Непрерывный способ получения тиодифениламина

 

№ 68317

Класс 12р, 4 С1:Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. А. Гром, И. С. Перов, Г. Н. Маслов и Г. Ф. Чернецов

НЕПРЕРЫВНЫЙ CflOCOE ПОЛУЧЕНИЯ ТИОДИФЕНИЛАМИНА

Заявлено 26 января !946 г. за Лв 742 342944 в Народный комиссариат хим!шеской промышленности СССР

Опубликовано в «Б!оллетене изобретений и товарных знаков» .!х» 22 за !964 г.

Технический тиодифениламин получают сплавлением дифениламина и серы с применением безводного хлористого алюминия в качестве катализатора. В качестве катализатора может быть применен также н йод.

По известному способу в реактор — чугунный аппарат, снабженllbIlI SIKOPlIOH МЕШЯЛ КОИ, Вл! ЯЗЯН НЫ и В ТОП КХ И 000! PCB3Plilbl и ТОПОЧНЫМ И газами,— загружают дифениламин и нагревают его до 140 С. Такой нагрев неооходим для полного обезвоживания дифенил;!м!",.". В нагреTbIII дифенила мин за! Рх iI43IOT ciJiхой Ое3B03Hbl!I х !0PHcTblli 3чюминий B количестве 4 /о от веса дифениламина. ПОсле загру:;"êè .,Iop; стого aJIIO-! IH»HsI тех! пер атуръ a accb! B веакцион !!Ом Япп31зате под;.!I. 310T дo 1 70 С. и при этой температуре начинают медленно прибавлять предварительно расплавленную серу. Выделяющийся при образовании тиодифениламина сероводород отводится в поглотительную систему с едким натром.

После прибавления серы реакционная масса подогревается до

200 С, зятем через нижний спхск яппярятя передается ня Oapaoa!I!IbIII кристаллизатор. Получаемый таким образом технический тиодифениламин начинает плавиться при температуре 168 — 170 С.

Однако при таком способе дифениламин в аппарате подвергают длительному воздействию высокой температуры, что приво IHT к излиш;!им потерям его за счет частичной сублимации и осмоления. Кроме-того, высокая температура процесса снижает качество готового продх ктя

Вся остальная аппаратура производства по своему характеру является непрерывнодейству!ов!ей, но работает также периодически, так как она тесно связана с ходом процесса в реакторе.

Осуществление непрерывного способа производства тиодифениламича встречает ряд существенных трудностей. Непрерывная загрузка в аппарат хлористого алюминия практически невозможна, так как хло№ 68317 ристый алюминий черезвычайно энергично поглощает влагу, теряя прн этом свои каталитические свойства. Таким образом, бункер для хлористого алюминия должен быть герметичным и должен бь|ть снабжен мощными влагоотнимающими средствами, более активными, чем сам хлористый алюминий. Как известно, такие вещества, доступные для промышленного применения, найти трудно. Общеизвестные водоотнимающие средства, например крепкая серная кислота, едкий натр, прокаленный хлористый кальций, менее активны в этом отношении, чем хлористый алюминий. Следовательно, введение в процесс хлористого алюминия следует осуществить вместе с дифениламином.

Дифениламин необходимо применять расплавленным (для того, чтобы он не содержал влаги) при температуре около 140 С. Серу в процесс рациональнее вводить также в расплавленном виде. Это создает более благоприятные условия для течения реакции, кроме того, дозировка серы в твердом виде потребовала бы дополнительной операции (размола), но, так как температура плавления серы 119 С, дозировк"". ее в расплавленном виде связана с затруднениями и необходимостью в обогреваемых дозерах специальной конструкции.

Таким образом, применительно к классическим методам проведения непрерывных процессов, схема непрерывного получения тиодифепиламина дол>кна была бы выглядеть следующим образом:

1) Реакционный аппарат должен иметь мощную мешалку,дак щую энергичное размешивание, но по возможности без вертикального перемещения реакционной массы. Эти требования обусловливаются тем, что компоненты реакции попадают в аппарат не в смешанном виде, в силу чего время пребывания их до окончания реакции несколько увеличивается. Кроме этого, аппарат должен иметь приспособление, обсспечи вающее постоянный уровень.

2) Реакционный аппарат должен быть снабжен минимум двумя питателями дифениламином, снаб;c!ll ыми нагревательными приспособлениями, позволяющими плавить дифениламин и нагревать его до

140"C. Питатель должен иметь специальный дозер, который позволял бы дозировать жидкость при 140 С.

3) Реакционный аппарат должен быть также снабжен минимум двумя питателями серой, которые также должны иметь приспособления для нагрева до 140 — 145 C и специальные дозеры.

Практическое осуществление такой схемы вызывает большие технические трудности.

Однако для доказательства возможности получения тиодифениламина непрерывным методом, в первую очередь»а лабораторной установке, была осуществлена вышеописанная «ктассическая схема». В качестве реакционного аппарата служил цилиндрический сосуд, диаметром 100 34j>t H высотой 520 : N, сныожеilHLIII двухпропеллер ной MOL I3;1кой, делающей 100 об(мин. Удаление продукта из аппарата осуществлялось при помощи гуська. Обогревался аппарат электрическим током

Питателем дифениламина служил чугуннын котелок емкостью около

2 л, с нижним спуском, нагрев его производился при помощи электрической плитки. Питателем серы служил сосудик диаметром 60 л,и и высотой 200 м 1 с коническим дном. Coc) QHK Hi%le 1 cI!cIIHQv1bII) ю элеKTpoooмотку для нагрева.

После расплавления дифениламина и смсшс ия с пим хлористого алюминия при 140 С, а также после расплавления серы и нагрева ее до

140 — 145 С, следует их одновреме. ный спуск в реакционный аппарат. Дозировку производили при помощи кранов. Количества реагирую. цих компонентов брали в соответствии с пронзводственны.l регламенМ 68317 том. Выделяющийся в процессе сероводород через штуцер на крышке аппарата и резиновый шланг отводился в воздухопровод вытяжной вентиляции.

Процесс шел достаточно энергично без каких-либо серьезных осложнений. Температура в аппарате поддерживалась на уровне 185—

200" С. Тиодифениламин получался при этом очень неоднородного качества, что объясняется трудностями правильной дозировки.

В связи с тем, что описанный непрерывный метод получения тиодифениламина, основанный на общеизвестном принципе построения непреpblBiIblx процессов, в техническом отношении практически не осуществим, был разработан новый способ непрерывного получения тиодифениламина.

Предложенный способ основан на том, что дифениламин и сера в присутствии хлористого алюминия реагируют, давая тиодифениламин только при определенной температуре, значительно превышающей температуру, при которой затвердевает смесь компонентов реакции.

Для приготовления реакционной смеси в сосуде-питателе плавят дифениламин и затем загружают определенное количество серы. При температуре 110 — 120 С наступает полное расплавление, после чего для гарантии обезвоживания смесь нагревается до 140 — 150 С. Перед запрнай ньныет--и дчхдм мщщпооч асшвеслим4ке грузкой хлористого алюминия смесь охлаждают до 120 — 125 С и хлористый алюминий загружают при этой температуре.

При дальнейшем охлаждении эта смесь остается жидкой до температуры 90 — 95 С, когда появляются заметные количества кристаллов.

Консистенцию пасты смесь принимает при 65 С и полностью затвердегает лишь при 45 С.

Таким образом, опасность возникновения реакции в питателе, а такжс опасность затвердевания смеси практически исключаются.

Приготовленная вышеописанным способом реакционная смесь при температуре 125 — 100 С непрерывно подастся в реакционный аппарат.

Температура в аппарате поддерживается на уровне 185 †2 С. Так как компонеHTbl реакции в аппарат поступают, будучи уже хорошо перемешанными, реакция проходит мгновенно, и полученный тиодифениламин непрерывно через гусек вытекает из аппарата.

Дозировка исходных продуктов, таким образом, черезвычайно упрощается и может производиться при по lolllH простого крана. так как скорость подачи в аппарат реакционной смеси определяется исключительно интенсивностью выделения сероводорода.

Тиодифениламин был получен с температурой застывания 175-177 С, то для техниче кого продукта вполне приемлемс.

Выход тиодифениламина (в расчете на технический продукт, как это

"pH!! To в регламенте) составляет 88%, т. е. превышает обычный.

Таким образом, предлагаемый He!!pepbiaiib! II c!Iocoo ITo yLIeHHI. Tlioдифениламина сводится к следующему:

1) Реакционный аппарат должен иметь мешалку. дающую энергнч.:ое размешива!Hp н нагрев, позволяющий держать температуру в аппарате в пределах 185 — 200 С.

2) К реакционному аппарат подсое,1иняются миннм i II QB3 питателя, снабженные электронагревом, позволяющим плавить дифсниламин и серу и нагревать эту смесь до 140 С, и мешалкой.

3) Кристаллизатор и уловительная система для сероводорода могу; быть известив.х конструкций непрерывного действия.

В питатели, в определен lblx количествах, загружают дифени ламiii и серу, расплавляют и нагревают до температуры 140 — 150 С. По дост ¹ 68317 жении этой температуры нагрев выключают, и смесь охлаждают дс, 125 — 120 С. Нагрев до 140 — 150 С необходим для полного обезвоживания загружаемых продуктов. При температуре 120 — 125 С в питатель загружают необходимое количество хлористого алюминия. После размешивания реакционную смесь тонкой струей, при температуре 100—

125 С, спускают в реакционный аппарат на находящийся там тиодифениламин с температурой 185 — 200 С. Дифениламин, сера и некоторое количество хлористого алюминия, находящиеся в смеси, попадая в горячий расплавленный тиодифениламин, мгновенно реагируют с образованием тиодифениламина.

По мере поступления реакционной смеси в аппарат, тиодифениламин вытекает из аппарата и самотеком идет на кристаллизацию.

Дозировка подачи смеси производится простым краном. После израсходования смеси в первом питателе, ее подают в реакционный аппарат из второго, в котором ее заблаговременно подготовляют и т.. д.

Предмет изобретения

Непрерывный способ получения тиодифениламина из дифениламина и серы в присутствии безводного треххлористого алюминия, отл ич а ю щи и с я тем, что взятые в известном соотношении дифениламин и серу расплавляют и обезвоживают совместно вне реактора нагреванием до температуры примерно 140 — 150 C, затем расплав охлаждают до

120 — 125 С, вносят в него безводный треххлористый алюминий и непрерывно подают его в снабженный приспособлением для поддержания постоянного уровня реакционный аппарат, в котором поддерживают температуру около 185 †2 С.

Редактор Э. Н. 1Иибаева Техред А. А. Камышникова Корректор Е. Г. Ласточкина

Г1одп, к печ. 18/VIII — 64 г. Формат бум. 70 к, 108>/, Объем 0,35 «s;t. ги

Заказ 1926/1 Тираж 200 Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по дедам изобрстсний и открыr,:è СССР 11осква, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, ир. Сапунова, 2