本發(fā)明涉及化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種2,2'-二硫代二苯并噻唑的制備方法。
背景技術(shù):
促進劑DM,學(xué)名2,2'-二硫代二苯并噻唑,分子式、分子量C14H8N2S4,332.46,結(jié)構(gòu)式為:
晶體,比重1.5,熔點180℃,室溫下微溶于苯二氯甲烷、丙酮、乙醚等,不溶于水、醋酸乙酯、汽油及堿;主要用于天然膠、合成膠、再生膠的通用型的促進劑,用途與M(2-硫醇基苯并噻唑)相似,用于制造輪胎、膠管、膠鞋、膠布、膠帶及一般工業(yè)膠制品。
工業(yè)上一般采用M(2-硫醇基苯并噻唑)來生產(chǎn)2,2'-二硫代二苯并噻,生產(chǎn)方式也多種多樣,用氯氣氧化制備2,2′-二硫代二苯并噻唑的工藝方法,該反應(yīng)通過兩種途徑實現(xiàn):(1)氯氣直接通過堿溶母液而轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉,次氯酸鈉再與2-硫醇基苯并噻唑懸浮液反應(yīng)生成2,2′-二硫代二苯并噻唑;(2)將2-硫醇基苯并噻唑與氫氧化鈉混合生成2-硫醇基苯并噻唑的鈉鹽,再向反應(yīng)器中通入含氯氣不超過5%的空氣混合物,通過鼓泡器與2-硫醇基苯并噻唑的鈉鹽反應(yīng)生成2,2′-二硫代二苯并噻唑。這種途徑因為是氣液反應(yīng),需要盡可能增大氣液相接觸面積,使氯氣的吸收和氧化反應(yīng)迅速完成。氯氣氧化制備2,2′-二硫代二苯并噻唑的工藝中氯氣毒性大,與空氣混合遇明火易發(fā)生爆炸,生產(chǎn)不安全,生產(chǎn)的危險系數(shù)較高,并且設(shè)備復(fù)雜,同時使用的2-硫醇基苯并噻唑為精制后的2-硫醇基苯并噻唑純品,生產(chǎn)成本相應(yīng)提高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明意在提供一種利用酸堿變換法產(chǎn)生的粗品2-硫醇基苯并噻唑生產(chǎn)2,2'-二硫代二苯并噻唑的制備方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)2,2'-二硫代二苯并噻唑反應(yīng)使用氯氣對環(huán)境污染大,生產(chǎn)不安全,且只能使用精制2-硫醇基苯并噻唑作為原料的問題。
本方案中的2,2'-二硫代二苯并噻唑的制備方法,化學(xué)反應(yīng)方程式為:
,
其中,M為2-硫醇基苯并噻唑,DM為2,2'-二硫代二苯并噻唑;
包括以下步驟制備:
步驟一、備料:將高壓法合成后再經(jīng)酸堿變換法的粗品M和篩分后的頭子M混合備用;
步驟二、加料:向氧化罐內(nèi)加水,攪拌下加入混合后的M、1/3M量的亞硝酸鈉和2%M量的醋酸鈉,加熱升溫,開啟排氣閥排出氮廢氣;
步驟三、氧化:開空壓,將空氣鼓入5%稀硫酸計量槽內(nèi),使產(chǎn)生氣泡的稀硫酸從底部進入氧化料液層中,在60℃下氧化3~4h;
步驟四、反應(yīng)后:待大量白色物料上浮,罐底料液為清液,停鼓風(fēng),停加熱,停廢氣排放;
步驟五、放料及處理:下層料液放回收料車,濾液去廢水池,濾渣回收;上層料液放入DM料車,熱水濾洗至中性,離心機甩干,100℃氣流干燥后得到2,2'-二硫代二苯并噻唑。
其中,頭子M為酸堿變換法生產(chǎn)的2-硫醇基苯并噻唑,將反應(yīng)完經(jīng)變化中和后的2-硫醇基苯并噻唑溶液放至離心機濾洗甩干,經(jīng)100℃氣流干燥等處理為成品2-硫醇基苯并噻唑,再粉碎篩分,顆粒大(粒徑在6mm以上)的為頭子M。
本發(fā)明的工作原理及有益效果:本發(fā)明使用高壓法合成后再經(jīng)酸堿變換法的粗品M和篩分后的頭子M混合,一般情況下粗品M中含有大量的橡膠以及其他副產(chǎn)物,且純度不足,會抑制朝著DM的反應(yīng)方向進行,因此必須通過精制后再進行合成DM,這樣做不僅成本會升高,同時也會增加整體工藝的時間和加工難度,但是本發(fā)明的制備方法是通過將工藝優(yōu)化,將粗品M和篩分后的頭子M混合后,有效增加M的純度,再通過控制反應(yīng)條件和反應(yīng)物,攪拌的情況下加入亞硝酸鈉,通過醋酸鈉調(diào)節(jié)環(huán)境至堿性,同時通過鼓泡的方式將稀硫酸鼓入到氧化罐內(nèi),發(fā)生氧化反應(yīng),鼓泡使稀硫酸形成氣泡狀,再與液狀的氧化罐內(nèi)的M物質(zhì)反應(yīng),氣液接觸使反應(yīng)加劇,迅速反應(yīng)生成白色片狀的DM,此時,DM的收率能達到85%以上,同時樹脂類物質(zhì)沉降在罐底,固液分離,洗濾固體,再用離心機甩干,烘干后得到純凈的DM;罐底清液過濾,濾渣回收,濾渣主要為樹脂。本發(fā)明的方法,不僅能通過減少工藝一步法得到收率較高的DM,同時也能有效分離混合M中的樹脂,起到一舉多得的目的。
進一步,所述粗品M和篩分后的頭子M的比例為3:1~1:1之間,頭子M中雜質(zhì)含量較少,而粗品M的雜質(zhì)較多,通過設(shè)置二者之間的比例,在合理利用原料的基礎(chǔ)上,配合原料的比例,利用較多不純的M來生產(chǎn)出DM,同時確保其反應(yīng)的收率。
進一步,所述步驟三中,所述步驟三中,空氣的鼓入速度為35~50l/s。空氣的鼓入速度對反應(yīng)中稀硫酸進入氧化罐的速度有影響,進而會影響到反應(yīng)的速度,鼓入速度過快,高于50l/s,則反應(yīng)中稀硫酸局部的量過大,而M局部量過少,降低反應(yīng)速率,反之,鼓入速度過慢,低于35l/s,反應(yīng)中稀硫酸局部的量過小,而M局部量過大,也會降低其反應(yīng)速率,因此當空氣的鼓入速度為35~50l/s的時候最適宜。
附圖說明
圖1為本發(fā)明2,2'-二硫代二苯并噻唑的制備方法的流程示意圖。
具體實施方式
2,2'-二硫代二苯并噻唑的制備方法,
消耗定額:(kg/t)
促進劑M(2-硫醇基苯并噻唑):1070(折98%)
硫酸: 100(折98%)
亞硝酸鈉: 150(折90%)
醋酸鈉: 20
反應(yīng)方程式如下:
實施例1、制備如圖1所示,具體步驟如下:
步驟一、備料:將高壓法合成后再經(jīng)酸堿變換法的粗品M和篩分后的頭子M按照3:1的比例混合備用,M 為3210kg(折98%);
步驟二、加料:向氧化罐內(nèi)加水,攪拌下加入混合后的M、450kg(折90%)的亞硝酸鈉和60kg的M量的醋酸鈉,加熱升溫,開啟排氣閥排出氮廢氣;
步驟三、氧化:開空壓,空氣的鼓入速度為35l/s,將空氣鼓入5%稀硫酸計量槽內(nèi),硫酸按照98的折換率為300kg,使產(chǎn)生氣泡的稀硫酸從底部進入氧化料液層中,在60℃下氧化3h;
步驟四、反應(yīng)后:待大量白色物料上浮,罐底料液為清液,停鼓風(fēng),停加熱,停廢氣排放;
步驟五、放料及處理:下層料液放回收料車,濾液去廢水池,濾渣回收;上層料液放入DM料車,熱水濾洗至中性,離心機甩干,100℃氣流干燥后得到2,2'-二硫代二苯并噻唑。
實施例2、制備步驟如下:
步驟一、備料:將高壓法合成后再經(jīng)酸堿變換法的粗品M和篩分后的頭子M按照2:1的比例混合備用,M為3210kg(折98%);
步驟二、加料:向氧化罐內(nèi)加水,攪拌下加入混合后的M、450kg(折90%)的亞硝酸鈉和60kg的M量的醋酸鈉,加熱升溫,開啟排氣閥排出氮廢氣;
步驟三、氧化:開空壓,空氣的鼓入速度為40l/s,將空氣鼓入5%稀硫酸計量槽內(nèi),硫酸按照98的折換率為300kg,使產(chǎn)生氣泡的稀硫酸從底部進入氧化料液層中,在60℃下氧化3h;
步驟四、反應(yīng)后:待大量白色物料上浮,罐底料液為清液,停鼓風(fēng),停加熱,停廢氣排放;
步驟五、放料及處理:下層料液放回收料車,濾液去廢水池,濾渣回收;上層料液放入DM料車,熱水濾洗至中性,離心機甩干,100℃氣流干燥后得到2,2'-二硫代二苯并噻唑。
實施例3、制備步驟如下:
步驟一、備料:將高壓法合成后再經(jīng)酸堿變換法的粗品M和篩分后的頭子M按照1:1的比例混合備用,M為4280kg(折98%);
步驟二、加料:向氧化罐內(nèi)加水,攪拌下加入混合后的M、600kg(折90%)的亞硝酸鈉和80kg的M量的醋酸鈉,加熱升溫,開啟排氣閥排出氮廢氣;
步驟三、氧化:開空壓,空氣的鼓入速度為55l/s,將空氣鼓入5%稀硫酸計量槽內(nèi),硫酸按照98的折換率為400kg,使產(chǎn)生氣泡的稀硫酸從底部進入氧化料液層中,在60℃下氧化4h;
步驟四、反應(yīng)后:待大量白色物料上浮,罐底料液為清液,停鼓風(fēng),停加熱,停廢氣排放;
步驟五、放料及處理:下層料液放回收料車,濾液去廢水池,濾渣回收;上層料液放入DM料車,熱水濾洗至中性,離心機甩干,100℃氣流干燥后得到2,2'-二硫代二苯并噻唑。
以上所述的僅是本發(fā)明的實施例,方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識在此未作過多描述。應(yīng)當指出,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下,還可以作出若干變形和改進,這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護范圍,這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應(yīng)當以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準,說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。