PL142988B1 - Method of obtaining zinc n-ethylphenylodithiocarbaminate - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania N-etylofenylodwutiokarbaminianu cynku znajdujacego zastosowanie Jako srodek przyspieszajacy wulkanizacje kauczuku* Znane sa sposoby otrzymywania N-etylofenylodwutiokarbaminianu cynku, w których sub- stratami sa N-etyloanilina, dwusiarczek wegla i tlenek cynku* Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 258 847 znany jest sposób otrzymywania dwutiokarbaminianów metali polegajacy na reakcji pomiedzy II-rzedowa alkiloary- loamina z dwusiarczkiem wegla i sola metalu slabego kwasu, przy czym reakcje prowadzi sie w medium rozpuszczalnikowym, w którym skladniki reagujace i produkty uboczne sa rozpusz¬ czalne, a produkt jest nierozpuszczalny* Zastosowanie w tym sposobie do syntezy tlenku cynku wymaga wprowadzenia do srodowiska reakcji kwasu octowego lacznie z rozpuszczalnikiem* W tych warunkach tlenek cynku przechodzi w zwiazek rozpuszczalny w srodowisku reakcji. Otrzymuje sie produkt o temperaturze topnienia 475-475•5 K, z wydajnoscia 95,896* Z opisu patentowego CSRS nr 107 070 znany jest sposób otrzymywania soli cynkowych kwa¬ sów alkiloarylodwutiokarbaminowych polegajacy na bezposredniej kondensacji N-alkiloaryloaminy, dwusiarczku wegla i sproszkowanego tlenku cynku w polarnym rozpuszczalniku* Kondensacje pro¬ wadzi sie w temperaturze wrzenia w obecnosci 0,-10% wodorotlenku amonowego lub metalu alka¬ licznego i 0,1-5% emulgatora typu soli kwasów arylosulfonowych lub fenolanów. Reakcje prowa¬ dzi sie w nadmiarze dwusiarczku wegla* Wedlug tej metody mozna otrzymac N-etylofenylodwutiokarbaminian cynku o temperaturze topnienia 477-479,5 K, z wydajnoscia 98,5%* Bez dodatku wodorotlenku sodowego otrzymuje sie produkt o temperaturze topnienia 476-478 K, z wydajnoscia 90%* Prowadzenie tej reakcji w wa¬ runkach przemyslowych nie pozwala jednak na uzyskanie tak wysokiej wydajnosci i czystosci produktu•2 142 988 Cecha charakterystyczna znanych sposobów Jest stosowanie polarnego rozpuszczalnika nie bioracego udzialu w reakcji* W przypadku patentu Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 258 847 rozpuszczalnik zastosowany z kwasem octowym umozliwia wprowadzenie wszystkich surowców w jedno¬ fazowa mieszanine ciekla* W przypadku patentu CSRS nr 107 070 polarny rozpuszczalnik ulatwia reagowanie surowców w ukladzie niejednorodnym, poniewaz umozliwia rozpuszczanie wody kondensa¬ cyjnej w organicznej fazie cieklej* Bezposrednie zetkniecie wody z czastkami tlenku cynku po¬ woduje jego zbrylanie sie, oo znacznie utrudnia efektywne prowadzenie procesu* Stosowanie w syntezie rozpuszczalników nie bioracych udzialu w reakcji powoduje rozcienczanie masy reakcyjnej, co wplywa ujemnie na szybkosc reakcji* Z tego wzgledu proces prowadzi sie w temperaturze wrzenia masy reakcyjnej, co powoduje z kolei straty substancji lotnych* Fbnadto rozpuszczalniki po¬ larne, którymi z reguly sa alkohole, obnizaja zasadnosc srodowiska, a to wplywa na obnizenie wydajnosci procesu* Uzyskanie wysokich wydajnosci procesu wymaga dodatkowego wprowadzenia wo¬ dorotlenków do srodowiska reakcji* W warunkach przemyslowych stosowanie rozpuszczalników po¬ ciaga za soba koniecznosc ich regeneracji na drodze destylacyjnej, a wiec metoda energochlonna* Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania N-etylofenylodwutiokarbamlnianu cynku na drodze bezposredniej reakcji N-etyloaniliny z dwusiarczkiem wegla i tlenkiem cynku, odfiltrowania9 przemycia i wysuszenia produktu* Istota wynalazku polega na tym, ze reakcje prowadzi sie w sro¬ dowisku N-etyloaniliny uzytej w nadmiarze w takiej ilosci, aby masa poreakcyjna stanowila za¬ wiesine produktu, dla której cieklym osrodkiem dyspersyjnym jest N-etyloanilinaf przy czym stosuje sie nadmiar najkorzystniej w granicach 80-120< liczony w stosunku do ilosci stechio- metrycznej. Korzystne jest stosowanie w reakcji dodatku srodka powierzchniowo czynnego lipofi- lowego w ilosci 0,1-896 masowych w stosunku do produktu* Nieoczekiwanie okazalo sie, ze prowadzac synteze w srodowisku N-etyloaniliny, bedacej Jednoczesnie substratem, uzyskuje sie ilosciowo produkt o bardzo wysokich parametrach jakoscio¬ wych. Zastosowanie wysokiego nadmiaru N-etyloaniliny przesuwa równowage ukladu reagujacego w prawo, przez co reakcja zachodzi szybciej i tylko w kierunku zasadniczego produktu* Dla efek¬ tywnego przebiegu reakcji wystarczajaca jest temperatura ustalajaca sie samorzutnie w wyniku efektu cieplnego reakcji* Dzieki temu uproszczona Jest obsluga aparatury poniewaz reaktor nie wymaga chlodzenia ani podgrzewania, gdyz w reaktorach przemyslowych temperatura z reguly nie przekracza 315 K* Powadzenie syntezy N-etylofenylodwutiokarbaminianu cynku w srodowisku N-ety¬ loaniliny jest równiez bardzo korzystne z uwagi na to, ze zawartosc reaktora we wszystkich etapach procesu stanowi mieszanine niejednorodna. Na poczatku reakcji w reaktorze znajduja sie dwie fazy, to jest faza ciekla organiczna skladajaca sie z N-etyloaniliny i dwusiarczku wegla oraz faza stala skladajaca sie z tlenku cynku* W miare przebiegu reakcji kondensacji powstaje druga faza ciekla, bedaca woda kondensacyjna oraz pojawia druga faza stala, która stanowi N-etylofenylodwutiokarbaminian cynku* Po zakonczeniu operacji syntezy w reaktorze znajduja sie praktycznie trzy fazy: faza ciekla organiczna, faza ciekla wodna i faza stala produktu reakcji. fiLa takich warunków prowadzenia procesu N-etyloanilina stanowi bardzo dobry ciekly osrodek dyspersyjny* Dzieki niewielkiej róznicy gestosci wody i N-etyloaniliny powstajaca w reakcji konden¬ sacji woda ulega natychmiastowemu rozproszeniu w fazie organicznej, co skutecznie zapobiega zbrylaniu sie tlenku cynku pod wplywem wody* Utrzymanie tlenku cynku w stanie duzego rozdrob¬ nienia, wysoka gestosc i lepkosc N-etyloaniliny w porównaniu z rozpuszczalnikami polarnymi wplywaja na zmniejszenie szybkosci sedymentacji czastek tlenku cynku, co z kolei ulatwia ope¬ racje mieszania reagentów* Z tych wzgledów proces syntezy N-etylofenylodwutiokarbaminianu cynku przebiega efektywnie nawet przy zastosowaniu typowych mieszadel wolnoobrotowyeh* Zwiekszenie stopnia shomogenizowania mieszaniny reakcyjnej mozna osiagnac poprzez dodatek srodka powierzchniowoczynnego* Prowadzenie syntezy w srodowisku N-etyloaniliny ma dodatkowo te zalete, ze praktycznie eliminuje sie straty produktu spowodowane nieznaczna jego rozpuszczal¬ noscia w lugu macierzystym* W sposobie wedlug wynalazku, po oddzieleniu produktu z masy poreakcyjnej, filtrat pod¬ daje sie odwodnieniu i nastepnie stosuje sie jako wsad surowcowy do nastepnej szarzy produkcyjnej* Tak wiec produkt rozpuszczony w fazie organicznej zawracany jest do reaktora, podwyzszajac ogólna wydajnosc procesu*142 988 3 W sposobie wedlug wynalazku otrzymuje sie produkt w postaci krysztalów latwych do filtracji i przemycia* Otrzymany techniczny N-etylofenylodwutiokarbaminian cynku ma po wysu¬ szeniu postac sypkiego, niepylacego proszku* Przyklad I. Do reaktora o pojemnosci 2 nr zaopatrzonego w mieszadlo, chlodni¬ ce zwrotna i termometr, wprowadza sie 1024 dur N-etyloaniliny o stezeniu 98,5%, kk kg emul¬ gatora stanowiacego mieszanine produktów etoksylacji alkilofenoli i 160 kg tlenku cynku, uruchamia mieszadlo, a po 10 minutach wprowadza sie 249 dur dwusiarczku wegla, po czym za¬ wartosc reaktora miesza sie w czasie 20 godzin. Temperatura mieszaniny reakcyjnej samorzutnie powoli wzrasta do okolo 315 K, utrzymuje sie na tym poziomie przez kilka godzin, po czym po¬ woli opada. Uzyskana zawiesine produktu poddaje sie odwirowaniu. Produkt przemywa sie woda z dodatkiem emulgatora, a nastepnie poddaje suszeniu* Filtrat poddaje sie odwodnieniu przez wysolenie i odstanie, a uzyskana faze orga¬ niczna wprowadza jako uzupelnienie wsadu swiezej N-etyloaniliny w nastepnych szarzach pro¬ dukcyjnych. Otrzymuje sie 882 kg technicznego N-etylofenylodwutiokarbaminianu cynku o tempe¬ raturze topnienia minimum 478 K. Y/ydajnosc procesu w stosunku do tlenku cynku wynosi 9896.Przykl ad II. Proces prowadzi sie analogicznie jak w przykladzie I z ta róz- nica, ze jako wsad aminy wprowadza sie do reaktora 512 dnr N-etyloaniliny swiezej i 500 dnr fazy organicznej odzyskanej z filtratu w przykladzie I* Otrzymuje sie 894 kg technicznego N-etylofenylodwutiokarbaminianu cynku o temperaturze topnienia minimum 478 K. Wydajnosc procesu w stosunku do tlenku cynku wynosi 9993%* Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania N-etylofenylodwutiokarbaminianu cynku na drodze bezposredniej reakcji N-etyloaniliny z dwusiarczkiem wegla i tlenkiem cynku, odfiltrowania, przemycia i wy¬ suszenia produktu, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w srodowisku N-ety¬ loaniliny uzytej w nadmiarze w takiej ilosci, aby masa poreakcyjna stanowila zawiesine pro¬ duktu, dla której cieklym osrodkiem dyspersyjnym jest N-etyloanilina, przy czym stosuje sie nadmiar najkorzystniej w granicach 80-12.0% liczony w stosunku do ilosci stechiometryczneji 2. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze w reakcji stosuje sie dodatek srodka powierzchniowoczynnego lipofilowego w ilosci 0,1-8% masowych w stosunku do produktu. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania N-etylofenylodwutiokarbaminianu cynku na drodze bezposredniej reakcji N-etyloaniliny z dwusiarczkiem wegla i tlenkiem cynku, odfiltrowania, przemycia i wy¬ suszenia produktu, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w srodowisku N-ety¬ loaniliny uzytej w nadmiarze w takiej ilosci, aby masa poreakcyjna stanowila zawiesine pro¬ duktu, dla której cieklym osrodkiem dyspersyjnym jest N-etyloanilina, przy czym stosuje sie nadmiar najkorzystniej w granicach 80-12.0% liczony w stosunku do ilosci stechiometryczneji
2. 2. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze w reakcji stosuje sie dodatek srodka powierzchniowoczynnego lipofilowego w ilosci 0,1-8% masowych w stosunku do produktu. PL