本發(fā)明涉及橡膠硫化促進(jìn)劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種橡膠硫化促進(jìn)劑DZ的制備方法及裝置。
(二)
背景技術(shù):
隨著社會(huì)的進(jìn)步,橡膠工業(yè)的發(fā)展,橡膠硫化促進(jìn)劑的研究與生產(chǎn)越來(lái)越受到重視。DZ作為后效性促進(jìn)劑,具有次磺酰胺類促進(jìn)劑最好的防焦燒性能,是生產(chǎn)子午線輪胎、鋼絲膠帶及橡膠厚件不可缺少的重要原料之一,具有很好的發(fā)展前景。
目前工業(yè)上合成DZ產(chǎn)品的反應(yīng)設(shè)備均是采用搪瓷釜,進(jìn)行三滴加氧化操作,該法具有技術(shù)成熟、生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但隨著反應(yīng)的進(jìn)行,料液中的原料越來(lái)越少,分子碰撞的幾率減少,反應(yīng)的速率降低,影響產(chǎn)品收率。文獻(xiàn)(精細(xì)石油化工,2006,23:7)報(bào)道了一步法合成DZ,此方法采用M-Na與硫酸溶液和氧化劑同時(shí)滴加,所得DZ產(chǎn)品收率和質(zhì)量偏低,母液需要進(jìn)一步處理。專利號(hào)200810053774.5發(fā)表的專利,過(guò)程是:將異丙醇和二環(huán)己胺加入到氧化釜中,在攪拌條件下,使二環(huán)己胺充分溶解在異丙醇中,再加入硫酸,同時(shí)控制pH值,然后滴加M-Na鹽,同時(shí)滴加次氯酸鈉,所得DZ產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了99%,但是收率沒有具體數(shù)值。這些合成促進(jìn)劑DZ的方法,大多存在收率偏低,含鹽廢水的處理等問題。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種反應(yīng)充分、產(chǎn)品收率高的橡膠硫化促進(jìn)劑DZ的制備方法及裝置。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種橡膠硫化促進(jìn)劑DZ的制備方法,其特征在于:在反應(yīng)釜內(nèi)加入異丙醇和二環(huán)己胺,開啟循環(huán)管道反應(yīng)器,在20-100℃、轉(zhuǎn)速200-1400r/min的條件下,分別以7-14ml/min、3-7ml/min、1-2ml/min的流速進(jìn)行次氯酸鈉、M鈉鹽和稀硫酸的三滴加操作,整個(gè)氧化反應(yīng)過(guò)程在管道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,通過(guò)循環(huán)泵循環(huán)反應(yīng),滴加時(shí)間為1.0-4.0h,過(guò)程中控制pH為8.5-12.0,反應(yīng)完畢后經(jīng)水洗干燥得促進(jìn)劑DZ產(chǎn)品,其收率達(dá)到98%以上。
本發(fā)明的更優(yōu)技術(shù)方案為:
所述氧化到終點(diǎn)的料液經(jīng)抽濾所得母液循環(huán)套用,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能生產(chǎn)。
所述異丙醇的添加量為100-1200ml,二環(huán)己胺的添加量為40-1100g。
實(shí)現(xiàn)上述制備方法的裝置,包括內(nèi)部安裝攪拌器的反應(yīng)釜,其特征在于:所述反應(yīng)釜的底部出口通過(guò)循環(huán)料管貫穿管道反應(yīng)器回到反應(yīng)釜的上端入口,循環(huán)料管上安裝有循環(huán)泵并分別通過(guò)計(jì)量器連接鈉鹽罐、硫酸罐和次鈉罐。
其中,所述反應(yīng)釜頂端進(jìn)口分別通過(guò)管道連接二環(huán)罐、醇水罐和母液罐。
所述循環(huán)料管連通水洗抽濾罐,水洗抽濾罐的出液口連通反應(yīng)釜,實(shí)現(xiàn)了循環(huán)母液的抽濾再利用。
所述管道反應(yīng)器的管道為普通無(wú)縫管或內(nèi)置翹片式無(wú)縫管,材質(zhì)是316L不銹鋼或2205雙相不銹鋼,管道直徑為57-133mm,其長(zhǎng)度視工藝而定。
所述管道反應(yīng)器為多層盤管式、列管式、蛇形管式或直管式反應(yīng)器
本發(fā)明裝置包括管道反應(yīng)器、冷卻器、配料釜、循環(huán)泵以及溫度、流量等參數(shù)的控制系統(tǒng),管道反應(yīng)器是整個(gè)裝置的核心部分;采用管道式反應(yīng)合成的DZ,在管道反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)反應(yīng),隨時(shí)滴加隨時(shí)參與反應(yīng),可以增加分子碰撞幾率,提高產(chǎn)品收率,減少含鹽廢水的排放,降低能耗,可以推進(jìn)促進(jìn)劑DZ的廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明為管道循環(huán)反應(yīng),工藝條件穩(wěn)定,氧化所得母液循環(huán)套用,管道式循環(huán)反應(yīng)和母液套用雙重作用,所得產(chǎn)品收率大大提高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,消耗較低,能耗降低,且廢水相對(duì)較容易處理。
(四)附圖說(shuō)明
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中,1反應(yīng)釜,2循環(huán)料管,3管道反應(yīng)器,4循環(huán)泵,5鈉鹽罐,6硫酸罐,7次鈉罐,8二環(huán)罐,9醇水罐,10母液罐,11水洗抽濾罐。
(五)具體實(shí)施方式
附圖為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例。該實(shí)施例包括內(nèi)部安裝攪拌器的反應(yīng)釜1,所述反應(yīng)釜1的底部出口通過(guò)循環(huán)料管2貫穿管道反應(yīng)器3回到反應(yīng)釜1的上端入口,循環(huán)料管2上安裝有循環(huán)泵4并分別通過(guò)計(jì)量器連接鈉鹽罐5、硫酸罐6和次鈉罐7;所述反應(yīng)釜1頂端進(jìn)口分別通過(guò)管道連接二環(huán)罐8、醇水罐9和母液罐10;所述循環(huán)料管2連通水洗抽濾罐11,水洗抽濾罐11的出液口連通反應(yīng)釜1;所述管道反應(yīng)器3的管道為普通無(wú)縫管或內(nèi)置翹片式無(wú)縫管,材質(zhì)是316L不銹鋼或2205雙相不銹鋼,管道直徑為57-133mm;所述管道反應(yīng)器3為多層盤管式、列管式、蛇形管式或直管式反應(yīng)器。
實(shí)施例1:
如附圖1中所表示出的流程:將400ml異丙醇和100g二環(huán)己胺加入到反應(yīng)釜內(nèi),在40℃,轉(zhuǎn)速800r/min的條件下,使二環(huán)己胺充分溶解在異丙醇中,開啟管道循環(huán)反應(yīng)器,分別以14ml/min、7ml/min、2ml/min的流速開始滴加次氯酸鈉、M-Na鹽和稀硫酸,滴加時(shí)間為1h,過(guò)程中控制pH值為9.0,反應(yīng)完畢后抽濾、水洗、干燥,得促進(jìn)劑DZ產(chǎn)品,收率98.4%。
實(shí)施例2:
如附圖1中所表示出的流程:將400ml異丙醇和100g二環(huán)己胺加入到反應(yīng)釜內(nèi),在40℃,轉(zhuǎn)速800r/min的條件下,使二環(huán)己胺充分溶解在異丙醇中,開啟管道循環(huán)反應(yīng)器,分別以7ml/min、3.5ml/min、1ml/min的流速開始滴加次氯酸鈉、M-Na鹽和稀硫酸,滴加時(shí)間為2h,過(guò)程中控制pH值為9.5,反應(yīng)完畢后抽濾、水洗、干燥,得促進(jìn)劑DZ產(chǎn)品,收率98.7%。
實(shí)施例3:
如附圖1中所表示出的流程:將實(shí)施例2所得母液以及200ml異丙醇和100g二環(huán)己胺加入到反應(yīng)釜內(nèi),在40℃,轉(zhuǎn)速800r/min的條件下,使二環(huán)己胺充分溶解在異丙醇中,開啟管道循環(huán)反應(yīng)器,分別以7ml/min、3.5ml/min、1ml/min的流速開始滴加次氯酸鈉、M-Na鹽和稀硫酸,滴加時(shí)間為2h,過(guò)程中控制pH值為9.5,反應(yīng)完畢后抽濾、水洗、干燥,得促進(jìn)劑DZ產(chǎn)品,收率99.5%。