Kontinuálna výroba 2-merkaptobenzotiazolu

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Opisuje sa spôsob kontinuálnej výroby 2-merkaptobenzotiazolu z anilínu, sírouhlíka a síry s dávkovaním síry do predohriatej zmesi anilínu a sírouhlíka, s recyklom, ako aj bez recyklu vedľajších konvertibilných zložiek pri tlakoch 8 až 15 MPa, teplotách za predohrievacou zónou 130 až 200 °C, teplotách v reakčnej zóne 130 až 300 °C, v jednom alebo viacerých následných stupňoch, pričom na 1 mól anilínu sa použije najmenej 1,201 mólov sírouhlíka a najviac 0,899 mólov síry. Molárny pomer sírouhlíka k anilínu sa v závislosti od zdržnej doby reakčnej zmesi v reaktore nastavuje tak, že so znižujúcou sa zdržnou dobou sa tento pomer zvyšuje. Výhodne sa na 1 mól anilínu použije spolu 2,0 až 2,2 mólov sírouhlíka a síry.

Text

Pozerať všetko

PRIEMYSELNÉHO VLASTNÍCTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKYDátum podania prihlášky 27. 7. 2001Dátum nadobudnutia účinkov patentu 2. 8. 2007 Vestník UPV SR č. 8/2007Dátum podania prioritnej prihlášky Krajina alebo regionálnaDátum zverejnenia prihlášky 4. 2. 2003 Vestník UPV SR č. 2/2003Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTOpisuje sa spôsob kontinuálnej výroby Z-merkaptobenzotiazolu z anilínu, sírouhlüca a síry s dávkovaním síry do predohriatej zmesi anilínu a sírouhlíka, s recyklom, ako aj bez recyklu vedľajších konvertibilných zložiek pri tlakoch 8 až 15 MPa, teplotách za predohrievacou zónou 130 až 200 °C, teplotách v reakčnej zóne 130 až 300 °C, v jednom alebo viacerých následných stupňoch, pričom na l mól anilínu sa použije najmenej 1,201 mólov sírouhlíka a najviac 0,899 mólov síry. Molámy pomer sírouhlíka k anilínu sa v závislosti od zdržnej doby reakčnej zmesi v reaktore nastavuje tak, že so znižujúcou sa zdržnou dobou sa tento pomer zvyšuje. Výhodne sa na 1 mól anilínu použije spolu 2,0 ažVynález sa týka zlepšenia kontinuálnej výroby 2-merkaptobenzotiazolu z anilínu, sirouhlika a siry. 2-Merkaptobenzotiazol sa používa ako poloprodukt na prípravu urýchľovačov vulkanizácie kaučuku a V značnom množstve sa tiež spotrebováva ako urýchľovač Vulkanizácie.2-Merkaptobenzotiazol sa bežne vyrába VysokotlakoVou reakciou anilínu so sírouhlikom a sírou v diskontinuálnych miešaných a kontinuálnych rúrkových reaktoroch. Diskontinuálnu prípravu Z-merkaptobenzotiazolu z anilínu,síry asírouhlíka opisuje patent US 1 63 871. V zmysle predmetu riešenia sa syntéza uskutočňuje V autokláve pri teplotách 150 až 300 °C, tlakoch 0,69 až 4,82 MPa, pričom sa použije l mól anilínu, l mól siry a l mól sirouhlika plus 15 až 20 nadbytku sirouhlika. V patente GB 283 679 sú spresnené ako Výhodné tlaky 4,1 l až 4,82 MPa a teploty 280 až 285 °C.Patenty DE 2 121 394, GB 1 304 972 a US 3 818 025 opisujú diskontinuálnu aj kontinuálnu výrobu 2-merkaptobenzotiazolu. Pri diskontinuálnej syntéze anilín, sírouhlík a síra reagujú v systéme pozostávajúcom z dvoch reaktorov, v ktorých sa udržuje teplota 250 až 300 °C, resp. 200 až 240 C a tlak do 150 at., pričom sa dosahujú výťažky 2-merkaptobenzotiazolu 85 až 89 teórie. Kontinuálna syntéza sa uskutočňuje pri teplotách 200 až 300 C, výhodne 220 až 260 C V rúrkovom reaktore s pomerom dĺžky a priemeru rúrky najmenej 100 l, výhodne 500 až 8000 l,a priemerom rúrky 50 až 200 mm.lná skupina patentov rieši použitie produktov vedľajších reakcií, čí už benzotíazolu - DE 2 551 060, DE 2 709 989, DE 2 709 990 alebo polykondenzačných látok - US 3 031 073 vo výrobe 2-merkaptobenzotiazolu.Ďalšie postupy sú spomenuté V literámom prehľade patentu SK 278 229. Predmetom SK 278 229 je spôsob kontinuálnej prípravy Z-merkaptobenzotiazolu z anilínu, sírouhlíka a siry srecyklom, ako aj bez recyklu syntézu sprevádzajúcich vedľajších konvertabilných zložiek pri tlakoch 8 až 14 MPa a molámych pomeroch anilín sírouhlik sira l 0,9 až 1,5 0,85 až 1,2 V kaskáde rúrkových telies rozdelenej na predohrievaciu a reakčnú zónu vyznačený tým,že reakčná zóna pozostáva z dvoch až desiatich, výhodne štyroch V sérii zapojených samostatne vyhrievaných rúrkových telies. Hoci spôsob kontinuálnej výroby 2-merkaptobenztiazolu podľa uvedeného patentu umožňuje udržiavať optimálny teplotný profil V reakčnej zóne a zároveň dosahovať Vyššie výťažky, má rezervy nielen z pohľadu čistoty Z-merkaptobenzotiazolu Vystupujúceho z reaktora, ale aj z pohľadu výťažkov. Pri dosiahnutí minimalizácie obsahu benzotiazolu, metylbenzotiazolu a anilínu tak, že sa za samotný reaktor zaradí dostatočne účinný stripovací stupeň,je zabezpečenie optimálneho výťažku a obsahu 2 merkapto-benzotiazolu V produkte odchádzajúcom z reaktora otázkou zníženie obsahu difenyltiomočoviny, 2 fenylaminobenzo-tiazolu, voľnej siry a živičnatých látok.Údaje vedúce k optímálnym výťažkom a obsahom 2-merkaptobezotiazolu V produkte získanom na výstupe z reaktora však môžu poskytnúť len empirické závislosti alebo matematické modely rúrkového reaktora syntézy 2-merkaptobenzotiazolu vychádzajúce zo súboru reakcií, ktorý zahŕňa aj reakcie vzniku živičnatých látok.Významné zníženie obsahu voľnej síry a obsahu živičnatých látok V produkte získanom na výstupe z reaktora slúžiaceho na kontínuálnu výrobu 2-merkaptobenzotiazolu z anilínu, sirouhlika a síry s recyklom, ako aj bez recyklu vedľajších konvertabilných zložiek pri tlakoch 8 až 15 MPa, teplotách za predohrievacou zónou 130 až 200 °C,teplotách Vreakčnej zóne 130 až 300 C či už V jednom alebo viacerých následných stupňoch je možne dosiahnuť postupom podľa predmetu vynálezu vyznačujúceho sa tým,zel. sa na l mól anilínu použije min. 1,201 mólov sirouhlika a max. 0,899 mólov síry, 2. sa na l mól anilínu použije spolu 2,00 až 2,20 mólov sirouhlika a síry, 3. sa molámy pomer sirouhlika nastavuje V závislosti od zdržneho času reakčnej zmesi vreaktore, pričom platí, že so znižujúcim sa zdržným časom sa molámy pomer sirouhlika vo vzťahu k anilínu zvyšuje, 4. pri syntéze uskutočňovanej vo viacerých samostatne vyhrievaných stupňoch sa teploty teplonosného média a reakčnej zmesi v jednotlivých stupňoch nastavujú V závislosti od zdržněho času reakčnej zmesi v reaktore, 5. pri syntéze uskutočňovanej vo viacerých samostatne vyhrievaných stupňoch sa V stupňoch, v ktorých dominuje reakcia anilínu so sírouhlikom za vzniku dífenyltiomočovíny a sírovodika udržuje teplota teplonosného média vyššia,ako je teplota reakčnej zmesi, 6. pri syntéze uskutočňovanej vo viacerých samostatne vyhrievaných stupňoch sa V stupňoch, V ktorých dominuje reakcia difenyltiomočoviny so sírou za vzniku 2-fenylaminobenzotiazolu a sírovodíka udržuje teplota teplonosného média nižšia, ako je teplota reakčnej zmesi, 7. ak je syntéza uskutočňovaná vo viacerých samostatne vyhrievaných stupňoch, sa V stupňoch, V ktorých dominuje reakcia Z-fenylaminobenzotiazolu so sírovodikom za Vzniku 2-merkaptobenzotiazolu a anilínu udržuje teplota teplonosného média Vyššia, ako je teplota reakčnej zmesi.Uvedené podmienky umožňujú dosahovať pomeme nízke obsahy voľnej síry a živičnatých látok a vysoké obsahy Z-merkaptobenzotiazolu. Vhodnost použitia molámeho pomeru sirouhlika min. 1,201 a molámeho pomem siry max. 0,899 je možne vysvetlit Vedľajšími reakciami, pretože pretože- tvorba jedného mólu benzotiazolu je spojená so spotrebou jedného mólu anilínu a jedného mólu sirouhlika,- pri vedľajších reakciách sa tvorí síra, napr. Vznik jedného mólu metylbenzotiazolu z jedného mólu 2-merkaptobenzotiazolu je sprevádzaný spotrebou jedného mólu sirouhlika a tvorbou troch mólov síry,- tvorba polykondenzačných produktov je spojená s nižšou ako ekvimolárnou spotrebou síry, pričom zároveň plati, že nadbytok sirouhlika pri daných reakčných podmienkach pôsobí proti vzniku živičnatých látok. Do reaktora nadávkovane vedľajšie konvertibilné zložky ako benzotiazol, metylbenzotiazol, difenyltiomočovina pritom v podstate slúžia na potlačenie ďalšej tvorby týchto látok a podliehajú neustálej recirkulácii.Do predohrievacej zóny sa dávkuje 4,914 kmol/h sirouhlika a V anilinovom prúde 4,725 kmol/h anilínu,0,770 kmol/h benzotiazolu, 0,083 kmol/h Z-merkapto SK 285783 B 6benzotiazolu, 0,053 kmol/h metylbenzotiazolu a 0,041 kmol/h difenyltiomočoviny. Vzniknutá zmes vyhriata na 145 °C sa zmieša s 3,922 kmol/h kvapalnej síry a postupuje do reakčnej zóny pozostávajúcej z jedného samostatne vyhrievaného rúrkového telesa, V ktorom sa na strane teplonosiča udržuje priememá teplota 315 °C. Reakčná zmes vystupujúca z reaktora s teplotou 300 °C obsahuje 91,1 hmotn. 2-merkaptobenzotiazolu, 1,2 hmotn. voľnej síry a 6,2 hmotn. polykondenzačných produktov pri výťažku čistej zložky 90,9 .Do predohrievacej zóny toho istého reaktora ako v príklade l sa dávkuje 4,914 kmol/h sírouhlíka a v anilinovom prúde 4,725 kmol/h anilínu, 0,770 kmol/h benzotiazolu,0,083 kmol/h 2-merkaptobenzotiazolu, 0,053 kmol/h metylbenzotiazolu a 0,041 kmol/h difenyltiomočoviny. Vzniknutá zmes vyhriata na 145 C sa zmieša s 3,922 kmol/h kvapalnej síry a postupuje do reakčnej zóny pozostávajúcej zo štyroch samostatne vyhrievaných rúrkových telies, v ktorých sa na strane teplonosiča udržujú priemerné teploty l. stupeň - 330 °C, 2. stupeň - 320 °C, 3. stupeň - 310 °C, 4. stupeň - 300 °C. Odplynená a dusíkom prefúknutá reakčná zmes vystupujúca zo 4. stupňa obsahuje 92,5 hmotn. 2-merkaptobenzotiazolu, 1,1 hmotn. volnej síry a 4,8 hmotn. polykondenzačných produktov pri výťažku čistej zložky 92,9 .Do predohrievacej zóny toho istého reaktora ako v príklade l sa dávkuje 5,954 kmol/h sírouhlíka a v anilínovom prúde 4,725 kmol/h anilínu, 0,770 lcmol/h benzotiazolu,0,083 kmol/h 2-merkaptobenzotiazolu, 0,053 kmol/h metylbenzotíazolu a 0,041 kmol/h difenyltiomočoviny. Vzniknutá zmes vyhriata na 145 °C sa zmieša s 3,969 kmol/h kvapalnej síry a postupuje do reakčnej zóny pozostávajúcej zo štyroch samostatne vyhrievaných rúrkových telies, v ktorých sa na strane teplonosiča resp. reakčnej zmesi udržujú priememé teploty 1. stupeň - 265 resp. 260 °C, 2. stupeň - 247 resp. 294 °C, 3. stupeň - 275 resp. 286 °C, 4. stupeň - 304 resp. 286 °C. Reakčná zmes vystupujúca zo 4. stupňa s teplotou 286 C obsahuje 95,1 hmotn. Z-merkaptobenzotiazolu, 0,7 hmotn. voľnej síry a 2,5 hmom. polykondenzačných produktov pri výťažku čistej zložky 95,6 .Do predohrievacej zóny toho istého reaktora ako V príklade l sa dávkuje 3,304 kmol/h sírouhlíka a v anilínovom prúde 2,684 kmol/h anilínu, 0,349 kmol/h benzotiazolu,0,038 kmol/h Z-merkaptobenzotiazolu, 0,044 kmol/h metylbenzotiazolu a 0,011 kmol/h difenyltiomočoviny. Vzniknutá zmes vyhriata na 145 C sa zmieša s 2,228 kmol/h kvapalnej síry a postupuje do reakčnej zóny pozostávajúcej zo štyroch samostatne vyhrievaných rúrkových telies, v ktorých sa na strane teplonosiča, resp. reakčnej zmesi udržujú priememé teploty l. stupeň - 244 resp. 260 °C, 2, stupeň - 242 resp. 275 °C, 3. stupeň - 286 resp. 275 °C, 4. stupeň - 308 resp. 275 C. Reakční zmes vystupujúca zo 4. stupňa s teplotou 275 °C obsahuje 94,5 hmotn. Z-merkaptobenzotiazolu, 0,6 hmotn. voľnej síry a 2,8 hmotn. polykondenzačných produktov pri výťažku čistej zložky 94,8 .Riešenie je možné využít v chemickom priemysle pri výrobe urýchľovača vulkanizácie kaučuku, resp. na výrobupoloproduktu na prípravu urýchľovača vulkanizácie kaučuku.l. Spôsob kontinuálnej výroby 2-merkaptobenzotiazolu z anilínu, sírouhlíka a síry s dávkovaním síry do predhriatej zmesi anilínu a sírouhlíka, srecyklom alebo bez recyklu vedľajších konvertabilných zložiek, pri tlakoch 8 až 15 MPa, teplotách za predohrievacou zónou 130 až 200 °C,teplotách v reakčnej zóne 130 až 300 °C, v jednom alebo viacerých následných stupňoch, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa na l mól anilínu použije najmenej 1,201 mólov sírouhlíka a najviac 0,899 mólov síry.2. Spôsob podľa nároku l, vyz n a č uj ú ci s a t ý m , že sa na 1 mól anilínu použije spolu 2,0 až 2,2 mólov sírouhlíka a síry.3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, v y z n a č uj ú c i s a t ý m , že sa molámy pomer sírouhlíka nastavuje v závislosti od zdržného času realcčnej zmesi v reaktore tak,že so znižujúcim sa zdržným časom sa molámy pomer sírouhlíka vo vzťahu k anilínu zvyšuje.4. Spôsob podľa niektorého z nárokov l, 2, 3 uskutočňovaný vo viacerých samostatne vyhrievaných stupňoch,vyznačujúci sa tým,žeteplotyteplonosného média a reakčnej zmesi v jednotlivých stupňoch sa nastavujú v zavislosti od zdržného času reakčnej zmesi v reaktore.5. Spôsob podľa niektorého z nárokov l, 2, 3, 4 uskutočňovaný vo viacerých samostatne vyhrievaných stupňoch,vyznačuj úci sa tým,ževstupňoch,v ktorých dominuje reakcia anilínu so sírouhlñcom za vzniku difenyltiomočoviny a sírovodíka sa udůuje teplota teplonosného média vyššia, ako je teplota reakčnej zmesi.6. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1, 2, 3, 4, 5 uskutočňovaný vo viacerých samostatne vyhrievaných stupňoch, vyznačujúci sa tým, že v stupňoch, v ktorých dominuje reakcia difenyltiomočoviny so sírou za vzniku Z-fenylaminobenzotiazolu a sirovodika sa udržuje teplota teplonosněho média nižšia, ako je teplota reakčnej zmesi.7. Spôsob podľa niektorého z nárokov l, 2, 3, 4, 5, 6 uskutočňovaný vo viacerých samostatne vyhrievaných stupňoch, vyznačujúci sa tým, že v stupňoch, v ktorých dominuje reakcia 2-fenylaminobenzotiazolu so sírovodíkom za vzniku 2-merkaptobenzotiazolu a anilínu sa udržuje teplota teplonosného média vyššia, ako je teplota reakčnej zmesi.

MPK / Značky

MPK: C07D 277/00

Značky: kontinuálna, 2-merkaptobenzotiazolu, výroba

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/3-285783-kontinualna-vyroba-2-merkaptobenzotiazolu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Kontinuálna výroba 2-merkaptobenzotiazolu</a>

Podobne patenty