Способ получения диметилдитиокарбамата натрия

 

Изобретение относится к области химии, а именно к способам получения диметилдитиокарбамата натрия (ДМДТКNа), применяемого в качестве ускорителя вулканизации, а также в качестве флотореагента при обогащении руд цветных металлов. Технический результат - повышение содержания основного вещества в целевом продукте и получение готового продукта в кристаллической выпускной форме. Для этого конденсацию проводят взаимодействием сероуглерода с диметиламином (ДМА) в щелочной среде с использованием в качестве растворителя реагентов водного раствора ДМДТКNа, затем осуществляют очистное фильтрование, кристаллизацию и фильтрование целевого продукта. В процессе используют раствор ДМА в водном растворе ДМДТКNа концентрации 50-320 г/дм³, гидроксид натрия смешивают с раствором ДМА в ДМДТКNа, а фильтрат в виде раствора ДМДТКNа концентрации (485 ±10)г/см³ возвращают в цикл для приготовления раствора ДМА в ДМДТКNa. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области химии, а именно к способам получения диметилдитиокарбамата натрия, который широко применяется в промышленности в качестве ускорителя вулканизации, в производстве кабелей, при производстве других дитиокарбаматов и тиурамов, а также в качестве флотореагента при обогащении руд цветных металлов.

Диалкилдитиокарбаматы щелочных металлов получают взаимодействием сероуглерода с вторичными аминами в щелочной среде при перемешивании и охлаждении раствора до 0 - 5^oC (Бырько В.М. Дитиокарбаматы. - М.: Наука. - 1984. - 17 с.). В описанном способе используют сероуглерод, растворенный в бензоле. Недостатком этого способа с точки зрения промышленного применения является использование токсичного растворителя - бензола и необходимость введения дополнительной стадии экстракции растворителя, что усложняет и удорожает технологический процесс, кроме того использование растворителя нежелательно с точки зрения техники безопасности.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является промышленный способ получения диметилдитиокарбамата натрия взаимодействием сероуглерода с водным раствором диметиламина и гидроксида натрия при 15^oC в выпускной форме в виде 40 - 42% водного раствора (Горбунов Б.Н., Гуревич Я.А., Маслова И.П. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов. - М.: Химия, 1981. - 171 с.; ТУ 6-14-540-83 с изм. 1, 2, 3. Диметилдитиокарбамат натрия (карбамат МН), без ограничения срока действия, который принят за прототип.

Основным недостатком жидкой выпускной формы карбамата МН является низкая концентрация целевого продукта при наличии большого количества водной фазы, что ведет к значительным транспортно-эксплуатационным расходам из-за необходимости перевозки больших количеств воды. Кроме того, имеются практические трудности применения и транспортирования жидкого карбамата во флотационных процессах в зимний период (при пониженных температурах раствор замерзает и его приготовление требует создания специальных установок и энергетических затрат).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе процесс ведут в водном растворе диметиламина с гидроксидом натрия.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача изобретения - улучшение качества готового продукта.

Технический результат - повышение содержания основного вещества в целевом продукте и получение готового продукта в виде кристаллического порошка.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения диметилдитиокарбамата натрия взаимодействием сероуглерода с диметиламином в присутствии гидроксида натрия особенность заключается в том, что процесс ведут с использованием в качестве растворителя реагентов водного раствора диметилдитиокарбамата натрия, затем осуществляют очистное фильтрование, кристаллизацию и фильтрование целевого продукта известными способами. При этом на конденсацию подают раствор диметиламина в водном растворе диметилдитиокарбамата натрия концентрации 50-320 г/дм³, а гидроксид натрия смешивают с раствором диметиламина в диметилдитиокарбамате. Другая особенность заключается в том, что фильтрат в виде раствора диметилдитиокарбамата натрия концентрации (485 ± 10) г/дм³ возвращают в цикл для приготовления раствора диметиламина в диметилдитиокарбамате натрия. Полученный фильтрат может быть использован в качестве товарного продукта. Целевой продукт получается в виде кристаллического порошка - тригидрата диметилдитиокарбамата натрия.

Отличительными признаками способа являются проведение конденсации сероуглерода с диметиламином в присутствии гидроксида натрия в водном растворе диметилдитиокарбамата натрия концентрации 50 - 320 г/дм³, смешивание гидроксида натрия с раствором диметиламина в диметилдитиокарбамате натрия, а также возможность возвращения в цикл фильтрата в виде раствора диметилдитиокарбамата натрия концентрации (485 ± 10) г/дм³ для приготовления раствора диметиламина в диметилдитиокарбамате натрия.

Для проведения концендсации готовят раствор диметиламина в водном растворе диметилдитиокарбамата натрия концентрации 50 - 320 г/дм³. В полученном растворе растворяют гидроксид натрия и проводят конденсацию диметиламиа с сероуглеродом. При концентрации диметиламина в растворе карбамата ниже 50 г/дм³ наблюдается низкая концентрация суспензии целевого продукта, при концентрации выше 320 г/дм³ образуется трудноперемешиваемая реакционная масса и снижение выхода продукта. Полученный раствор диметиламина в водном растворе диметилдитиокарбамата натрия смешивают с гидроксидом натрия, например 40 - 45% водным раствором. Концентрацию ведут при 15 - 80^oC.

Полученную реакционную массу, не допуская охлаждения ниже температуры кристаллизации, передают на очистное фильтрование и последующую кристаллизацию и фильтрование готового продукта. Часть фильтрата в виде раствора карбамата концентрации 460 - 500 г/дм³ может быть использована для приготовления раствора диметиламина в диметилдитиокарбамате натрия, что позволяет повысить производительность процесса и снизить затраты на производство целевого продукта.

Сущность способа поясняется следующими примерами.

Пример 1. В колбе емкостью 250 мл, снабженной мешалкой и рубашкой, ведут приготовление раствора диметиламина до концентрации 160 г/дм³, подавая его в раствор диметилдитиокарбамата натрия (карбамата МН), концентрация которого (485 ± 10) г/дм³. В реакторе емкостью 300 мл, снабженном мешалкой с глицериновым затвором, термометром и рубашкой, при 20 - 80^oC взаимодействием 30,21 г диметиламина (0,67 моль), приготовленного в растворе карбамата МН, и 49,5 сероуглерода (0,65 моль) в присутствии 26,0 г раствора едкого натра концентрацией 42 - 45% (0,65 моль) получают 151,1 г раствора карбамата МН с содержанием основного вещества 52 - 56% без учета карбамата МН, загруженного с диметиламином. После очистной фильтрации при 60 - 65^oC реакционную массу кристаллизуют при перемешивании и охлаждении в кристаллизаторе до 10 - 15^oC. Полученную суспензию фильтруют и получают 101,9 г карбамата МН кристаллического с содержанием массовой доли основного вещества 76 - 78% или 79,5 г в пересчете на продукт с массовой долей 100% и точкой плавления 100 - 103^oC, а также фильтрата 34,4 г с массовой долей карбамата МН в пересчете на 100%, без учета возвратного карбамата МН концентрацией (485 ± 10) г/дм³. Общий выход 99%.

Пример 2. В колбе емкостью 250 мл, снабженной мешалкой и рубашкой, ведут приготовление раствора диметиламина до концентрации 170 г/дм³ аналогично примеру 1. В условиях примера 1 взаимодействием сероуглерода и диметиламина, приготовленного в растворе карбамата МН в щелочной среде, получают 161,6 г раствора карбамата МН с содержанием основного вещества 52 - 56% без учета карбамата МН, загруженного с диметиламином. После кристаллизации и фильтрации в тех же условиях, что и в примере 1, получают 82,21 г карбамата МН кристаллического с массовой долей основного вещества и фильтрации в тех же условиях, что и в примере 1, получают 82,21 г карбамата МН кристаллического с массовой долей основного вещества 100%, точкой плавления 103 - 107^oC, фильтрата 32,4 г с массовой долей основного вещества в пересчете на 100%, без учета возвратного карбамата МН. Общий выход 99%.

Пример 3. В колбе емкостью 250 мл аналогично примеру 1 ведут приготовление раствора диметиламина до концентрации 180 г/дм³. В условиях примера 1 получают 85,28 г раствора карбамата МН кристаллического с содержанием массовой доли основного вещества 100% и точкой плавления 102 - 105^oC, а так же фильтрата 21,17 г с массовой долей основного вещества в пересчете на 100% без учета раствора возвратного карбамата МН концентрацией (485 ± 10) г/дм³. Общий выход 99%.

Данные по эффективности заявленного способа в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Предложенный способ позволяет получать диметилдитиокарбамат натрия в кристаллической выпускной форме, при которой содержание основного вещества в целевом продукте увеличивается в 2 раза, существенно снижаются расходы, связанные с транспортировкой готового продукта, срок гарантированного хранения увеличивается в 1,5 раза.

Формула изобретения

1. Способ получения диметилдитиокарбамата натрия конденсацией сероуглерода с диметиламином в растворителе в присутствии гидроксида натрия, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют водный раствор диметилдитиокарбамата натрия и целевой продукт подают на очистное фильтрование и последующие кристаллизацию и фильтрование.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на конденсацию подают раствор диметиламина в водном растворе диметилдитиокарбамата натрия концентрации 50 - 320 г/дм³.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидроксид натрия смешивают с раствором диметиламина в диметилдитиокарбамате натрия.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрат в виде раствора диметилдитиокарбамата натрия концентрации (485 ± 10) г/дм³ возвращают в цикл для приготовления раствора диметиламина в диметилдитиокарбамате натрия.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.03.2007

Извещение опубликовано: 10.03.2007        БИ: 07/2007