受到破坏并转为常压(大气压)时，由于未反应的乙酸纤维素乙酰化的反应热，该反应温度升至峰值温度，只要该反应热辐射到一定程度，然后该温度降低或下降；并且提到把蒸汽组分的蒸馏量作为指标，可控制或调整其峰值温度。
然而，当在间歇体系中连续进行在减压下的乙酰化段(减压乙酰化段)和乙酰化段(后乙酰化段)，该后乙酰化段包括增加反应压力和由于剩余纤维素的反应热升高反应温度而使乙酰化反应进一步进行，如上所述，在该方法中通过把蒸汽组分的蒸馏量作为指标来停止降压来提高反应温度，后乙酰化段的峰值温度漂移增大。因此，产物乙酸纤维素的聚合度有所改变，且不能期望有稳定的质量。
其可能的原因如下即，用作原料的纤维素一般含有水份，结果除前半段减压乙酰化段中纤维素的乙酰化外，由于水份发生了乙酸酐的水解。因此，根据纤维素的湿含量，其反应体系中乙酸的产量和反应热有所变化或不同，因此其蒸馏液(蒸馏物)的蒸馏量彼此不同。另外，由于该反应温度剧烈升高并且内部回流激烈，该减压乙酰化段的前半段反应体系不稳定，且馏出液(乙酸和乙酸酐的混合物)的蒸馏量可能改变或变化。因此，根据上述方法，在该反应体系中，未反应纤维素的浓度实际上是不同的，甚至当馏出液的量相同时也如此。应该考虑到后乙酰化段中产生的热量随着未反应纤维素的浓度而变化，结果使峰值温度波动或变化。
另一方面，理论上通过使用绝热反应器作为乙酰化反应器、严格控制投入原料、乙酰化试剂、反应溶剂和催化剂的量、以及严格控制其反应温度，可稳定反应的峰值温度。然而，当工业化生产乙酸纤维素时，为了使用完全绝热体系作为乙酰化反应器、或精确控制乙酰化试剂或其它组分的量或比例和温度，需要许多设备而增加了大量成本。
因此，本发明的一个目的是提供一种反应控制的方法和装置，该方法和装置确保易于和精确控制间歇体系中进行的纤维素乙酰化段中乙酰化反应的反应温度。
本发明的另一个目的是提供一种反应控制的方法和装置，在间歇体系中通过进行减压乙酰化段和后乙酰化段，该方法和装置确保在生产乙酸纤维素的后乙酰段中最小化峰值温度的漂移。
本发明的再一个目的是提供一种乙酸纤维素的制备方法，该方法确保乙酸纤维素具有稳定的质量。
本发明者进行了深入细致的研究来完成上述目的，结果发现当通过把在减压乙酰化段中馏出物的蒸馏速率作为一个指标(气压计或显示器)来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作时，可精确控制后继反应段的峰值温度。基于上述发现完成了本发明。
因此，本发明提供了一个反应控制方法，包括(a)一个减压乙酰化段，用于在酸性催化剂存在下通过从该体系中蒸馏出反应体系中的气相组分在减压下乙酰化纤维素，和(b)一个后乙酰化段，用于在比其减压乙酰化段压力更高的压力下进一步进行乙酰化反应，用于在间歇体系中在后乙酰化段通过控制反应温度来制备乙酸纤维素，其中通过把在减压乙酰化段馏出物的蒸馏速率作为一个指标来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作。
本发明还提供了一个用于乙酸纤维素制备方法的反应控制装置，该方法包括一个减压的乙酰化段，用于在酸性催化剂存在下通过从该体系中蒸馏出反应体系的气相组分在减压下乙酰化纤维素，和(b)一个后乙酰化段，用于在比减压乙酰化段更高的压力下进一步进行乙酰化反应，其中该装置包括一个乙酰化反应器；一个降压装置，用于降低反应体系的压力；一个冷凝装置，用于冷凝从该反应体系中蒸馏出的馏出物；一个测量装置，用于测量减压乙酰化段中馏出物的蒸馏速率；和一个压力调节装置，用于根据测量装置测得的测量值，与减压乙酰化段压力相比，增加后乙酰化段压力。
本发明还涉及一个乙酸纤维素的制备方法，该制备方法通过上述的反应控制方法加以控制。
图1是介绍本发明反应控制装置的实施方案的示意图；图2是表示实施例中馏出液的蒸馏速率随着时间而变化的图。
现根据附图介绍本发明的实施方案，图1是介绍本发明反应控制装置实施方案的示意图。
该反应控制装置包括一个乙酰化反应器1，用于在搅拌下使用乙酰化试剂乙酰化纤维素；一个真空泵2，用于降低该反应体系的压力；一个冷凝器3；和一个流量计4，用于测量由冷凝器3冷凝的馏出液(馏分)的蒸馏速率。
乙酰化反应器1装有材料供应管线5和气体排出管线6，管线5用于供应原料，管线6用于把该反应体系的气体馏分中的气体引入到冷凝器3中。气体排出管线6装有阀9来解除该反应体系中的减压。冷凝器3装有用于排出冷凝的蒸馏物的馏出液排出管线7，且在馏出液排出管线7中装有流量计4。冷凝器3装有与真空泵2相连的降压管线8，且降压管线8装有连着阀11的进气管线12，来调节或控制该反应体系的压力。
该装置还装有赋予阀9解除信号的控制装置10，这里的解除信号是解除该反应体系的压力降低，只要R等于或低于Rs(其中流量计4的测定值R与预定参考值Rs相比)。因此，当馏出液的蒸馏速率等于或低于预定的参考值(即其速率达到临界点)时，该反应体系中的压力降低将自动解除或取消。
控制装置10包括装有流量敏感元件的流量计4；微分电路，用于把每一给定间隔流量计检测到的流量数据(流量体积数据)微分以给出相应于蒸馏速率的微分数据；比较电路，用于比较微分电路得到的微分数据(测定值R)和参考值R；和控制电路，用于当微分数据达到参考值时从比较电路把解除降压信号赋予降压解除装置(阀9)的驱动电路上。更具体地，例如，把流量计检测到的流量数据(流速)瞬时积分，且把该积分值，如在1分钟内的蒸馏量转化为蒸馏速率(测定值R)。当其测定值等于或小于参考值Rs时，制定了一个解除压力降低的二进制数码。控制装置10可包括读该数码的电路和把解除压力降低的信号传递到降压解除装置(阀9)的驱动电路的控制电路。
至于乙酰化反应器1，可使用任何通常用来制备乙酸纤维素的反应器。优选的乙酰化反应器的实例包括一个混合反应器，如捏和机(如双轴捏合机)。至于真空泵2和冷凝器3，可分别使用任何常规设备。对流量计4的种类没有特别的限制，只要它测量出馏出物(馏分)的蒸馏速率就行，包括例如，质量流量计(如微动流量计)和排液流量计。优选的流量计包括一种质量流量计，在其中不需要挤压流线并且也不会发生由异物夹杂污染引起的堵塞或阻塞。随便说说，为了阻制泡沫进入流量计4，优选在馏出液抽取管线7中流量计上游装有一个脱气器。
至于阀9，可使用任何装置，只要它可以解除该反应体系中的压力降低，如切断该管线的停止阀(关闭阀)，或一个选择阀(方向控制阀)(通过此阀，该反应器可与外界相通使该反应体系的压力等于大气压)。具体讲，阀可是任何一种阀，如电磁阀(螺线管控制阀)、活塞阀、隔膜阀和波纹管阀。
同时，可使用其它的降压装置(如喷射器和吸气器)来代替真空泵2。另外，流量计4可仅是用它来测量或测定馏出物的蒸馏速率的装置，并且它也可是测量蒸馏出的气体的蒸馏速率的流量计。在这种情况下，流量计安装在气体抽出管线6中。蒸馏出的气体的蒸馏速率也可用蒸馏出的气体流程中任选两个点的压力P1和P2的压力差ΔP(＝P1-P2)来表示。为了说明，可以用反应器的压力P1与冷凝器3的入口处(或气体抽出管线6的预定部分)的压力P2之间的压力差ΔP＝(P1-P2)来作为蒸馏速率。该压力差ΔP可根据，例如，放置在上述两个点的两个压力计量器(气压计)的测量值的差值来计算。
阀9可不总是解除该反应体系的减压，它可以是一个调压阀，根据其开启的程度来调整压力增加的程度。另外，也可以用其它的调压装置(如活栓)来代替此阀。优选的调压装置包括用其可解除该反应体系减压的调压装置。阀9可只安装或装备在保证调整反应体系压力的地方，且除了或代替上述地方，阀9可安装在减压管线8中。
不是总需要控制装置10。甚至没有控制装置10，通过操作者根据流量计4的测定值操作调压装置(如阀)，也可增加该反应体系的压力。
根据该反应控制装置，该装置装有一个测量馏出物蒸馏速率的测量装置、一个根据测压装置的测定值增加反应体系压力的调压装置，通过把馏出液的蒸馏速率作为一个指标可控制反应体系的压力并由此控制了反应体系的反应温度。
现介绍使用上法反应控制装置控制乙酸纤维素制备方法中纤维素乙酰化的方法。该乙酸纤维素的制备方法包括减压乙酰化段，用于在酸性催化剂存在下通过从该体系中蒸馏出该反应体系的气相组分在减压下乙酰化纤维素；和后乙酰化段，用于在比减压乙酰化段的压力要高的压力下进一步进行乙酰化反应。
在减压乙酰化段，乙酰化反应器1通过材料供应管线5加入预定量的纤维素、乙酰化试剂和反应溶剂，并通过真空泵2降低该反应体系的压力以及使用阀11把其调至预定的压力。之后，向该乙酰化反应器加入预定量的酸性催化剂，开始反应。
在该反应中使用的纤维素、乙酰化试剂、反应溶剂和酸性催化剂可分别是那些在制备乙酸纤维素中通常使用的任何一种。为了说明，具体讲，可使用亚硫酸盐溶解纸浆(如针叶木纸浆、阔叶木纸浆和其它木质纸浆)、棉绒和其它材料用作纤维素、乙酸酐作为乙酰化试剂、乙酸作为反应溶剂、硫酸作为酸性催化剂。可使用硫酸和乙酸的混合物作为催化剂溶液。优选的纤维素包括那些预先用乙酸或其它材料预处理和活化的纤维素。可通过，例如，用乙酸或含水的乙酸喷淋该纤维素，或将该纤维素浸渍在乙酸或含水乙酸中，来进行其预处理和活化。在该活化中乙酸的量，例如，为约10-100重量份，优选约20-80重量份，更优选约25-50重量份(相对于100重量份纤维素而言)。
纤维素、乙酸化剂、反应溶剂和酸性催化剂的量可在不影响该反应的范围内随意选择。为了举例，相对于100重量份纤维素，乙酰化试剂的使用量可为约200-400重量份(如约220-350重量份)，并优选为约230-300重量份；反应溶剂的使用量，所含的总量(如使用丙酮的情况下，预处理用的丙酮和稀释催化剂用的丙酮为约300-800重量份(如约350-700)、优选约400-600重量份；且酸性催化剂的量为约0.4-10重量份，优选约0.5-5重量份，更优选为约0.6-2重量份。
该反应体系的真空度可以只是保证该反应体系沸腾的压力，并可根据其反应温度自由选择。例如，真空度为约40-150乇，并优选约45-100乇酸性催化剂可一次性添加，或可以分多次加入(如约2-5次，优选约两次)。实际上多次分批加入酸性催化剂使该反应更容易控制。
反应开始后，由于反应热使该反应体系的温度升高，反应体系的内含物沸腾。该反应温度一度达到最大值并随着乙酸酐的消耗而下降。通过气体抽出管线6把相应于该反应器中液相组分组合物的蒸汽组合物(乙酸酐和乙酸的混和物)导入冷凝器3。从馏出液抽取管线7抽出在冷凝器3中冷凝的冷凝物(蒸馏液)。在这种情况下，通过流量计4测量该馏出液的蒸馏速率。顺便说说，可通过测量馏出液的量随着时间变化用单位时间馏出液的量来表示该馏出液的蒸馏速率。
该乙酰化的反应温度可在不影响其乙酰化和确保抑制副反应的范围内选择，并且，例如为约20-90℃，优选约30-80℃，其中在减压乙酰化段的反应温度，例如为约20-70℃，并优选为约30-65℃。
随着反应温度升高其馏出液的蒸馏速率增加，达到一个最大值，然后逐渐下降。当酸性催化剂分批多次加入时，其馏出液的蒸馏速率随着反应的进行偶尔会显示多个最大值。为了举例，当酸性催化剂分两次加入时，其蒸馏速率一般显示2个最大值。当馏出液的蒸馏速率达到其最大值后它下降到或低于预定值(参考值)(即该速率达到临界点)的点时，根据控制装置10的解除信号通过阀9关闭气体抽取管线6，因此解除该反应体系的降压，且该历程从减压乙酰化段移至后乙酰化段。
顺便说说，当在蒸馏速率有一个或多个最大值的情况下想自动控制该反应时，该装有微分回路的控制装置可包括一个装有峰值检测器的控制回路(峰值检测回路)，该回路被赋予来自微分回路中的微分数据并用于检测微分数据的峰值；一个计量回路，用于计量从峰值检测回路得到的峰；一个记忆回路，在其中设置预定的参考计数；和一个逻辑回路，用于把微分回路的微分数据赋予比较回路，并当微分数据达到参考值Rs时，把该体系的降压解除信号从比较回路传递到降压解除装置(阀9)的驱动回路。更具体地，例如，当催化剂分两次加入时，制定了解除降压信号，但须在第二次添加催化剂后过了一段时间，其蒸馏量达到给定值，并且等式R≤Rs满足了两次(例如在15秒间隔内连续进行了比较)。
也可以用这样一种方式关闭气体抽出管线6，在这种方式中操作者读取流量计4的测定值，并且在该测定值下降到或低于参考值时，他操作阀9来关闭气体抽取管线6。
作为解除该反应体系降压指标的馏出液的蒸馏速率取决于后乙酰化段所要的峰值温度，当使用100重量份纤维素原料时，通常是每分钟约2-15重量份，优选每分钟约4-12重量份，并更优选为每分钟约5-10重量份。
通过解除该反应体系的降压可进行从降压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作，但也可通过减小真空度来进行。当通过解除该反应体系的降压来进行该转换操作时，其后乙酰化段可在一个密封的体系中进行，或在常压开放体系中进行。可根据所要的乙酸纤维素的聚合度自由地选择后乙酰化段的峰值温度，并通常为约40-90℃，优选为约50-80℃当该反应体系的降压解除后，反应体系的压力升高，结果由于未反应纤维素乙酰化的反应热该反应温度再次升高，并且有一定程度的热辐射，其温度达到峰值温度，然后下降。
如上所述，通过把减压乙酰化段馏出液的蒸馏速率作为指标来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作，结果可很容易使用流量计4确定转换时间。另外，可能由于馏出液的蒸馏速率与反应体系中纤维素的浓度密切相关，可显著地最小化后乙酰化段峰值温度的漂移，该峰值温度取决于残余纤维素的反应热量。因此，可抑制由于易在高反应温度下发生的解聚造成的乙酸纤维素聚合度的降低，并且可得到具有稳定质量或性能的乙酸纤维素。
可优选通过把蒸馏速率达到最大值后的速率值作为指标来进行该反应体系的减压解除。当蒸馏速率有多个最大值时，优选把蒸馏速率达到最后一个最大值后的蒸馏速率作为指标来停止该反应体系的减压控制。当根据达到最大值后的蒸馏速率来决定减压控制的停止时间时，可最大程度地抑制或最小化后乙酰化段峰值温度的漂移。这可能因于当蒸馏速率达到最大值后，已完成了由于纤维素的水份而导致的乙酸酐的水解，几乎只进行了纤维素的乙酰化且该体系稳定，结果该蒸馏速率与该反应体系中纤维素的浓度有更密切的关联性。
顺便说说，可通过把馏出气体的蒸馏速率的测定值代替馏出液的蒸馏速率作为指标，来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作。通过把馏出气体的蒸馏速率作为指标，也可最小化后乙酰化段峰值温度的漂移。也可利用馏出气体通道中任意两点压力P1和P2的压差ΔP(＝P1-P2)，如反应器的压力(P1)和冷凝器3入口处的压力(P2)的压差，作为馏出气的蒸馏速率。
当该反应温度达到峰值温度经过一预定时间后，通过向该反应混合物中加入反应停止剂停止该反应。该反应停止剂可以是任何一种对乙酸纤维素分离操作和其质量没有不利影响并保证不活化酸性催化剂的材料，且包括例如，碱性化合物[如碱金属盐(如钾盐、钠盐)和碱土金属盐(如钙盐、乙酸镁和其它镁盐、锶盐和钡盐)]。
得到的乙酸纤维素(三乙酸纤维素)的平均乙酰化度可以约58％-62.5％，优选约60-62.5％，更优选约61-62.5％(具体约61.5-62.5％)。该乙酸纤维素的粘均聚合度一般为约200-400(如约200-350)，优选约250-350，更优选约270-350(如约290-350)，且实际为约270-350(如约270-330)。使用二氯甲烷与甲醇的混合物(91/9，体积百分数)作为溶剂测定的、6％(重量)溶液乙酸纤维素的粘度，例如，为约60-100厘泊，优选约65-95厘泊，具体约70-90厘泊。
如果需要，进行水解来调节乙酰基的取代度后，可通过常规纯化手段如沉淀和漂洗，纯化所得到的乙酸纤维素。
根据本发明的反应控制方法，可通过把减压乙酰化段的馏出液的蒸馏速率作为指标，来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作，结果可很容易精确控制后乙酰化段中的反应温度。这还确保抑制或最小化后乙酰化段峰值温度的漂移。
另外，根据本发明的反应控制装置，可通过调压装置，该调压装置基于用于测定减压乙酰化段中馏出液蒸馏速率的测定装置的测定值，来调节该反应体系的压力，结果可很容易精确控制后乙酰化段的反应温度。
本发明乙酸纤维素的制备方法(其中通过上述方法控制其反应)，得到了具有稳定质量的乙酸纤维素。
下面实施例将进一步详细介绍本发明，但决不能理解为限制本发明的范围。
实施例下面实施例中，术语“份”和“％”分别表示“重量份”和“重量百分数”，除非特别定义。实施例使用图1所示的反应控制装置，从纤维素制备乙酸纤维素。作为纤维素材料，把100份亚硫酸盐溶解纸浆裂解成扁平状，并向其裂解的纸浆中加入40份乙酸，且该混合物在约40℃下处理20分钟，来预处理和活化。
在搅拌下向乙酰化反应器(双轴捏合机)1中加入预处理和活化的纤维素，并再加入270份乙酸酐和330份乙酸。用真空泵2降低反应器1中的压力，并把其真空度调在75乇。向反应器1的加料中加入28份3％的硫酸-乙酸溶液作为催化剂溶液开始反应。由于通过纤维素的乙酰化产生的反应热，反应温度升高，并达到约59℃，几乎接近于其沸点，并几乎保持在一固定值。加入催化剂溶液大约5分钟后，通过冷凝器3冷凝乙酸酐和乙酸蒸汽混合物并开始蒸馏。加入催化剂溶液约8分钟后，再向该反应混合物中加入与上面相同的催化剂溶液。用流量计4测定馏出液的蒸馏速率，其速率随时间的变化示于图2。该图中的反应时间是指从添加第一次催化剂溶液开始经过的时间。
如图2所示，在加入第一次催化剂溶液后起约5分钟到6分钟时馏出液的蒸馏速率显著增加，达到一个最大值，然后下降。当添加第二次催化剂溶液时，其蒸馏速率再次升高，达到另外一个最高值，然后下降。添加第一次催化剂溶液约15分钟后，相对于100份纤维素原料，馏出液的蒸馏速率达到7.2份/分。此时，操作或启动阀9并切断气体抽出管线6，使得该反应体系为密封体系，因此该历程从减压乙酰化段转换到后乙酰化段。切断气体抽取管线6后，反应温度升高且约15分钟后达到一个峰值温度(67℃)。达到其峰值温度约1分钟后，而该反应混合物中加入11份24％乙酸镁水溶液来停止反应。把由此得到的乙酸纤维素(三乙酸纤维素)转换至另外的反应器并在此水解，以制备具有所要乙酰基取代度的乙酸纤维素(三乙酰纤维素)。
重复上述间歇反应操作103次。在每一个操作中，当馏出液的蒸馏速率达到7.2份/分(相对于100份纤维素原料)时关闭阀9，使该反应器的内部为密封体系。测定每一次操作中反应峰值温度的平均值和峰值温度的标准偏差，结果其峰值温度的平均值为67.2℃，峰值温度的标准偏差为0.34℃。比较例重复实施例的间歇反应历程，除了当馏出液的总蒸馏量达到170重量份时通过操作阀9并切断气体抽出管线6以使该反应体系密封，来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换外。
重复上述间歇反应操作120次，在每次间歇反应中，当馏出液的总蒸馏量达到170重量份(相对于100重量份纤维素原料)时，关闭阀9并密封该反应器的反应体系。计算每一个间歇反应反应峰值温度的平均值和标准偏差，结果峰值温度的平均值和标准偏差分别为68.0℃和1.02℃。
顺便说说，通过分析这些数据可知，当乙酰化的峰值温度比参考温度高1℃时，6％(重量)乙酸纤维素(二乙酸纤维素)溶液的粘度降低8厚泊；当峰值温度比参考温度低1℃时，6％(重量)乙酸纤维(二乙酸纤维素)溶液的粘度增加8厘泊。通过把3g绝干的乙酸纤维素(二乙酸纤维素)溶于50ml 95％(重量)丙酮水溶液中，使用Ostwald粘度计来测定6％(重量)溶液的粘度。
从这些结果明显看出，与把馏出液的蒸馏量作为指标的情况相比，通过把馏出物的蒸馏速率作为指标，来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换，可极大程度最小化后乙酰化段中峰值温度的漂移，并制得质量稳定的产品。
权利要求
1.一种反应控制方法，包括(a)一个减压乙酰化段，用于在酸性催化剂存在下，通过把反应体系的气相组分从该体系蒸出来在减压下乙酰化纤维素，和(b)一个后乙酰化段，用于在比减压乙酰化段的压力高的压力下进一步进行乙酰化反应，用于通过控制后乙酰化段的反应温度在间歇系统中制备乙酸纤维素，其中，通过把减压乙酰化段中馏出物的蒸馏速率作为指标来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作。
2.一种权利要求1中所述的反应控制方法，其中，当给定压力下的减压乙酰化段馏出液的蒸馏速率等于或低于参考值时，进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作。
3.一种权利要求1中所述的反应控制方法，其中，通过把给定压力下减压乙酰化段馏出液的蒸馏速率作为指标来解除该反应体系的降压，进行该转换操作。
4.一种权利要求1中所述的反应控制方法，其中，当给定压力下减压乙酰化段馏出液的蒸馏速率在该蒸馏速率达到一个最大值后等于或低于参考值时，进行该转换操作。
5.一种权利要求1中所述的反应控制方法，其中，在减压乙酰化段中分批多次向该反应体系中加入酸性催化剂。
6.一种权利要求1中所述的反应控制方法，其中，在给定压力下减压乙酰化段馏出液的蒸馏速率有多个最大值的条件下，在该蒸馏速率达到最后一个最大值后进行该转换操作。
7.一种权利要求1中所述的反应控制方法，其中，在40-150乇的真空度下进行减压乙酰化段。
8.一种权利要求2中所述的反应控制方法，其中，在使用100重量份纤维素的条件下，该蒸馏速率的参考值为每分钟2-15重量份。
9.一种权利要求1中所述的反应控制方法，其中，该后乙酰化段是在已解除反应体系减压的密封体系中或在一开放体系中进行。
10.一种权利要求1中所述的反应控制方法，其中，在后乙酰化体系的峰值温度为40-90℃时进行该反应。
11.一种权利要求1中所述的反应控制方法，其中，通过使用以下原料进行该反应，这些原料包括相对于100重量份纤维素，200-400重量份乙酰化试剂、300-800重量份反应溶剂和总重0.4-10重量份的酸性催化剂，并且在45-100乇真空度、20-70℃温度下进行该减压乙酰化段，且当馏出液的蒸馏速率在该蒸馏速率表现一个最大值后等于或低于4-12重量份(相对于100重量份纤维素)的参考值时，通过解除该反应体系的降压来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作。
12.一种制备乙酸纤维素的方法，包括(a)一个减压乙酰化段，用于在酸性催化剂存在下，通过把反应体系的气相组分从该体系蒸出来在减压下乙酰化纤维素，和(b)一个后乙酰化段，用于在比减压乙酰化段的压力高的压力下进一步进行乙酰化反应，通过控制后乙酰化段的反应温度在间歇系统中进行，其中，通过把减压乙酰化段中馏出物的蒸馏速率作为指标来进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作。
13.一种用于控制乙酸纤维素制备过程中反应的反应控制装置，该方法包括(a)一个减压乙酰化段，用于在酸性催化剂存在下，通过把反应体系的气相组分从该体系蒸出来在减压下乙酰化纤维素，和(b)一个后乙酰化段，用于在比减压乙酰化段的压力高的压力下进一步进行乙酰化反应，其中所说的装置包括一个乙酰化反应器；一个降压装置，用于降低该反应体系的压力；一个冷凝装置，用于冷凝从该反应体系蒸馏出的蒸馏物；一个测量装置，用于测量减压乙酰化段馏出液的蒸馏速率；和一个压力调节装置，用于根据测量装置测定的测量值，把后乙酰化段的压力增加到高于减压乙酰化段的压力。
14.一个权利要求13所述的反应控制装置，其中，该装置包括一个控制装置，用于把一个解除信号赋予压力控制装置来解除减压乙酰化段中的降压，只要由该测定装置测得的测定值与参考值Rs相比，等于或低于参考值Rs。
全文摘要
在一种乙酸纤维素的制备方法中，该方法包括(a)一个减压乙酰化段，用于在硫酸或其它酸性催化剂存在下，通过把反应体系的气相组分从该体系蒸出来在减压下乙酰化纤维素，和(b)一个后乙酰化段，用于通过解除反应体系的降压等在比减压乙酰化段的压力高的压力下进一步进行乙酰化反应；通过把减压乙酰化段中馏出物的蒸馏速率作为指标来控制后乙酰化段的反应温度，进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作。在减压乙酰化段的蒸馏速率达到一个最大值后把该蒸馏速率作为指标，也可进行从减压乙酰化段到后乙酰化段的转换操作。
文档编号C08B17/02GK1161339SQ9710108
公开日1997年10月8日 申请日期1997年2月4日 优先权日1996年2月8日
发明者山下充 申请人:大赛璐化学工业株式会社