Химия и химические технологии/6. Органическая химия
Аспирант Бакунин Е.С.,
студент Ивлиев А.А., д.х.н. Килимник А.Б.
Тамбовский
государственный технический университет, Россия
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ
2,2'-ДИБЕНЗТИАЗОЛИЛДИСУЛЬФИДА НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ РАЗЛИЧНОЙ ЧАСТОТЫ
В литературных источниках описаны процессы
синтеза 2,2'-дибензтиазолилдисульфида с
использованием кислорода, галогенов, пероксидов, нитрита натрия и других
окислителей. Практически все существующие химические способы имеют недостатки,
связанные с образованием больших объемов газообразных, твердых отходов и
сточных вод.
Снижение экологической нагрузки
производства 2,2'-дибензтиазолилдисульфида может быть достигнуто за счет
использования электрохимического метода его получения. Известны процессы
электрохимического синтеза 2,2'-дибензтиазолилдисульфида на постоянном токе и
на переменном токе промышленной частоты. Однако в литературных источниках нет
данных о возможности проведения процесса на других частотах переменного тока.
Нами исследовано влияние частоты
переменного синусоидального тока на выход по току 2,2'-дибензтиазолилдисульфида
в диапазоне частот от 20 до 575 Гц при плотности тока 1 А/см2, скорости
прокачки реакционного раствора через электролизер 1 дм3/ч и температуре
70 °С. В экспериментах использовался реакционный раствор содержащий:
2-меркаптобензтиазол – 0,64 М; NaOH – 0,64 М; Н2О до 1 дм3.
Целевой продукт
получали в виде белой пасты. Установлено, что в диапазоне 20…70 Гц частота
переменного тока существенного влияния на значение выхода по току не оказывает.
В диапазоне 70…150 Гц наблюдается максимум
выхода по току (рис. 1). Зависимость выхода 2,2'-дибензтиазолилдисульфида по
току от частоты описывается эмпирическим уравнением:
.
Рис. 1. Зависимость выхода по току 2,2'-дибензтиазолилдисульфида от частоты переменного тока в диапазоне
70…150 Гц
Максимальное значение выхода
по току соответствует частоте 110 Гц.
Зависимость выхода 2,2'-дибензтиазолилдисульфида
по току от частоты переменного тока в диапазоне частот 150…450 Гц описывается эмпирическим уравнением:
.
В этом
диапазоне частот выход 2,2'-дибензтиазолилдисульфида по току уменьшается на 3,5 %.
Увеличение частоты от 450 до 575 Гц
приводит к плавному снижению выхода 2,2'-дибензтиазолилдисульфида по току (рис. 2).
Влияние частоты переменного тока на выход
по току при этих частотах описывается эмпирическим уравнением:
.
Рис. 2. Зависимость выхода по току 2,2'-дибензтиазолилдисульфида
от частоты переменного тока в диапазоне 450…575 Гц
Внешний вид целевого продукта и его
чистота не зависит от частоты переменного тока во всем исследованном диапазоне
частот. Полученный нами порошок 2,2'-дибензтиазолилдисульфида имеет белый цвет.
Температура плавления целевого продукта не менее 172 °С, что соответствует высшему сорту по ГОСТ 7087-75.
Таким образом,
наибольший выход целевого продукта достигается при частоте 110 Гц. Расход
электроэнергии на 7,7 % ниже, чем в известном способе получения 2,2'-дибензтиазолилдисульфида с добавкой 2-метил-2-гексанола в реакционный раствор, и составляет
1,3 кВт·ч/кг. Тем самым достигается снижение экологической нагрузки
производства 2,2'-дибензтиазолилдисульфида, в том числе и за счет отказа от
использования добавок спирта в раствор.