溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法技术

本发明专利技术公开了溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法，以橡胶促进剂M、叔丁胺为原料，以双氧水、次氯酸钠为氧化剂，以硫酸为催化剂，反应合成促进剂TBBS；最佳生产工艺条件为：(1)各原料和氧化剂之间的摩尔比如下：n(M):n(叔丁胺)＝1：2.4；n(M):n(双氧水):n(次氯酸钠)＝1:0.6:0.55～0.65；(2)反应温度为：55～60℃；(3)反应时间:2.0～3.0h。本发明专利技术全方位解决了溶剂法橡胶促进提纯剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的技术难题，产品质量指标高于国标水平，消耗指标达到行业较低水平，并解决了废水、固废、恶臭污染物处理问题。

Solvent purification method for the synthesis of sub sulfonamide accelerator TBBS by rubber accelerator M

The invention discloses a method for solvent purification method of rubber accelerator M synthesis sulphenamides accelerator TBBS, rubber accelerator M, tert butylamine as raw materials, with hydrogen peroxide and sodium hypochlorite as oxidant, with sulfuric acid as catalyst, synthesis of accelerator TBBS; optimum process conditions for the following: (1) the molar ratio between raw material and oxidation agent: n (M): n (TERT butylamine) = 1:2.4; n (M): n (hydrogen peroxide): n (sodium hypochlorite) = 1:0.6:0.55 - 0.65; (2): the reaction temperature is 55~60 DEG C; (3) the reaction time: 2 ~ 3.0h. The invention fully solves technical problems to promote the rubber solvent purification agent M synthesis sulphenamides accelerator TBBS, the product quality index is higher than the national standard level, consumption index reached a low level of the industry, and solve the waste water, solid waste and pollutants treatment.

【技术实现步骤摘要】
溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法
本专利技术属于化工技术，特别涉及溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法。
技术介绍
橡胶促进剂M(化学名称为2-硫基苯并噻唑)本身即是一种重要的橡胶促进剂，也是合成其他促进剂的重要中间体，它具有优良硫化促进剂性能，用途较广，消耗量最大，是合成其他后效性促进剂(如噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂)的母体，比如橡胶促进剂DM、MZ、CBS(CZ)、TBBS(NS)、NOBS、DZ等等都来源于母体M。橡胶促进剂M生产最广泛采用的提纯工艺为酸碱法，该工艺生产过程中产生大量的废水(每吨产品产生20吨废水)。且废水具有盐分高、污染物浓度高且难降解的特点，废水处理难度大。随着国家对环保问题的日益重视，废水排放标准的日益严格，此类废水处理设施投资费用及设施运行费用之高是企业难以承受的。因此此类废水的存在羁绊一个企业的发展与壮大，成为每个面临此类问题企业及整个行业的发展瓶颈。自2012年行业内陆续研发并上马橡胶促进剂M溶剂提纯法项目，采用甲苯为溶剂萃取提纯，实现了溶剂提纯法橡胶促进剂M的工业化生产，生产过程中无任何废水排放，不仅解决了企业废水问题，而且解决了橡胶助剂行业的生存问题；不仅节省各项环保投资及运行费用，降低了企业的生产成本，而且实现了经济效益、环保效益和社会效益的统一，提高企业的市场竞争力。然而溶剂法橡胶促进剂M在使用传统工艺方法合成次磺酰胺类促进剂时，存在较多技术难题不可突破，如质量指标达不到国标要求、成本大大高于行业平均水导平，导致溶剂法橡胶促进剂M的应用范围受到限制，大型的橡胶促进剂生产企业仍沿用酸碱法M合成促进剂TBBS，以保证产品质量及生产成本，阻碍了促进剂行业清洁生产工作的推进。
技术实现思路
专利技术目的：为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法，提高产品质量指标、降低原料及能源消耗水平且能解决废水、固废、恶臭污染物处理问题。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法，以橡胶促进剂M、叔丁胺为原料，以双氧水、次氯酸钠为氧化剂，以硫酸为催化剂，反应合成促进剂TBBS；所述方法的反应方程式为：并通过实验确定了最佳生产工艺条件为：(1)各原料和氧化剂之间的摩尔比n(M):n(叔丁胺)＝1：2.4；n(M):n(20％双氧水):n(15％次氯酸钠)＝1:0.6:0.55～0.65；(2)反应温度为：55～60℃；(3)反应时间:2.0～3.0h。所得产品的化学名称为N－环己基－2－苯骈噻唑次磺酰胺，英文名TBBS，简称NS，质量稳定，外观为白色或淡黄色；熔点≥104.5℃，收率按主要原材料单耗计，促进剂M单耗在0.750～0.756t/t产品，叔丁胺单耗在0.327～0.330t/t产品。本方案采用多功能压滤机代替传统的离心机+吸滤槽的脱水操作。传统脱水操作为；半成品悬浮液经离心机脱水，母液再经吸滤回收促进剂TBBS，离心岗位和吸滤岗位挥发的胺气，再经引风机引至吸收系统回收叔丁胺。离心机为大功率动态设备，振动大，对设备基础要求严格，固无法设置在高位层面上，导致离心脱水后的半成品和吸滤回收的半成品，需经提升转移，才能实现造粒啮合等干燥筛分操作。即传统脱水操作流程复杂，衔接、转移过程中的存在物料暴露、抛撒、挥发，污染环境，无法实现连续化操作。而多功能压滤机应用，解决了上述难题，多功能压滤机为密闭的静态设备，按高差设置于反应釜与干燥系统之间的高位层面。半成品悬浮液经管道输送至多功能压滤机内，物料经压滤水洗后，母液经蒸馏系统回收环己胺，循环利用。半成品直接进入干燥筛分系统制成成品。气体经排空管道进入吸收系统回收处理。即多功能压滤机的密闭性保证了胺气体的无组织挥发排放为零，物料转移抛撒量为零，降低了环境污染。多功能压滤机为静设备，实现了反应岗位与干燥筛分岗位的无缝衔接，提高了连续化程度。多功能压滤机的压滤原理，替代了离心+吸滤的复杂脱水操作，简化了操作流程。另外，传统TBBS方法在生产过程中，母液经蒸馏回收叔丁胺后，主要废物以残液形式排出，残液内主要含有NaCL等盐类及少量副产物，残液排放到污水处理站处理后，废水排放，污泥作为固废处置。本专利技术对蒸馏残液中的副产物进行回收利用，残液经酸化、析出、过滤得到固态副产物，回用至反应釜内。固体副产物经回收利用，可降低M消耗2公斤/吨产品，降低25.4％的污水化学耗氧量CODcr、降低60％的固体悬浮物SS和溶解性固体,减少干化污泥的产生。本专利技术的优点和有益效果：本专利技术全方位解决了溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的技术难题，产品质量指标高于国标水平，消耗指标达到行业较低水平，并解决了废水、固废、恶臭污染物处理问题；该方案经多家供应方提供的溶剂法橡胶促进剂M进行实验论证，各项指标稳定，可重复性强，已实现大工业生产，产品已运用于国际大型橡胶制品行业；本方法推广实施将改变行业橡胶促进剂M生产废水产生及处理难题，实现橡胶促进剂M的清洁文明生产。附图说明图1为本专利技术生产工艺流程示意图；图2为本专利技术副产物回收利用工艺流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例和实验数据对本专利技术进行详细描述。溶剂法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法，以橡胶促进剂M、叔丁胺为原料，以双氧水、次氯酸钠为氧化剂，以硫酸为催化剂，反应合成促进剂TBBS。所述方法的反应方程式为：实施例：一、通过以下实验确定最佳生产工艺条件：(1)原料配比对产品质量和收率的影响控制反应温度在40～60℃，反应时间在2.0～3.0h的情况下，实验原料配比对产品质量和收率的影响注：采用双氧化剂体系，次氯酸钠使用量以终点检测为准。按实验数据分析，M与叔丁胺按摩尔比1:1.5时，产品外观为淡黄色，收率、熔点均偏低，随着M与叔丁胺摩尔比的减小，外观、收率、熔点均改善，当叔丁胺过多时，由于产品溶解于叔丁胺溶液中，导致收率降低，且导致叔丁胺后处理回收复杂。固M与叔丁胺最小摩尔比1:2.4。当M与H2O2按摩尔比1:0.4时，与次氯酸钠氧化法产品质量和收率无明显区别，随着M与H2O2按摩尔比减小，产品外观、收率、熔点均有下降趋势。H2O2氧化剂的使用可降低反应副产物NaCL的产生，达到绿色清洁生产，降低废水处理难度，固最小M与H2O2按摩尔比为1:0.6。(2)反应温度对产品质量和收率的影响按M：叔丁胺：H2O2＝1:2.4:0.6的配比进行实验通过实验数据可知：随着反应时间的增长，产品收率有上升趋势，产品熔点逐步提高，当反应温度低于40℃时，产品收率、熔点均下降明显。当温度大于60℃时，叔丁胺挥发量大，工艺安全隐患提高。(3)反应时间对产品质量和收率的影响反应温度控制在55～60℃,按M：叔丁胺：H2O2＝1:2.4:0.6的配比进行实验，(H2O2浓度为20％，次氯酸钠有效率为15％)反应时间h外观平均收率/％平均初熔点℃1淡黄白色粉末90.3100.41.5白色粉末91.5102.22白色粉末92.9105.62.5白色粉末93.2105.13灰白色粉末92.7104.8(4)氧化剂浓度对产本文档来自技高网...

【技术保护点】
溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法，其特征在于，以橡胶促进剂M、叔丁胺为原料，以双氧水、次氯酸钠为氧化剂，以硫酸为催化剂，反应合成促进剂TBBS。

【技术特征摘要】
1.溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法，其特征在于，以橡胶促进剂M、叔丁胺为原料，以双氧水、次氯酸钠为氧化剂，以硫酸为催化剂，反应合成促进剂TBBS。2.根据权利要求1所述的溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法，其特征在于，所述方法的反应方程式为：3.根据权利要求1所述的溶剂提纯法橡胶促进剂M合成次磺酰胺类促进剂TBBS的方法，其特征在于，最佳生产工艺条件为：(1)各原料和氧化剂之间的摩尔比n(M):n(叔丁胺)＝1：2.4；n(M):n(20％双氧水):n(15％次氯酸钠)＝1:0.6:0.55～0.65；(2)反应温度为：55～60℃；(3)反应时间:2.0～3.0h。4.根据权利要求1所述的溶剂提纯法橡胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤轩，陈学良，周永红，
申请(专利权)人：青岛奥克凯姆化学助剂有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37