CS216049B1

CS216049B1 - Způsob výroby 4,4'-dinitrostilben-2,2-disulfokyseliny a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CS216049B1
Application number: CS499680A
Authority: CS
Inventors: Milan Vorel; Frantisek Janda
Original assignee: Milan Vorel; Frantisek Janda
Priority date: 1980-07-15
Filing date: 1980-07-15
Publication date: 1982-10-29

Abstract

Vynález se týká způsobu přípravy 4,4'-dinitrostilben-2,2'-disulfokyseliny oxidací vzduchem. Kyselost výchozí kyseliny 4-nlttotoluensulfonové nemá být vyšší než 0,16 molu kyseliny sírové na 1 mol suroviny a oxidace probíhá ve dvou fázích, které se liší množstvím přiváděného vzduchu, přičemž během celé oxidaee je směs intensivně míchán*. Tento způsob exidace umožňuje reaktor, jehož míchadla je umístěno v difusoru, skládajícím se z válcové a kuželové části, případně jenom kuželové části. Prostor mezi stěnou reaktoru a difusoru je rozdělen radiálními žebry na nejméně tři prostory.

Description

Vynález se týká zpflsobu výroby 4,4'-dinitrostilben-2,2'-disulfbkyeeliny oxidací 4-nitrotoluen-2-sulfokyseliny vzduchem ze přítomnosti katalytického množství kysličníku těžkých kovů.

4,4'-dinitrostilben-2,2'-disulfokyselin8 je známým meziproduktem pro výrobu opticky zjaeňovacích prostředků. Vyrábí se oxidací 4-nitrotoluen-2-sulf©kyseliny vzduchem za přítomnosti katalytického množství kysličníků kovů například kysličníku manganičitého, nebo chlornanem sodným, v alkalickém prostředí'. Je známo, že nedostatek oxidačního činidla vede k tvorbě nežádoucích barevných kondenzačních) produktů, které snižují výtěžek a vyrobenou 4,4-dinitrostilben-2,2'-disulfokysellnu znehodnocují hatolik, že je nepoužitelné pro výrobu opticky zjasňovacích prostředků. Oxidace probíhá v heterogenní soustavě, neboí sodná sůl 4,4^,-dinitrodibenzyl-2,2*-disulfokyseliny, která je oxidačním meziprodukte^, jev alkalickém vodném prostředí málo rozpustná. Přítomnost anorganických solí, například síranu sodného, rozpustnost ještě snižuje a tím se snižuje i rychlost oxidace. Přítomnost anorganických solí má též negativní vliv na izolaci, 4,4^,-dinitrostilben-2,2'-disulfokyseliny, neboí vznikají velmi malé krystmly produktu, které pomalu filtrují a obtížně se premývají. Síran sodný, který znesnadňuje průběh oxidace, vzniká neutralizací kyseliny sírová, obsažené v technické 4-nitrotoluensulfokyselině. Ztráty na výtěžku 4,4-dinitrostilben-2,2^,-disulfokyseliny vznikají též přeoxidovéním, vbán±-li se do r eakční směsi velký přebytek vzduchu, vůči teorii, k potlačení tvorby barevných látek v konstrukčně nevhodném typu reaktoru.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby 4,4'- dinitrostilben-2,2*-di8ulfokyseliny oxidací 4-nitrotoluen-2-áulfokyseliny vzduchem za přítomnosti katalytického množství kysličníků kovů, jehož podstata spočívá v tom, že se na kyselinu 4-nitrotolueni-2-sulf onov ma o kyselosti nižší než 0,16 molu kyseliny sírové na 1 mol suroviny po rozpuštění a neutralizaci působí v prvém časovém úseku, trvajícím 1/5 až 2/5 celkové doby oxidace, vzduchem v množství od 5 do 25 1/h na litr reakční směsi a v druhém časovém úseku, trvajícím) po zbytek doby potřebné k oxidaci, se množství přiváděného vzduchu sníží na 1 až 5 1/h na 1 litr reakční směsi, přičemž během celé doby oxidace se mícháním udržuje hustota dissipované mechanické energie na hodnotě 300 až 10000 W/m? reakční směsi.

Způsob výroby podle vynálezu umožňuje reaktor, opatřený vstupním hrdlem pro roztek kyseliny 4-nitrotoIiuen-2-sulfonové, vstupním a výstupním hrdlem pro vstup a výstup vzduchu, výpustným (trdlern, topným pláštěm Otépěným vodou a mechanickým axiálním míchadlem, jehož podstata spočívá v tom, že axiální mícbadlo je umístěno v difusoru sestávajícím z válcové části a kuželové části., případně pouze z kuželová části, přičemž prostor mezi difusorem a stěnau reaktoru je rozdělen radiálními žebry na nejméně tři prostoiy.

Výhodou tohot· způsobu výroby 4,4*-dinitrostilben-2,2^z-disu£okyseliny je omezení vzniku vedlejších a barevných produktů přeoxidovéním 4-nitrotoluen-2-sulfokysmliny a reakčních meziproduktů na: 4-nitrosofenol-2-eulfokymelinu a případně další oxidační zplodiny. Takto vyrobená

4,4^/-dinitrostilben-2,2^,-disulfokyselina neobsahuje barevné látky a je vhodná pro výrobu opticky zjaeňovacích prostředků.

Na připojeném obrázku č. 1 je znázorněn reaktor v příkladném provedení, nakreslený v řezu rovinou A-A a B-B.

Pro objasnění podstaty vynálezu je dále uveden příklad provedení.

Příklad

Do reaktoru o celkovém objemu 5,5 1 se naleje předem připravený roztok obsahující

217,7 g 4-nitrotoluen-2-sulfokyseliny a 7,6 g volné kyseliny sírové, zneutralizovaný roztokem uhličitanu sodného o koncentraci 15 % hmotnostních na pH - 7,0. Celkový objem roztoku se doplní ne 3 1. Do roztoku se přidá 0,3 g sír«iu manganatéha krystalického, jemně rozetřeného. Obsah reaktoru se vyhřeje vodou 80 ®C teplou na 48 až 49 °C, otevře se přívod vzduchu a připustí se 101,5 g hydroxidu sodného 100 %ního ve formě 30 %raího vodného roztoku v průběhu 2 ež 3 minut. Průtofe se udržuje na hodnotě 22,5 1/h vzduchu po dobu 6 hodin, pak se sníží na 3 až 5 1/h. Programovým regulátore· se udržujehásledující teplotní režim v čase:

Doba,, h	. Teplote, °C	Doba, h	Teplota,
0	49	11	58
1	50	12	58
2	51	13	58
3	52	14	58
4	53	15	58
5	54	16	62
6	55	17	62
7	56	18	62
8	57	19	62
9	58	20	62
10	58

Po 18 až 20 h je oxidace ukončena. Reakční směs se rychle ochladí na 35 až 40 °C, přeruší se přívod vzduchu, obsah oxidátoru se převede do krystalizátoru, ochladí na 4 až 6 °C a udržuje při této teplotě po dobu 2 h. Vyloučená 4,4^z-dinitrosiilben-2,2áisulfokyselina se zfiltruje a koláč se promyje 3x 45 cm? nasyceného roztoku chleridu sodného o teplotě 5 °C. Získá se 173 e 4,4^z-dinitro8tilben-2,2^z-disulfokyseliny 300 %, což je výtěžek 80 % teorie. Oxidace se provádí v reaktoru 1, který je opatřen vstupním hrdlem 2 pro roztok 4-nitrotoluen-2-sulfokyseliny, vstupním a výstupním hrdlem 2 a 4 pro vzduch, výpustním hrdlem £, topným pláštěm 6 vytápěným vodou, jejíž přívod je £ a qdvod 8. Reaktor je dále opatřen teploměrnou jímkou £, mechanickým axiálním míchadlem 11, s hřídelí 10, přičemž je axiální míchali® 11 v difuzoru sestávajícím z válcové části 12 a kuželové části 13, případně pouze z kuželové části 13 a prostor mezi difuzorem · stěnou reaktoru £ je rozdělen radiálními žebry 14nejméně na tři prostory. Reakční směs je míchadlem 11 hnána směrem ke dnu reaktoru £, přičemž se vysokou turbulencí rovnoměrně rozděluje vzduch přivéd&iý hrdlem 2 nad míchadla. ^eakční směs s jemnými bublinkami vzduchu proudí po vnější straně difuzoru k hladině^přičemž kuželová část difuzoru 1£ zvyšuje £46 Ο4β rychlost proudění reakční směsi směrem k hladině po vnějěi stinně difuzoru, čímž je vysoké turbulence? udržován» v cel. ém objemu vsádky. Radiální žebra působí jako narážky m zmenšují pěnění reakční směsi.

Claims

χ. Způsob přípravy 4,4*- dinitrostilben-2,2'-disulfokyseliny oxidací p-nitroto luensulfokyseliny vzduchem vyznačující' se tím, že se na kyselinu 4-nitrotoluen-2-eulfonovoui o kyseloa ti nejvýše 0,16 molu kyseliny sírové na 1 mol suroviny po rozpuštění a neutralizaci působí v prvém časovém tíaseka, trvajícím 1/5 až 2/5 celkové doby oxidace, vzduchem v množství od 5 do 25 1/h na litr reakční směsi a v druhém časovém úseku, trvajícím po zbytek doby potřebné k oxidaci, se množství přiváděného vzduch» sníží aa 1 «£ 5 1/h na 1 litr reakční směsi, přičemž během celé doby oxidace se mícháním udržuje hustota dissipované mechanické energie na hodnotě 300 až 10 000 W/m^ reakční směsi.
2» Zařízení k provádění způsobu dle bodu 1 sestávající z reaktoru opatřeného vstupním hrdlem pro roztok 4-nitrotoluen-2-sulfokyseliny, vstupním hrdlem pro vstup a výstup vzduchu, výstupním hrdlem, topným pláětěm otápěným voděn a mechanickým axiálním míchadlem a pohonem vyznačené tím, že axiální míchadlo (11) je umístěno v difusoru sestávajícím z válcové části (12) s kuželová části (13), případně pouze z kuželové části (13), přičemž je prostor mezi difusorem a stěnou r eaktoru rozdělen radiálními žebry (14) na 3 »ž 10 prostorů.