Получение красителя сернистого ряда на примере красителя Сернистого ярко-зеленого Ж. Разработка схемы по его производству методом окисления п-аминофенола и N-фенил-1-нафтиамино-сульфокислоты. Расчет материального и теплового баланса. Отходы производства.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

36

Размещено на

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. СЕРНИСТЫЕ КРАСИТЕЛИ
• 1.1 Общие сведения по сернистым красителям
• 1.2 Сернистые красители, нерастворимые в воде
• 1.2.1 Общая характеристика сернистых красителей, нерастворимых в воде
• 1.2.2 Черные сернистые красители
• 1.2.3 Синие сернистые красители
• 1.2.4 Коричневые сернистые красители
• 2. СЕРНИСТЫЙ ЯРКО-ЗЕЛЕНЫЙ Ж. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНИСТОГО ЯРКО-ЗЕЛЕНОГО Ж
• 3. СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВА КРАСИТЕЛЯ СЕРНИСТОГО ЯРКО-ЗЕЛЕНОГО Ж
• 4. СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ КРАСИТЕЛЯ СЕРНИСТОГО ЯРКО-ЗЕЛЕНОГО Ж
• 5. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА
• 6. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
• 7. ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА КРАСИТЕЛЕЙ. ИХ ОЧИСТКА
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

производство краситель сернистый окисление

Красителями, в широком смысле этого слова, называют органические соединения, обладающие способностью поглощать и преобразовывать световую энергию в видимой и ближних ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Применение веществ, способных придавать тот или иной цвет предметам, в том числе волокнам, тканям, поверхности тела, известно с незапамятных времен. Для этого использовались цветные глины, минеральные пигменты, вытяжки из растений и животных.

Только в XVIII веке стали предприниматься попытки создания дешевых синтетических красителей. К этому химиков подтолкнуло бурное развитие текстильной промышленности и переход к машинному производству. Первый синтетический краситель был получен в 1855 г. профессором Я. Натансоном, соединение красного цвета. Позже в 1858 г., во Франции, Верген получил этот же краситель другим способом и назвал фуксином. В том же году Грисс открыл реакцию диазотирования, положившую начало синтезу азокрасителей.

В настоящее время известно большое количество красителей, разделяющиеся по химическому строению: нитрокрасители, нитрозокрасители, азокрасители, арилметановые, хинониминовые, сернистые, индигоидные, антрахиноновые, полициклические, фталоцианиновые, полиметиновые, азометиновые красители [8].

Производство синтетических красителей - отрасль промышленности тонкого органического синтеза. Синтетические красители получают в результате проведения многостадийного химического синтеза из промежуточных продуктов, производимых, в свою очередь, из ароматических и гетероароматических соединений, вырабатываемых угле- и нефтехимической промышленностью. Часто из одного промежуточного продукта получают несколько синтетических красителей. Промежуточные продукты, кроме того, широко используют для производства лекарственных веществ, пестицидов, ростовых веществ и многих других продуктов. Как правило, производство промежуточных продуктов организовано на заводах, которые вырабатывают синтетические красители.

Для промышленности синтетическим красителям характерны: многоассортиментность (большое число марок синтетических красителей), малотоннажность отдельных производств, многостадийность получения большинства красителей (иногда 10 и более стадий). Это затрудняет механизацию и автоматизацию производства и, следовательно, улучшение экономических показателей.

Основные пути прогресса в промышленности синтетических красителей: разработка для каждого вида крашения триад красителей (желтый-пурпурный-голубой), смешением которых по данным расчета цветности на ЭВМ можно получить смесовые марки синтетических красителей любых цветов и оттенков; организация гибких производств, позволяющих с помощью небольшого числа аппаратов повышенной мощности производить широкий ассортимент продукции; изыскание возможностей использования одних и тех же промежуточных продуктов для синтеза возможно большего числа синтетических красителей и применения в качестве промеж. продуктов соединений, производимых для синтеза лекарственных веществ, пестицидов, фотоматериалов и др.

Полученные в результате химического синтеза синтетические красители обычно малопригодны для непосредственного применения в крашении и особенно в печатании. Чтобы красители были удобны в применении и для повышения степени их использования (например, исключение механических потерь, более полная выбираемость из красильных ванн) из них готовят выпускные формы. Это стандартизованные товарные формы, в которых синтетические красители поступают потребителям; кроме красителя, взятого в строго определенной концентрации, в их состав входят различные вспомогательные вещества. На основе одного и того же синтетического красителя может быть приготовлено несколько выпускных форм. Синтетические красители производят в виде непылящих порошков, гранул и жидкостей, в виде растворов.

Применяют синтетические красители для крашения волокон и различных текстильных материалов, кожи, мехов, бумаги, древесины и др.; растворимые в органических средах синтетические красители - для окрашивания бензинов, парафина, спиртов, восков, растительных жиров, синтетических волокон при получении их формированием в массе, пластмасс, резин. Синтетические красители используют также в цветной и черно-белой кинематографии и фотографии, в электрофотографии аналитической химии, в медицине (средства диагностики, при биохимических исследованиях), в жидкостных лазерах, в различных физических приборах в качестве полупроводников и элементов, обладающих фотопроводимостью и некоторыми другими свойствами, как катализаторы [3].

Цель данного курсовой проекта - изучить теоретический материал по данному вопросу.

Задачи курсового проекта:

1) дать характеристику сернистым красителям;

2) рассчитать материальный баланс одного из красителей сернистого ряда;

3) рассчитать тепловой баланс;

4) проиллюстрировать схему его получения;

5) сделать выводы о проделанной работе;

6) описать технологию получения одного из красителей сернистого ряда.

1. СЕРНИСТЫЕ КРАСИТЕЛИ

1.1 Общие сведения по сернистым красителям

Сернистыми называют красители, получаемые нагреванием с серой или полисульфидом натрия различных органических соединений: ароматических моно- и диаминов, динитросоединений, амино- и нитрофенолов, индоанилинов, азинов и др. этот процесс называется осернением.

Сернистые красители являются смесями различных веществ сложного строения с большими молекулами. Строение и свойства этих веществ изменяются в зависимости от условий получения красителей - соотношения количества реагентов, температуры, длительности процесса и др.

Строение сернистых красителей точно не установлено, однако все они содержат серу в гетероциклах и в боковой цепи. Важные синие, зеленые и некоторые другие красителеи, получаемые нагреванием индоанилинов с полисульфидом натрия Na₂S₂, содержат гетероциклические группировки тиазина и тиантрена:

Кроме гетероциклов, сернистые красители содержат следующие атомы и группы: сульфидные -S-, дисульфидные S-S, полисульфидные S_n (где n>2), сульфгидридные -SH и, возможно сульфоксидные и дисульфоксидные . Эти группы образуют боковые цепи или соединяют гетероциклы. Образование их поясняется следующей схемой. Присоединение серы к индоанилину, например (1), сначала приводит к лейкосоединению (2), которое далее окисляется серой до (3):

Продукт (3) может привести в случае замыкания кольца к производному тиазина, или две молекулы (3), соединяясь дают замещенный триантрен. процесс присоединения серы и окисление лейкосоединения повторяется много раз; часть атомов серы образует боковые цепи или связывает гетероциклы. Наличие в сернистых красителях структур (4) доказано. Некоторым красителям приписывают определенное строение, однако его нельзя считать точно установленным.

Желтые, оранжевые и некоторые коричневые сернистые красители содержат кольцо тиазола . Эти красители обычно получают из ароматических нитро- или аминосоединений, содержащих метильную группу (нитросоединения в процессе синтеза сернистых красителей восстанавливаются в амины). При нагревании с серой или аминосульфидом группы NH₂ и CH₃ образуют тиазольное кольцо, например при получении дигидротио-п-толуидина (5):

Дальнейшее нагревание с серой и п-толуидином приводит к образованию более сложных веществ, в рассматриваемом примере сначала примулиновых оснований (6) и (7), содержащих два и три кольца тиазола

а потом и сернистых красителей желтого цвета.

1.2 Сернистые красители, нерастворимые в воде

1.2.1 Общая характеристика сернистых красителей, нерастворимых в воде

Сернистые красители выпускают всех цветов, кроме ярко-красного и бирюзового. Окраски ими неярки, довольно прочны к мокрым обработкам, но менее прочны к мокрому трению и совсем непрочны к действию хлора. Светопрочность окрасок хорошая у черных марок, удовлетворительная у синих, зеленых и некоторых коричневых и низкая у оранжевых и желтых красителей.

Сернистые красители вследствие дешевизны и удобства использования применяются для крашения хлопчатобумажных тканей, меньше...