[发明专利]一种硫化剂合成方法

权利要求书

1.硫化剂合成的原料是丁烯、异丁烯、二异丁烯、三异丁烯等单烯烃；典型的硫化物是通过烯烃(异丁烯、二异丁烯、三异丁烯)与硫在不同条件下反应获得，这些产物的共同特点是含有一个三-六个硫或集团。可以被本方法硫化的烯烃化合物有很多种，它们包含至少一个烯烃双键(非芳香烃双键)。

2.通常来说，烯烃定义式为R1R2C＝CR3R4。单烯烃和双烯烃更适用于本方法，尤其是单烯烃，就是R3和R4是氢，R1和R2是烷基或者芳香基(烷基更佳)。含有3到10，最好是3到6(大多数情况下少于7)个碳原子的烯烃化合物更为适合，异丁烯、丙烯以及它们的二聚物、三聚物和四聚物，还有它们相互的混合物都是适合本方法的烯烃化合物。在这些合适的烯烃化合物当中，最佳的是异丁烯和1-丁烯、二异丁烯。尽管二异丁烯含有两种同质异构体，本方法还是使用二异丁烯。

3.本发明中另外两种关键的反应物是硫。本方法对硫纯度没有过高要求，杂质的存在对结果没有不良影响，每摩尔烯烃化合物对应的硫的用量是0.3-2.0摩尔，无机弱碱为0.1-1.5摩尔。更适合的用量是0.2-1.5克摩尔硫和0.2-1.25摩尔的无机弱碱，最佳的范围是0.7-1.2克摩尔硫和0.2-0.8摩尔的无机弱碱。

4.在间歇反应条件下，反应物按照这个比例加入。在半间歇和连续反应条件下，反应物可以按任意比例混合，但是在质量平衡的基础上反应物按照上述比例被消耗。举例来说，如果反应器初始载入硫，那么烯烃化合物和无机弱碱按照一定速率逐渐通入以达到上述比例，反应的温度范围通常是150-250℃，比较合适的是160-200℃摄氏度，最佳的温度范围在155-180℃。反应在超大气压下进行，通常是自体压力下，但是也可以是外部施压。反应产生的自体压力与反应系统的设计以及操作参数相关，反应温度，反应物的蒸气压以及产物都会影响压力，压力在反应的不同阶段也是不一样的。

5.催化剂的存在有利于硫化反应的进行，催化剂可以是酸性的、碱性的或者中性的。有用的中性以及酸性催化剂材料包括酸化粘土，p甲苯磺酸，二烷基二硫代磷酸，硫化磷(比如五硫化二磷)。更适合本方法的催化剂是碱性的，催化剂是无机氧化物和盐，比如氢氧化钠，氧化钙和硫化钠。最佳的碱性催化剂是氮基的，包括氨和胺。胺包括伯，仲和叔烃基胺，其中的烃基是烷基，芳基，芳烷基，烷芳基或类似的含有约1-20个碳的烃基。比较适合的胺包括苯胺，苄胺，二苄胺，十二烷基胺，萘胺，牛脂胺，N-乙基二丙基胺，N-苯基苄胺，N，N-二乙基正丁胺，间甲苯胺以及2，3-二甲基苯胺。吡咯烷，N-甲基吡咯烷，哌啶，吡啶和喹啉这些杂环胺也是适用的。

6.适用于本方法的碱性催化剂包括氨和伯，仲和叔烷基胺(烷基含有1-8个碳原子)。这类胺的代表是甲胺，二甲胺，三甲胺，三乙胺，二乙胺，三乙胺，二正丁胺，三正丁胺，三仲己基胺，三正辛胺。这些胺的混合物，以及它们与氨的混合物也都可以作为合适的碱性催化剂来使用，催化剂的用量通常是烯烃化合物重量的0.01-1.5摩尔。当使用适宜的氨和胺催化剂时，每摩尔烯烃大概需要0.2-0.5摩尔催化剂(0.1-0.5摩尔最佳)。

7.反应物中还可能存在水，水作为催化剂或者上述催化剂的稀释剂存在。若有水存在，水的量通常为烯烃重量的1-25％。水的存在并不是必须的，相反，在使用某种类型反应设备时，无水条件对反应更为有利，使用上述的催化剂之后，含有三-六硫基团的化合物在产物中的百分比大幅下降。这样的变化是有利的，因为三硫基团的存在会改变产品颜色。同时，使用氨或者胺等碱性物质作为催化剂时得到的产品具有更加优良的长期稳定性。

8.本发明中通常不涉及除水之外的其它溶剂和稀释剂。反应需要的时间受到反应物用量、反应温度、催化剂的使用与否、反应物纯度等条件的影响。反应过程通常是通过监视反应器的压力来进行观察追踪。当反应器的压力下降到某个常数值，认为反应基本结束了，反应结束获得硫化混合物后，接下来要去除混合物中的低沸点成分。低沸点成分中除了反应物如烯烃化合物之外，通常还含有硫醇和单硫化物，尤其是当初始的烯烃含有少于6个碳原子。如果这些物质在环境温度与压力下是气态的，它们可以简单地由反应器通风口排出并加以回收。如果初始反应物不易挥发，那么可能需要常压蒸馏或者减压蒸馏。另一种有效的方法是将惰性气体(如氮气)在合适的温度与压力下通过混合物。