氯氣氧化法促進(jìn)劑DM的熔點(diǎn)研究

摘 要：分析促進(jìn)劑DM生產(chǎn)過程中相關(guān)影響因素，找出影響DM產(chǎn)品熔點(diǎn)的原因，并加以控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量

關(guān)鍵詞：原料M水洗；鈉鹽濃度；氯氣空氣混合比；干燥系統(tǒng)負(fù)壓

1 概述

促進(jìn)劑DM，化學(xué)名稱：二硫化二苯并噻唑，商品為淺黃色，主要用于制造輪胎、膠帶、膠管和一般工業(yè)制品。促進(jìn)劑DM產(chǎn)品的生產(chǎn)一般有兩條路線，即氯氣氧化法和亞鈉氧化法。亞鈉氧化法生產(chǎn)DM，產(chǎn)品熔點(diǎn)一般大于167℃，但產(chǎn)能較低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，且氧化劑亞硝酸鈉有毒性；氯氣法生產(chǎn)DM產(chǎn)能較大，產(chǎn)品熔點(diǎn)不高，一般在160～166℃之間，我公司采用氯氣氧化法生產(chǎn)DM，部分客戶的高熔點(diǎn)要求難以滿足。對(duì)DM生產(chǎn)過程中相關(guān)因素進(jìn)行分析，找出影響DM熔點(diǎn)的原因，并加以控制提高，也是適應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)的一條途徑。

2 工藝概述

原料M中和液經(jīng)水洗后進(jìn)入堿溶釜，加堿溶解后形成鈉鹽，鈉鹽通入一定量的氯氣、空氣混合氣氧化得到DM懸浮液，經(jīng)脫水干燥后得到成品DM。對(duì)上述工藝中，我們主要研究了水洗是否完全、堿溶鈉鹽濃度、氧化氯氣空氣混合比及干燥系統(tǒng)負(fù)壓等因素的變化對(duì)DM產(chǎn)品熔點(diǎn)的影響，進(jìn)而確定最佳工藝條件。

3 實(shí)驗(yàn)與討論

本實(shí)驗(yàn)熔點(diǎn)檢測(cè)按相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)用毛細(xì)管法進(jìn)行。

（1）DM生產(chǎn)原料M是以懸浮液的形式用泵從M中和崗輸送至DM水洗崗位的，含有較多的硫酸根離子和氯離子。在固定其它反應(yīng)條件（鈉鹽濃度10.5，氯氣、空氣壓力都取0.03MPa）下，氧化后物料經(jīng)脫水取樣檢測(cè)其熔點(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，M中和料在洗清、未洗清、未洗這三種情況下，DM熔點(diǎn)分別為166.0℃、165.2℃、164.4℃。說(shuō)明M中和液是否洗清對(duì)DM產(chǎn)品熔點(diǎn)有很大的影響。在氧化過程中也有不同表現(xiàn)，洗清的原料液在氧化終點(diǎn)即將到達(dá)時(shí)，不需要頻繁的補(bǔ)加氯氣，而未洗清或未洗的料液則需要頻繁補(bǔ)加氯氣，由于此時(shí)料液PH值為酸性，極易造成氯氣的外泄污染環(huán)境，同時(shí)氧化終點(diǎn)時(shí)用油酸鈷測(cè)試始終顯淡黃色，如繼續(xù)補(bǔ)加氯氣，又影響了產(chǎn)品的外觀色澤。另外氧化時(shí)間也延長(zhǎng)了近1小時(shí)左右。通過綜合分析M中和液洗清有利于氧化反應(yīng)終點(diǎn)。

（2）鈉鹽濃度對(duì)DM產(chǎn)品熔點(diǎn)的影響

固定其它反應(yīng)條件（采用完全洗清的M原料液，氯氣、空氣壓力都取0.03MPa），氧化后物料經(jīng)脫水取樣檢測(cè)其熔點(diǎn)。結(jié)果表明，在鈉鹽濃度達(dá)14g/100ml以上時(shí)，熔點(diǎn)僅為163℃，而濃度取11.5g/100ml時(shí)，均值較高達(dá)167.5℃，濃度在10.5g/100ml時(shí)均值為165.8℃，由此可知，鈉鹽濃度對(duì)DM產(chǎn)品熔點(diǎn)有一定得影響，鈉鹽濃度偏高時(shí)，溶液的靜壓偏大，在氧化過程中，一定壓力的空氣其攪拌混合效果不好導(dǎo)致氧化反應(yīng)不完全而影響DM產(chǎn)品熔點(diǎn)。通過比較以及考慮到鈉鹽濃度偏低時(shí)不易控制和產(chǎn)能較低的因素，得出最佳鈉鹽濃度應(yīng)控制在10.5g/100ml～11.5g/100ml之間。

（3）氧化反應(yīng)氯氣、空氣混合比對(duì)DM產(chǎn)品熔點(diǎn)的影響

氯氣、空氣混合比對(duì)DM產(chǎn)品熔點(diǎn)的影響主要是通過調(diào)整氯氣壓力和空氣壓力來(lái)達(dá)到不同的氯氣空氣混合比。在固定其它反應(yīng)條件（采用完全洗清的M中和液制作鈉鹽，鈉鹽濃度控制在10.5g/100ml～11.5g/100ml），氧化后物料經(jīng)水洗脫水取小樣測(cè)試熔點(diǎn)。結(jié)果表明，相同的氯氣壓力下，空氣壓力越小，氧化反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)越差，熔點(diǎn)越低。而在相同的空氣壓力下，氯氣壓力越大，氧化反應(yīng)效果也差，熔點(diǎn)較低。由此看來(lái)這兩個(gè)指標(biāo)的相對(duì)大小對(duì)DM產(chǎn)品結(jié)晶快慢、大小有一定影響。而氯氣壓力在0.025～0.028MPa之間，而空氣壓力為0.03MPa時(shí)，氣液接觸效果較好，熔點(diǎn)達(dá)167.3℃。

（4）干燥系統(tǒng)負(fù)壓對(duì)DM產(chǎn)品熔點(diǎn)的影響

DM產(chǎn)品在水洗脫水后，潮品水份一般為35%，潮品進(jìn)入氣流干燥系統(tǒng)進(jìn)行烘干。按以上最佳工藝條件進(jìn)行生產(chǎn)的潮品直接在干燥系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)壓小于1000Pa時(shí)，熔點(diǎn)沒有超過166.0℃，且篩余物達(dá)到25kg/5500kgDM，而負(fù)壓大于1000Pa時(shí)，熔點(diǎn)均值達(dá)到167.5℃以上，且篩余物僅為前者一半12～13kg/5500kgDM。系統(tǒng)負(fù)壓小，表明系統(tǒng)不暢，DM粉在系統(tǒng)中停留時(shí)間延長(zhǎng)，甚至被系統(tǒng)中的阻流元件所阻擋，以至于過熱而融化分解，分解后的DM具有粘性又吸附了其它的DM粉而變成較大顆粒，繼續(xù)融化，取融化后的物料用油酸鈷測(cè)試呈碧綠色，表明熔點(diǎn)極低，從而導(dǎo)致整批產(chǎn)品熔點(diǎn)偏低。由此得出，干燥系統(tǒng)負(fù)壓最佳值要大于1000Pa。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合以上，為確保氯氣氧化法DM產(chǎn)品熔點(diǎn)，必須要對(duì)DM生產(chǎn)的相關(guān)工藝指標(biāo)加強(qiáng)控制，特別是原料M要洗清，鈉鹽濃度10.5g/100ml～11.5g/100ml，控制氯氣壓力0.025～0.028MPa，空氣壓力0.03MPa，如此能保證氧化反應(yīng)的完全，減少副反應(yīng)發(fā)生。同時(shí)對(duì)干燥系統(tǒng)也要及時(shí)清理，袋濾器布袋也要在干燥系統(tǒng)負(fù)壓變小時(shí)及時(shí)更換，確保系統(tǒng)負(fù)壓大于1000Pa。在實(shí)驗(yàn)完成后，隨即進(jìn)行鞏固性試驗(yàn)，DM熔點(diǎn)有了明顯提高。連續(xù)達(dá)到了一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)，最高達(dá)168.5℃，滿足了銷售的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]姚守信.氯氣氧化法生產(chǎn)硫化促進(jìn)劑DM操作條件的優(yōu)化[J].化學(xué)工業(yè)與過程，1996，13（3）.

[2]潘小國(guó)，吳宇，張惠，等，硫化促進(jìn)劑DM的合成[J].化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料，1988（4）.