CS265437B1 - Způsob řízení a ukončování azokopulačních reakcí - Google Patents

Abstract

Způsob řízení a ukončování azokopulač- ních reakcí prováděných dávkováním roztoku diazoniové soli k předloženému roztoku pasivní komponenty s využitím principu měření redox potenciálu reakční směsi, při kterém se diazoniová sůl přidává k pasivní komponentě v první fázi spojitě až do dosažení koncentrace nezreagované soli v mezích 1.10-® až 1.10-4 mol na litr při vzrůstu redox potenciálu na odpovídající hodnotu, načež se dávkování provádí přetržitě, s výhodou v dávkách konstantní velikosti, přičemž pauza mezi dávkami je 3 až 60 s a připuštění další dávky se provádí při poklesu redox potenciálu pod zvolenou hodnotu, která je o 50 až 150 mV vyšší než hodnota podmiňující přechod na pulsní dávkování a dávkování se ukončí.

Description

Vynález se týká způsobu řízení a ukončování azokopulačních reakcí při výrobě azobarviv i četných organických polotovarů.

Azokopulační reakce, zkráceně kopulace, jsou reakce diazoniových solí (aktivní komponenta) s aromatickými, nebo heteroaromatickými sloučeninami, jež obsahují elektrodonorové substituenty (pasivní komponenta). Jako pasivní komponenty se nejčastěji používají aromatické aminy, naftoly, naftylaminy, fenoly a jejich deriváty. Praktické provedení kopulační reakce spočívá v připouštění zchlazeného roztoku diazoniové soli k pasivní komponentě za intenzivního míchání. Zpravidla je nutné před, ale hlavně v průběhu kopulace, upravovat pH reakční směsi.

Průběh reakce se nejčastěji sleduje jednoduchou semikvantitativní zkouškou na obsah aktivní či pasivní komponenty. Byly též popsány a v praxi již ojediněle použity objektivní způsoby měření těchto složek reakční směsi. Měřený údaj byl použit pro ruční nebo automatické dávkováni aktivní komponenty.

Popsané způsoby měření a řízení jsou založeny na kolorimetrickém nebo potenciometrickém principu. Kolorimetrická metoda, spočívající v reakci s barvotvorným činidlem, je automatizovanou verzí provozní tečkovaci zkoušky. Její nevýhodou je aparaturní náročnost.

Při potenciometrickém způsobu je měřen redox potenciál reakční směsi inertní elektrodou. Hodnota potenciálu závisí na aktivitě diazoniové soli v této směsi a je využita k řízení jejího nátoku.

Přesné měření redox potenciálu naráží na řadu obtíží. U všech dosud používaných elektrod dochází během kopulace k jejich postupné pasivaoi. Aktivní povrch měrné elektrody musí být periodicky nebo kontinuálně regenerován a podle účinnosti regenerace je měření zatížené větší či menší chybou.

Dalším zdrojem chyb je tzv. Pallmanův efekt, známý jako efekt suspenzí a v menší míře i změny potenciálu kapalinového rozhraní solného můstku. To vše negativně ovlivňuje správnost i reprodukovatelnost měření a komplikuje nastavení žádané hodnoty regulované veličiny při automatickém řízení nátoku diazoniové soli.

Stanovení konce kopulační reakce komplikuje v řadě případů relativně vysoká rychlost rozkladu diazoniové soli, srovnatelná s reakční rychlostí v konečné fázi kopulace. Popsané problémy obchází způsob řízení a ukončování azokopulačních reakcí podle tohoto vynálezu. Spočívá v rozdělení kopulace do dvou fází, přičemž v prvé je diazoniová sůl dávkována spojitě, ve druhé pak pulsně, s výhodou v dávkách konstantní velikosti. Podmínkou pro přechod do druhé fáze je vzrůst koncentrace diazoniové soli na zvolenou hodnotu v mezích 1.10 ® až 1.10 mol/1 a tomu odpovídající vzrůst redox potenciálu reakční směsi, nebo připuštění 70 až 95% teoretické spotřeby diazoniové soli.

Po přechodu na pulsní dávkování je druhá a každá následující dávka připouštěna po uplynutí minimální pauzy, volitelné v rozsahu 3 až 60 s, a to pouze při poklesu potenciálu pod zvolenou hodnotu, která je o 50 až 150 mV pozitivnější než hodnota podmiňující přechod na pulsní dávkování. Dávkování je ukončeno, když absolutní hodnota směrnice funkce, vyjadřující závislost redox potenciálu na čase, klesne na předem zvolenou hodnotu v mezích 0 až 5 mV/min. Hodnota směrnice, indikující dosažení konce kopulační reakce, závisí na rychlosti rozkladu diazoniové soli v daném reakčním prostředí a pro každý konkrétní případ se zjištuje experimentálně.

V porovnání s dosavadním stavem lze aplikací popsaného způsobu řízení dosáhnout vyšší kvalitu regulačního pochodu a udržet v reakční směsi optimální koncentraci aktivní komponenty. To se příznivě projeví ve zkrácení doby kopulace a v úspoře surovin. Lze též očekávat zvýšení kvality výsledného produktu v důsledku potlačení rozkladu diazoniové soli. Zavedením automatického řízení dojde k úspoře pracovních sil.

Pro názorné objasnění podstaty způsobu řízení podle vynálezu jsou uvedeny následující příklady.

Příklad 1

Příprava mezibarviva pro Verzálovou stálou červeň BRN.

Zklerovaný roztok pasivní komponenty, připravený rozpuštěním 634 kg 2-hydroxy-3-naftoové kyseliny v 6 930 litrech vody a 356 litrech 10 M NaOH, se v kopulační kádi ochladí na 20 °C. Aktivní komponentou je zklerovaný roztok diazoniové soli 2,5-dichloranilinu, obsahující 0,45 mol/1, Do kopulační kádě se připouští rychlostí cca 300 1/min, za současné regulace pH na hodnotu 7,0 pH s přesností ±0,2 pH. S poklesem koncentrace pasivní komponenty vzrůstá koncentrace aktivní komponenty i redox potenciál reakční směsi. Ten je měřen zlatou, mechanicky regenerovanou elektrodou vůči nasycené argentchloridové elektrodě. Obě elektrody jsou součástí regulačního obvodu, kterým je ovládáno dávkování aktivní komponenty. První fáze kopulace je —6 ukončena po vzrůstu její koncentrace v reakční směsi na 5.10 mol/1, indikovaném vzrůstem redox potenciálu na 210 mV. Od tohoto okamžiku je aktivní komponenta připouštěna v dávkách po 40 litrech.

Minimální interval mezi dávkami je nastaven na 30 s a po vzrůstu potenciálu nad 300 mV jsou jednotlivé dávky připouštěny vždy po odreagování dávky předchozí, tj. při poklesu potenciálu pod 300 mV. Reakční rychlost dále klesá, což se projeví poklesem absolutní hodnoty poměru dE/dT. Při dosažení 2,2 mV/min je dávkování ukončeno.

Příklad2

Příprava mezibarviva pro Verzálovou stálou žlu€ GR.

Roztok pasivní komponenty se připraví rozpuštěním 470 kg 50% pasty 1,4-bisacetoacetamino-2,5-dimetylbenzenu v 5 200 litrech vody a 155 litrech 10 M NaOH. Po přídavku 775 kg octanu sodného a 25 kg křemeliny se zkleruje do kopulační kádě a zředí 5 000 litry vody. Obsah kopulační kádě se vytemperuje na 25 °C a začne se připouštěc roztok diazoniové soli 3-amino-4-chlorbenzoové kyseliny (koncentrace 0,16 mol/1), rychlosti cca 200 1/min. Hodnota pH reakční směsi je pufrována octanem sodným a případné odchylky automaticky korigovány připouštěním.

M NaOH.

První fáze kopulace je ukončena připuštěním 7 000 litrů aktivní komponenty. V druhé fázi je aktivní komponenta připouštěna v dávkách po 50 litrech za současného měřeni redox potenciálu. Jednotlivé dávky jsou připouštěny po uplynutí minimálně 30 s a poklesu potenciálu pod 220 mV. Dávkování je ukončeno při poklesu absolutní hodnoty poměru dE/dT pod 0,3 mV/min.

Claims (2)

1. Způsob řízení a ukončování azokopulačních reakcí prováděných dávkováním roztoku diazoniové soli k přebytečnému roztoku pasivní komponenty s využitím principu měření redox potenciálu reakční směsi vyznačený tím, že po první fázi kopulace, při níž se diazoniová sůl dávkuje spojitě, následuje po vzrůstu její koncentrace v reakční směsi na zvolenou hodnotu v mezích 1.10^-6 až 1.10^-4 mol/1 a tomu odpovídajícímu vzrůstu potenciálu, druhá fáze, při níž se diazoniová sůl dávkuje pulsně, s výhodou v dávkách konstantní velikosti, přičemž minimální pauza mezi dávkami je volitelná v mezích 3 až 60 s a podmínkou pro připouštění následující dávky je pokles redox potenciálu pod zvolenou hodnotu, která je o 50 až 150 mV vyšší než hodnota podmiňující přechod na pulsní dávkování a dávkování se skončí, když absolutní hodnota směrnice funkce, vyjadřující závislost redox potenciálu na čase, klesne na předem zvolenou hodnotu v mezích 0 až 5 mV/min.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že přechod na pulsní dávkování se provede pouze po připuštění 70 až 95 % teoretické spotřeby diazoniové soli.