專利名稱：橡膠防焦劑ctp合成工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠防焦劑CTP (N-環(huán)已基硫代鄰苯二甲酰亞胺)合成工藝，屬于精 細(xì)化工領(lǐng)域。
技術(shù)背景橡膠防焦劑CTP化學(xué)名稱為N -環(huán)已基硫代鄰苯二甲酰亞胺，廣泛應(yīng)用于可用硫磺硫 化的彈性體，與各種通用促進(jìn)劑并用有良好的防焦效果，參見CN1059906A環(huán)己烷氯化法 制取N-環(huán)己基硫代酞酰亞胺的背景技術(shù)部分。配用CTP無論是開放或高溫快速密煉，均可 以采用一段混煉工藝而有效防止膠料在操作期間產(chǎn)生早期硫化(焦燒)，同時(shí)又不妨礙硫 化促進(jìn)劑的正常發(fā)揮，能實(shí)現(xiàn)橡膠生產(chǎn)中膠料的密封混煉，在膠料壓出、壓延、注壓或移 模硫化時(shí)，可以提高預(yù)熱溫度，從而改善操作性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。有關(guān)CTP合成專利文件還有中國(guó)專利文件CN1880305A( 2006100918409)公開了一種 制造N-(環(huán)己基硫代)鄰苯二甲酰亞胺的方法，其特征在于，在芳香族烴與飽和烴的混合 溶劑中合成環(huán)己基硫基氯，然后，在芳香族烴與飽和烴混合溶劑中使環(huán)己基硫基氯與鄰苯 二甲酰亞胺反應(yīng)。本申請(qǐng)引用該文件的全文作為現(xiàn)有技術(shù)。專利文件CN1063695A(921017006)也公開了一種橡膠防焦劑的制備方法，該發(fā)明通過 二環(huán)己基二硫化物和酞酰亞胺鹽制備N—環(huán)己基硫代酞酰亞胺，采用C4 C 1 0直鏈或 支鏈?zhǔn)荂 1 C 2的烷烴類混合溶劑體系，氯化和縮合反應(yīng)在同一反應(yīng)器中完成，經(jīng)機(jī)械 過濾，干燥處理直接得到產(chǎn)品。上述制備方法的共同特點(diǎn)在于，反應(yīng)工藝包括氯化、縮合、結(jié)晶、過濾和干燥，其中 縮合反應(yīng)都是將兩種物料混合在反應(yīng)釜里，這種方法會(huì)使部分鄰苯二甲酰亞胺被生成的 CTP所包裹，影響反應(yīng)的效率。另外，混均所需時(shí)間長(zhǎng)，環(huán)己基硫基氯又不穩(wěn)定，反應(yīng)收 率低。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種橡膠防焦劑CTP合成工藝，為了解決上述縮合過 程中，兩種反應(yīng)物料的混合問題，本發(fā)明還提供一種管式反應(yīng)器。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種橡膠防焦劑CTP合成方法，包括環(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽進(jìn)行縮合反 應(yīng)，產(chǎn)物結(jié)晶、過濾和干燥，其特征在于先將-10 2CTC的環(huán)己基硫基氯與-3 2(rC的鄰苯 二甲酰亞胺鈉鹽分別通過各自的物料管以1: 0.9 1.1摩爾比連續(xù)加入到管式反應(yīng)器中，同 時(shí)在管式反應(yīng)器的夾套內(nèi)通入保溫介質(zhì)，管式反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度在-15 2(TC,并不斷通 入氮?dú)?，氮?dú)鈮毫刂圃?.05 0. 3Mpa，環(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽在管式反應(yīng)器 中瞬間混合充分并反應(yīng)，然后再使物料通入縮合釜，0 2(TC繼續(xù)攪拌保溫進(jìn)行縮合反應(yīng)20 100min。優(yōu)選的，上述方法中管式反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度為-5-10'C，進(jìn)一步優(yōu)選反應(yīng)溫度為-5-5'C。本發(fā)明方法中使用的原料環(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽可按現(xiàn)有技術(shù)制備，例 如在一個(gè)反應(yīng)釜里用氯氣、二環(huán)己基二硫化物和有機(jī)溶劑制備環(huán)己基硫基氯，同時(shí)在另一 個(gè)反應(yīng)釜里用鄰苯二甲酰亞胺和氫氧化鈉溶液制備鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽。本發(fā)明方法中環(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽縮合反應(yīng)后的產(chǎn)物結(jié)晶、過濾和干 燥均按現(xiàn)有技術(shù)。例如縮合反應(yīng)后的產(chǎn)物結(jié)晶可以先管線結(jié)晶、再結(jié)晶釜內(nèi)結(jié)晶，過濾的 濾液通過蒸餾回收有機(jī)溶劑進(jìn)行再利用。下面對(duì)本發(fā)明的管式反應(yīng)器作進(jìn)一步說明作為一種實(shí)施本發(fā)明方法的專用設(shè)備，管式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖l所示。 本發(fā)明管式反應(yīng)器，包括圓柱腔體、物料進(jìn)料管、氮?dú)馔ㄈ牍?，兩根物料進(jìn)料管與一 根氮?dú)馔ㄈ牍軓那惑w外上方通入腔體內(nèi)，所述的三根管匯合并與一混料豎管連通，腔體內(nèi) 下部倒錐型隔斷的中心設(shè)漏斗狀混料管，腔體外壁設(shè)有保溫夾套，腔體底部有物料出口直 接通往縮合釜。優(yōu)選的，上述圓柱腔體尺寸為》(200 800) mmX (600 1800) mm。 上述氮?dú)夤芪挥趦筛锪线M(jìn)料管之間的中心位置，兩根物料進(jìn)料管對(duì)稱設(shè)置。 上述氮?dú)夤苓€可以用作沖洗水管，在反應(yīng)結(jié)束時(shí)通過該氮?dú)夤苡盟疀_洗反應(yīng)器。 上述保溫夾套上開有保溫介質(zhì)進(jìn)、出口。保溫介質(zhì)可以根據(jù)反應(yīng)溫度-15 2(TC的保溫 要求任意選擇。保溫介質(zhì)可以是乙醇、氯化鈣、氯化鈉、液氮或乙二醇，本發(fā)明優(yōu)選乙二醇。 本發(fā)明管式反應(yīng)器工作過程如下先通過氮?dú)夤芡ㄈ氲獨(dú)?-5min，以驅(qū)逐反應(yīng)器里的 有機(jī)溶劑蒸氣與空氣的混合氣，防止爆炸。然后將兩種物料按比例分別通過兩根物料進(jìn)料管 通入，同時(shí)通入氮?dú)?。物料通過混料豎管噴出，進(jìn)入上腔室I實(shí)現(xiàn)第一次混合，再通過漏斗 狀混料管噴出進(jìn)入下腔室n進(jìn)行二次混合，最后通過物料出料口排出，送往下一個(gè)縮合釜。 反應(yīng)結(jié)束時(shí)，可利用氮?dú)馔ㄈ牍苡盟疀_洗反應(yīng)器，因此在


中氮?dú)馔ㄈ牍鼙硎緸榈獨(dú)?/水通入管。本發(fā)明在現(xiàn)有工藝路線中插入了管線式縮合反應(yīng)器，本發(fā)明的管式反應(yīng)器可使環(huán)己基 硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽按反應(yīng)比例瞬間均勻混合，打部分物料縮合反應(yīng)，然后再投 加到縮合釜繼續(xù)進(jìn)行縮合反應(yīng)，使未反應(yīng)部分充分反應(yīng)完全，提高收率。通過增加管線縮 合反應(yīng)可以減小環(huán)己基硫基氯的分解機(jī)會(huì)，因而使收率提高到92%以上，純度達(dá)到98%以 上。管式反應(yīng)器外面的夾套充分保證了反應(yīng)溫度，氮?dú)饧八尤牍茉诒ＷC反應(yīng)安全和促進(jìn) 混合方面都起著重要的作用。

圖l為管式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖。其中，1、 2物料進(jìn)料管；3氮?dú)?水通入管；4混料 豎管；5保溫夾套；6上腔室I; 7漏斗狀混料管；8下腔室II; 9、 11保溫介質(zhì)進(jìn)、出 口； 10物料出口； 12倒錐型隔斷；13圓柱腔體。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1:管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)如圖l所示。圓柱腔體13尺寸為4)200mmX800咖，兩根物料進(jìn)料 管l、 2與一根氮?dú)馔ㄈ牍?從腔體外上方通入腔體內(nèi)，三根管匯合并與一混料豎管4 連通，混料豎管4長(zhǎng)30mm。氮?dú)馔ㄈ牍?位于兩根物料進(jìn)料管1、 2之間的中心位置， 兩根物料進(jìn)料管l、 2對(duì)稱設(shè)置。腔體內(nèi)下部倒錐型隔斷12的中心設(shè)漏斗狀混料管7， 漏斗狀混料管7長(zhǎng)80mm。腔體外壁設(shè)有保溫夾套5，保溫夾套5上開有保溫介質(zhì)進(jìn)、 出口9、 11。腔體底部有物料出口 IO直接通往縮合釜。實(shí)施例2:橡膠防焦劑CTP合成(1) 按現(xiàn)有技術(shù)在一個(gè)反應(yīng)釜(也成氯化釜)里用氯氣、二環(huán)己基二硫化物和有機(jī) 溶劑制備環(huán)己基硫基氯，同時(shí)在另一個(gè)反應(yīng)釜里用鄰苯二甲酰亞胺和氫氧化鈉溶液制備鄰 苯二甲酰亞胺鈉鹽。(2) 向管式反應(yīng)器里通入氮?dú)?min，以置換里面的有機(jī)溶劑蒸氣與空氣的混合氣，管 式反應(yīng)器尺寸為小200mmX600mm，結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1所述，保溫夾套5內(nèi)使用的保溫介質(zhì)是 乙二醇。(3) 然后將上述步驟(1)制備的環(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽以1: 1摩爾比 分別通過兩根物料進(jìn)料管連續(xù)加入到管式反應(yīng)器中，控制加料速率為75 90mol/rain。反 應(yīng)溫度在0 5'C，并不斷通入氮?dú)?，壓力控制在O. 1 0.2Mpa 。管式反應(yīng)器底部的物料出 口直接通往縮合釜。(4) 經(jīng)過管式反應(yīng)器中初次反應(yīng)的物料再在縮合釜里在攪拌下繼續(xù)保溫5'C反應(yīng) 60min，得到橡膠防焦劑CTP、有機(jī)溶劑和水的混合物，再經(jīng)過分水、結(jié)晶、壓濾和干燥得到 成品橡膠防焦劑CTP。壓濾所得的有機(jī)溶劑經(jīng)蒸餾回收進(jìn)行重復(fù)利用，減壓烘干揮發(fā)的溶劑通過溶劑回收裝 置進(jìn)行回收。所得產(chǎn)品橡膠防焦劑CTP純度由現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝的96.6%提高到98.2%，產(chǎn)品收率由 88. 5%提高到92. 1%。實(shí)施例3:橡膠防焦劑CTP合成，如實(shí)施例2所述，所不同的是將環(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽以1: 1.1摩爾比分別通過兩根物料進(jìn)料管連續(xù)加入到管式反應(yīng)器中，保溫夾套5內(nèi)使用的保溫介質(zhì)是乙醇，反應(yīng)溫度在-5 3'C，并不斷 通入氮?dú)?，壓力控制?.2 0.3Mpa 。經(jīng)過管式反應(yīng)器中初次反應(yīng)的物料再在縮合釜里在 攪拌下繼續(xù)保溫5 10'C反應(yīng)50min，得到橡膠防焦劑CTP、有機(jī)溶劑和水的混合物，再經(jīng)過 分水、結(jié)晶、壓濾和干燥得到成品橡膠防焦劑CTP。所得產(chǎn)品橡膠防焦劑CTP純度由現(xiàn)有傳 統(tǒng)工藝的96. 6%提高到98. 5%，產(chǎn)品收率由88. 5%提高到92. 6%。
權(quán)利要求
1.一種橡膠防焦劑CTP合成方法，包括環(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽進(jìn)行縮合反應(yīng)，產(chǎn)物結(jié)晶、過濾和干燥，其特征在于先將-10～20℃的環(huán)己基硫基氯與-3～20℃的鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽分別通過各自的物料管以1∶0.9～1.1摩爾比連續(xù)加入到管式反應(yīng)器中，同時(shí)在管式反應(yīng)器的夾套內(nèi)通入保溫介質(zhì)，管式反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度在-15～20℃，并不斷通入氮?dú)猓獨(dú)鈮毫刂圃?.05～0.3Mpa，環(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽在管式反應(yīng)器中瞬間混合充分并反應(yīng)，然后再使物料通入縮合釜，0～20℃繼續(xù)攪拌保溫進(jìn)行縮合反應(yīng)20～100min。
2. 如權(quán)利要求1所述的橡膠防焦劑CTP合成方法，其特征在于管式反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度 -5-10。C;優(yōu)選反應(yīng)溫度-5-5°C。
3. —種實(shí)施權(quán)利要求1方法的管式反應(yīng)器，其特征在于包括圓柱腔體、物料進(jìn)料管、 氮?dú)馔ㄈ牍?，兩根物料進(jìn)料管與一根氮?dú)馔ㄈ牍軓那惑w外上方通入腔體內(nèi)，三根管匯合并 與一混料豎管連通，腔體內(nèi)下部倒錐型隔斷的中心設(shè)漏斗狀混料管，腔體外壁設(shè)有保溫夾 套，腔體底部有物料出口直接通往縮合釜。
4. 如權(quán)利要求3所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述圓柱腔體尺寸為4) (200 800) mmX (600 1800) ram。
5. 如權(quán)利要求3所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述氮?dú)夤芪挥趦筛锪线M(jìn)料管之間 的中心位置，兩根物料進(jìn)料管對(duì)稱設(shè)置。
6. 如權(quán)利要求3所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述氮?dú)夤苓€用作沖洗水管，在反應(yīng) 結(jié)束時(shí)通過該氮?dú)夤苡盟疀_洗反應(yīng)器。
7. 如權(quán)利要求3所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述保溫夾套上開有保溫介質(zhì)進(jìn)、出(□。
8. 如權(quán)利要求7所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述保溫介質(zhì)是乙二醇、乙醇、氯化 鈣、氯化鈉或液氮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種橡膠防焦劑CTP合成工藝及裝置，將環(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽連續(xù)加入到管式反應(yīng)器中，不斷通入氮?dú)猓h(huán)己基硫基氯與鄰苯二甲酰亞胺鈉鹽在管式反應(yīng)器中瞬間混合充分并反應(yīng)，然后再使物料通入縮合釜，繼續(xù)攪拌保溫繼續(xù)進(jìn)行縮合反應(yīng)。本發(fā)明還提供一種專用管式反應(yīng)器。本發(fā)明通過增加管線縮合反應(yīng)可以減小環(huán)己基硫基氯的分解機(jī)會(huì)，因而使收率提高到92％以上，純度達(dá)到98％以上。
文檔編號(hào)C07D209/00GK101624364SQ20091001719
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者杜孟成, 王傳華, 王文博, 許思俊, 鄭崇納 申請(qǐng)人:王傳華