2‑硫醇基苯并噻唑的制备方法与流程

文档序号:12241703阅读:1029来源:国知局

本发明涉及精细化工生产技术领域,具体涉及一种2-硫醇基苯并噻唑的制备方法。



背景技术:

2-硫醇基苯并噻唑,工业上称其为“M”,具有硫化促进作用快、硫化平坦性低以及混炼时无早期硫化等特点,被广泛应用于橡胶加工工业,是天然胶与合成胶必不可少的高效橡胶硫化促进剂。目前,工业生产中常用的方法是邻硝氯苯法:

采用多硫化钠、邻硝基氯化苯和二硫化碳,在温度110~130℃压力3.5atm下縮合成M钠盐。经纯化、干燥、粉碎、筛选等后处理为成品M。此低温低压法M工艺,国内兰州化学公司有机厂、重庆东风化工厂两家生产。但质量欠佳,用途有限,且废弃物量多。因此需要提供一种更加合理的生产方法,使生产简捷,生产出质量好的2-硫醇基苯并噻唑,同时确保排弃物少。



技术实现要素:

本发明意在提供一种2-硫醇基苯并噻唑的制备方法,以解决现有技术低温低压法生产M工艺质量差且废弃物多的问题。

本方案中的2-硫醇基苯并噻唑的制备方法,包括以下步骤:

步骤一、预配溶硫液:在反应器内加入二硫化碳溶液和硫磺粉,在35℃下溶解成溶硫液;在放入溶硫液计量槽保温存储备用;

步骤二、配料:往合成釜中加入苯胺总量2/3的苯胺,再加入溶硫液,最后在加入剩余的苯胺,关闭合成釜的进料口,升温;

步骤三、反应:待合成釜内的温度上升到200℃,保持温度恒定在200~210℃之间,压力控制在80~81Mpa之间,反应2.5h,生成2-硫醇基苯并噻唑溶液;

步骤四、排气:反应完全,釜温和釜压开始下降,停止加热,开启开启排气阀排出硫化氢去处理工序,釜压归零时,关闭排气阀;

步骤五、出料:采取上部出料的方式,开启蒸汽阀,压出2-硫醇基苯并噻唑溶液,从贯穿釜顶的岀料管的出料,压入实时搅拌的并预先通入烧碱的碱溶槽内;

步骤六、碱溶:2-硫醇基苯并噻唑溶液放入碱溶槽内,在40℃下溶解在烧碱中,形成粗2-硫醇基苯并噻唑钠液,过滤岀碱溶树脂堆放;

步骤七、变化:往变化槽内加入经步骤六处理的粗2-硫醇基苯并噻唑钠液,鼓风35℃下滴加稀硫酸変化,滤岀变化树脂堆放,收取2-硫醇基苯并噻唑钠液;

步骤八、中和:往中和罐中加入经步骤七处理的2-硫醇基苯并噻唑钠液并搅拌,35℃下滴加稀硫酸析岀2-硫醇基苯并噻唑,至pH9为终点,抽出或放出上层溶液去回收池处理;余下2-硫醇基苯并噻唑放至离心机滤洗甩干,经100℃气流干燥等处理为成品2-硫醇基苯并噻唑。

步骤九、树脂的处理,将步骤六生成的碱溶树脂和步骤七生产的变化树脂混合,再经多次碱溶、变化和中和的循环,所得回收2-硫醇基苯并噻唑用作生产2,2'-二硫代二苯并噻唑,滤出树脂送垃圾场。

本发明采用高压一步法生产2-硫醇基苯并噻唑,先将硫磺溶解在二硫化碳中,形成溶硫液,再进入反应釜内与苯胺反应,在高压和200℃左右的温度下反应,生产2-硫醇基苯并噻唑,最后在通过碱溶纯化得到纯的2-硫醇基苯并噻唑。此法对技术、设备、原料等要求较高,但生产简捷、安全,产品质量好,技术经济指标优,基本无排弃物,因此应用也较为广泛。

1、本发明不直接将二硫化碳溶液、硫磺粉以及苯胺三种原料一起加入到反应釜,而是先制备溶硫液,在加入一部分苯胺垫底,之后再依次加入溶硫液和苯胺,无需搅拌,也可以使苯胺和溶硫液内的硫磺和二硫化碳充分反应,有效提高产品的收率,减少副产物的生成。

2、本发明的产品采用在反应器内通入蒸汽将料液压出的方式,相比传统技术从底部出料而言,避免出现由于产品的比重过大,凝固点较低,容易粘附在釜体堵塞底部出料阀的现象,减少人工对釜体的清理,也避免对釜体的损坏,提高反应釜的使用寿命,降低人工成本。

3、对2-硫醇基苯并噻唑的纯化采用酸碱处理,处理后的2-硫醇基苯并噻唑纯度高,同时多次碱溶和变化后纯度更高,回收的2-硫醇基苯并噻唑可用于生产2,2'-二硫代二苯并噻唑,提高废物的利用率。

进一步,所述反应的投料比为:苯胺:CS2:S=1:1.06:1.05。次配比为本发明的最优配比,在此配比下,本发明的2-硫醇基苯并噻唑的收率可达到98%以上。

作为方案优化的,所述步骤三中的合成釜为电加热合成釜,包括釜体、釜顶和釜底,釜体中部安装有电磁感应加热器,釜顶为平封头,排气管、出料管以及多根进料管穿过釜顶进入釜体内,平封头下部的釜体上开设一个检俢人孔,釜底为半圆形封头,下部设有余料管口。通过对多种反应釜进行生产验证,本发明的反应釜通过电加热以及釜顶出料的方式,进一步提高了反应釜的使用寿命,延长了检修和清理的时间。

附图说明

图1为本发明2-硫醇基苯并噻唑的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

实施例1:2-硫醇基苯并噻唑的制备方法,主要设备有苯胺贮槽、苯胺计量槽、溶硫槽、溶硫计量槽、二硫化碳贮槽、二硫化碳计量槽、附电磁感应加热器的合成釜、碱液槽、配碱槽、碱液计量槽、硫酸貯槽、稀硫酸配制槽、稀硫酸计量槽、碱溶槽、变化槽、吸滤槽、洗滤槽、离心机、料车,台秤、回转真空干燥机、粉碎筛分机。

附电磁感应加热器的合成釜,包括釜体、釜顶和釜底,V5000升筒体,D1000mm;锅炉钢板制作,承受压力150atm,釜体中部安装有80kw电磁感应加热器,釜顶为平封头,排气管、出料管以及多根进料管穿过釜顶进入釜体内,平封头下部的釜体上开设一个检俢人孔,釜底为半圆形封头,下部设有余料管口。

本发明的反应方程式为:

如图1所示,

具体步骤为:步骤一、预配溶硫液:在反应器内加入98%的二硫化碳溶液600kg/t和98%的硫磺粉250kg/t,在35℃下溶解成溶硫液;在放入溶硫液计量槽保温存储备用;

步骤二、配料:生产时:合成釜干燥:新开车釜升温下或者岀料后的热釜;1)蒸汽吹除淸釜;2)空压吹除水汽;3)抽真空;闭釜;往合成釜中加入95%的苯胺440kg/t,再加入配制好的溶硫液,最后在加入剩余的苯胺,关闭合成釜的进料口,升温;

步骤三、反应:待合成釜内的温度上升到200℃,保持温度恒定在200~210℃之间,压力控制在80~81Mpa之间,反应2.5h,生成2-硫醇基苯并噻唑溶液;

步骤四、排气:反应完全,釜温和釜压开始下降,停止加热,开启开启排气阀排出硫化氢去处理工序,釜压归零时,关闭排气阀;

步骤五、出料:采取上部出料的方式,开启蒸汽阀,压出2-硫醇基苯并噻唑溶液,从贯穿釜顶的岀料管的出料,压入实时搅拌的并预先通入烧碱的碱溶槽内;

步骤六、碱溶:2-硫醇基苯并噻唑溶液放入碱溶槽内,在40℃下溶解在烧碱中,形成粗2-硫醇基苯并噻唑钠液,过滤岀碱溶树脂堆放;

步骤七、变化:往变化槽内加入经步骤六处理的粗2-硫醇基苯并噻唑钠液,鼓风35℃下滴加稀硫酸変化,滤岀变化树脂堆放,收取2-硫醇基苯并噻唑钠液;

步骤八、中和:往中和罐中加入经步骤七处理的2-硫醇基苯并噻唑钠液并搅拌,35℃下滴加稀硫酸析岀2-硫醇基苯并噻唑,至pH9为终点,抽出或放出上层溶液去回收池处理;余下2-硫醇基苯并噻唑放至离心机滤洗甩干,经100℃气流干燥等处理为成品2-硫醇基苯并噻唑,在粉碎筛分,颗粒大的为头子2-硫醇基苯并噻唑用于生产2,2'-二硫代二苯并噻唑,符合筛分等级的2-硫醇基苯并噻唑进入包装间,进行包装。

步骤九、树脂的处理,将步骤六生成的碱溶树脂和步骤七生产的变化树脂混合,再经多次碱溶、变化和中和的循环,所得回收2-硫醇基苯并噻唑用作生产2,2'-二硫代二苯并噻唑,滤出树脂送垃圾场。

本发明生产出2-硫醇基苯并噻唑产品质量指标如下:

其中一级品的质量分数在80%以上,二级品的质量分数为15%以上。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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