DD241737B1

DD241737B1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung waessriger natriummethyldithiocarbamatloesungen

Info

Publication number: DD241737B1
Application number: DD28181085A
Authority: DD
Inventors: Werner Kochmann; Klaus Gottschlich; Kurt Junghans; Wolfgang Schnelle; Hans-Juergen Hartmann; Eberhard Grahn; Peter Beyer; Dieter Rostal
Original assignee: Bitterfeld Chemie
Priority date: 1985-10-17
Filing date: 1985-10-17
Publication date: 1987-09-30
Also published as: DD241737A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wäßriger Natriummethyldithiocarbamatlosungen aus Schwefelkohlenstoff, Natronlauge und Methylamin.

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Es ist bekannt, Natronlauge und Methylamin in wäßriger Losung mit Schwefelkohlenstoff diskontinuierlich in einem Ruhrwerksapparat mit den bekannten Nachteilen der diskontinuierlichen Prozeßfuhrung zu Natriummethyldithiocarbamat umzusetzen Ein kontinuierliches Verfahren wird zur Herstellung von Losungen dithiocarbamatsaurer Salze beschrieben (DE-OS 1118186), bei welchem die Umsetzung des Amins und des Salzbildners mit dampfförmigen Schwefelkohlenstoff erfolgt Nachteil dieses Verfahrens ist, daß durch den Umgang mit Schwefelkohlenstoffdampfen, welche sich bekanntlich durch eine extrem niedrige Zundtemperatur auszeichnen, Gefahrdungsmomente auftreten, denen nur durch beträchtlichen technischen Aufwand begegnet werden kann In der DD-PS 113217 wird ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von dimethyldithiocarbaminsauren Salzen in flussiger Phase mit Schwefelkohlenstoffuberschuß und nachfolgender Abtrennung des überschüssigen Schwefelkohlenstoffes vom Fertigprodukt beschrieben

Verwendet man hierzu einen Drehscheibenreaktor, so kann die bei der exothermen Reaktion auftretende Warme durch Mantelkühlung abgeführt werden

Durch die rohrformige Gestalt des Reaktors ergibt sich ein gunstiges Verhältnis von Kuhlflache zur Reaktionsvolumen Ungunstig ist aber, daß sich die entstehende Warme und damit die Reaktionstemperatur nicht gleichmäßig über die Reaktorlange verteilt Das Temperaturmaximum liegt in der Nahe der Einspeisungsstelle der wäßrigen Phase aus Dimethylamin und dem Salzbildner

Die Änderung von Betriebsparametern wie Durchsatz, Eintrittstemperatur der Rohstoffe oder deren Konzentration, verandern die Lage dieses Maximums wenig

Eine hinreichend gute Temperaturregelung des genannten Reaktors erreicht man, wenn man in Hohe der genannten Einspeisungsstelle eine Temperaturmeßstelle anbringt, deren Signal über einen Regler die Kuhlmittelmenge regelt Bei der naheliegenden Übertragung dieses Verfahrens auf die Herstellung von Natriummethyldithiocarbamat, bei der anstelle des Dimethylamine das Monomethylamin als Ausgangsverbindung eingesetzt wird, ergeben sich unerwartet Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung eines stabilen Betriebsablaufes

Als Folge von Schwankungen der Betriebsvanablen, wie der Konzentration der Ausgangsstoffe oder deren Temperatur, ergeben sich Abweichungen vom stationären Zustand, die sich in einer Verringerung der Reaktionsgeschwindigkeit, einem Überhitzen des Reaktorinhalts oder in anderen Störungen des Reaktionsablaufes bemerkbar machen Ein Temperaturregelkreis ist nicht in der Lage, die Situation richtig zu erkennen und den Reaktor im stabilen Arbeitsbereich zu halten Erschwerend kommt hinzu, daß der geringe Dichteunterschied zwischen den beiden flussigen Phasen bei der technisch gebrauchlichen Konzentration des Methyldithiocarbamatszwjschen 30% und 40% von 60kg/m³ bis 90 kg/m³ in einem hydrodynamisch schwierigen Bereich fur einen Zweiphasen-Gegenstromapparat liegt Dadurch kann ein beginnendes Sieden des Schwefelkohlenstoffs mit nur geringen, äußerlich nicht wahrnehmbaren Druckstoßen, dazu fuhren, daß der austretende Schwefelkohlenstoff trotz der dazwischenliegenden Beruhigungszone noch einen beträchtlichen Anteil Methyldithiocarbamat mitfuhrt und umgekehrt mit dem Methyldithiocarbamat Schwefelkohlenstoff ausgetragen wird

Vermutlich aus diesen Gründen ist die kontinuierliche Herstellung wäßriger Natriummethyldithiocarbamatlosungen in einem

Drehscheibenreaktor bisher in der Literatur nicht beschrieben worden *

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, unter Nutzung einfacher technischer Mittel ein stabiles und sicheres kontinuierliches Herstellungsverfahren fur wäßrige Natnummethyldithocarbamatlosung unter Verwendung eines Drehscheibenreaktors zu schaffen

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, unter Verwendung einer Temperaturregelung und Sicherung der Lage der Reaktionszone durch Verwendung einer Bodendruckregelung den kontinuierlichen Herstellungsprozeß wäßriger Natnummethyldithiocarbamatlosung in einem Drehscheibenreaktor zu ermöglichen Diese Regelung muß so gestaltet sein, daß wechselnde Betriebsbedingungen kompensiert und eine betriebssichere Fahrweise erreicht werden Diese Aufgabe wird durch Umsetzung einer wäßrigen Losung von Methylamin und Natriumhydroxid mit Schwefelkohlenstoff nach dem Gegenstromprinzip in einem Drehscheibenreaktor unter Regelung der Kuhlmitteltemperatur durch gleichzeitige Temperaturmessung an mehreren Stellen des Reaktors, Eingabe der Werte in eine Recheneinheit und Ruckkopplung des Ergebnisses mit einer entsprechenden Regelvorrichtung gelost, wobei erf ιndungsgemaß die Temperaturmeßstellen im Abstand von maximal dem 2,5fachen des Reaktordurchmessers aquidistant in einem Bereich, beginnend von der Einspeisungsstelle der wäßrigen Methylaminlosung (A) bis zum 0,75fachen der Entfernung zwischen dieser Einspeisungsstelle und der Einspeisungsstelle fur Schwefelkohlenstoff (B) angebracht sind, die Reaktionstemperatur auf einen Wert im Bereich zwischen 30⁰C und 44°C eingestellt wird und die Phasengrenzfläche zwischen den flussigen Phasen konstant im Bereich der halben Entfernung zwischen den Einspeisungsstellen (A) und (B) gehalten wird, wobei die diesbezügliche Konstanthaltung durch Regulierung der ablaufenden Schwefelkohlenstoffmenge erfolgt

Die wäßrigen Reaktanten Naronlauge und Monomethylamin kommen über die Einspeisungsstelle A in den Reaktor und reagieren mit dem entgegenkommenden Schwefelkohlenstoff, der bei B zugegeben wird, unter Bildung wäßriger Natriummethyldithiocarbamatlosung

Zwischen A und B befindet sich die Reaktionszone, die durch Leitbleche in zahlreiche Kammern unterteilt ist In jeder Kammer ist als Ruhrorgan eine Scheibe vorhanden, die durch intensives Durchmischen fur eine große Kontaktflache zwischen den beiden Phasen sorgt Oberhalb von B bis zum Überlauf C befindet sich eine Beruhigungszone, in der sich der Schwefelkohlenstoff abtrennt Unterhalb von A befindet sich eine Beruhigungszone, ι η der der überschüssige Schwefel kohlenstoff von der wäßrigen Phase befreit wird

Damit ist gewährleistet, daß ein vollständiger Umsatz der wäßrigen Reaktanten erfolgt, daß die Siedetemperatur des Schwefelkohlenstoffs, die bei Normaldruck 46⁰C betragt, nicht erreicht wird und daß sich die Kühlung den zeitlich und ortlich wechselnden Temperaturverhaltnissen anpaßt

Ausfuhrungsbeispiel

Ein Drehscheibenreaktor nach Fig 1, dereinen Durchmesser von 0,4 m hat und dessen Reaktionszone 4,0 m lang ist, ist in 33 gerührte Kammern unterteilt Im unteren Teil der Reaktionszone sind 4 Temperaturmeßstellen angebracht, die fur die Regelung der Kuhlmittelmenge verwendet werden

Die erste ist 0,3 m, die letzte 2,7 m über der Einspeisungsstelle A angeordnet

Die beiden anderen sind so angebracht, daß sich eine aqudistante Verteilung aller Meßstellen ergibt Die Reaktionszone ist mit einem Ku hl mantel umgeben, der mit Kuhlsole von — 10⁰C gekühlt wird

An der Einspeisungsstelle A werden 57,7 l/h 25%ige Natronlauge, 38,1 l/h40%iges Monomethylamin und 20,5 l/h Wasser nach vorheriger guter Durchmischung in den Reaktor gegeben, an der Einspeisungsstelle B 60l/h Schwefelkohlenstoff Die Drehzahl des Rotors betragt 1,8 bis 2,5s"¹

Die Phasengrenzfläche zwischen der wäßrigen Phase und dem Schwefelkohlenstoff im ungerührten Reaktor wird unter Messung des hydrostatischen Druckes so eingestellt, daß sich diese 0,8 m oberhalb der Einspeisungsstelle A befindet Dieses Niveau kann meßtechnisch (z B Probenahme bei abgeschalteter Rührung) ermittelt werden Bei den unter den technischen Bedingungen sich einstellenden Konzentrationsschwankungen bei Monomethylamin von 38,5% bis 42% und bei Natronlauge von 24% bis 27,5% sowie den Temperaturschwankungen der eintretenden Produkte (außer Wasser) zwischen -12°C und 28⁰C werden weder Siedeerscheinungen in der Reaktionszone noch ein Abklingen der Reaktion beobachtet Die die Kühlung regelnde Maximaltemperatur wurde zumeist bei den beiden mittleren Meßstellen beobachtet Eingriffe von Hand, um Temperaturunregelmaßigkeiten genannter Art und deren Folgen zu vermeiden, konnten entfallen

Claims

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer wäßrigen Natriummethyldithiocarbamatlösung durch Umsetzung einer wäßrigen Losung von Methylamin und Natriumhydroxid mit Schwefelkohlenstoff nach dem Gegenstromprinzip in einem Drehscheibenreaktor unter Regelung der Kühlmitteltemperatur durch gleichzeitige Temperaturmessung an mehreren Stellen des Reaktors, Eingabe der Werte in eine Recheneinheit und Ruckkopplung des Ergebnisses mit einer entsprechenden Regelvorrichtung, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperaturmeßstellen im Abstand von maximal dem 2,5fachen des Reaktordurchmessers äquidistant in einem Bereich, beginnend von der Einspeisungsstelle der wäßrigen Methylaminlosung (A) bis zum 0,75fachen der Entfernung zwischen dieser Einspeisungsstelle und der Einspeisungsstelle für Schwefelkohlenstoff (B) angebracht sind, daß die Reaktionstemperatur auf einen Wert im Bereich zwischen 30⁰C und 44⁰C eingestellt wird und die Phasengrenzfläche zwischen den flussigen Phasen konstant im Bereich der halben Entfernung zwischen den Einspeisungsstellen (A) und (B) gehalten wird, wobei die diesbezügliche Konstanthaltung durch Regulierung der ablaufenden Schwefelkohlenstoffmenge erfolgt.

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