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.