CN100410330C - 永固紫rl的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种生产永固紫RL的生产工艺，该工艺方法污染小，对人体的伤害小，产品质量稳定。该生产工艺以咔唑为原料，工艺步骤包括烷基化、硝化、还原、缩合、闭环及球磨。它对现有的技术中的硝化与闭环工序进行了改进，改进后的工艺硝化反应时间短，溶剂邻二氯苯的回收量高。
Description
技术领域：
本发明涉及一种高级有机颜料-永固紫RL的生产工艺，属化工领域。
背景技术：
永固紫RL是高级有机颜料、强度高、色光鲜艳、性能优异、用途广、广泛用于所有油漆、油墨、塑料、合成及天然橡胶PET、PPA-66、PA-6、PRB、PE粘胶纤维的原浆着色，纺织品的涂料印花，亦可延伸生产直接耐晒蓝等品种。
永固紫RL是由咔唑烷基化制得N-乙基咔唑，再经硝化还原生成了3-氨基N-乙基咔唑，尔后与四氯苯醌在有机溶剂中缩合、闭环而成，现将产品的有关情况介绍如下：
1、产品名称：永固紫RL
2、化学结构式
3、产品特性：不溶于水及有机溶剂，溶于浓硫酸呈黑紫色，稀释有沉淀。
4、用途：用于油漆，油墨，塑料，橡胶，印花，纤维着色。
现有技术生产永固紫RL的工艺中，在硝化工序中，硝化的温度一贯采用10～15℃的低温硝化，硝酸滴加时间长，且由于温度低，反应时间通常为8～10小时，时间较长。
在闭环工序中，过去延用的方法为：放料、吸滤，母液进入回收装置进行蒸馏回收邻二氯苯。进离心机甩滤，先甩干，然后用少量DMF清洗及2％拉开粉液洗涤，再甩干后用60-70℃热水洗涤至滤液清。在这种操作方法下，对于邻二氯苯的使用量相当大，生产一吨产品所消耗的邻二氯苯量为1800Kg左右。而且这种方法因邻二氯苯用量大，因回收困难造成的环境污染较严重，劳动力消耗比较大，对人体的伤害也较大。
发明内容
本发明针对现有技术中生产永固紫RL的中存在的问题，对其进行了改进，改进后的工艺硝化反应时间短，溶剂邻二氯苯的回收量。本发明的生产工艺污染小，对人体的伤害小，产品质量稳定。
本发明的技术方案如下：
一种永固紫RL的生产工艺，它以咔唑为原料，工艺步骤包括烷基化、硝化、还原、缩合、闭环及球磨，其特征在于：
所述硝化步骤包括：在反应锅中加入氯苯，N-乙基咔唑，滴加37～38％的硝酸，滴加时间为1.5～3小时，滴加完毕后，控制温度为28～30℃，反应保温维持6～8小时；
保温结束后，用液碱中和，pH控制在7～8，中和速度确保温度不超过35℃；
中和结束，冷却至15℃以下，放料吸滤，用2％拉开粉液洗涤至滤液无色；
所述闭环步骤包括：将缩合物压入闭环锅中，升温至135-150℃时加入苯磺酰氯，放低沸物氯化氢再升温至175℃时停止，温度在175-185℃之间保温5-6小时；保温结束后，自然冷却至135-150℃；放料时直接将产品放入0.3～0.6Mpa的高压压滤槽中，首先将母液压干回收，然后在0.3～0.6Mpa的高压下再用少量DMF清洗及2％拉开粉液洗涤滤饼，压干后再用水洗，至洗涤水无色；
滤饼洗干净后，进烘房干燥，温度控制在45-60℃，含水量控制≤0.5％，即可出烘房。
本发明各工序的化学反应式如下：
烷基化
硝化
还原
缩合闭环
本发明的生产工艺可以简述如下：
a.烷基化：咔唑与溴乙烷为原料，以苯为溶剂，加入液碱与催化剂反应，得到的中间品A(N-乙基咔唑)；
b.硝化：得到的中间品A加入氯苯，滴加硝酸，制得中间品B(3-硝基-N乙基咔唑)；
c.还原：得到的中间品B加入硫化碱，乙醇、反应，制得还原产物C(3-氨基-N乙基咔唑)；
d.缩合：得到的中间品C中加入邻二氯苯反应，之后投入四氯苯醌，制得缩合物D(永固紫RL缩合物)；
e.闭环：加苯磺酰氯至缩合物中，得到闭环产物E(永固紫RL粗品)；
f.球磨：制得的永固紫RL粗品经球磨后即得永固紫RL成品；
本发明相比现有技术具有如下优点：
本发明的生产工艺相比现有技术在主要在硝化与闭环工序中作了改进，
具体描述如下：
在硝化工序中，过去硝化的温度一贯采用低温硝化，滴加温度和反应温度维持在10～15℃。要完全控制好滴加温度，滴加时间通常要在2.5～4小时，并且由于温度低，反应时间通常为8～10小时。
本发明中通过我们对温度条件不断的摸索，发现温度可以小幅度的提高，即控制温度为28～30℃，对反应产品没有影响，并且提高了滴加时间和反应时间。反应锅滴加在总硝酸量的1/6左右时，开始出现突跃温度，温度升至35℃，必须停加，并开冰盐水冷却至28℃恢复滴加，如加上述量后仍然稳定在原来温度，应停加，适当升温，在产生突跃温度后在冷却后滴加。此处温度的控制方法，突跃温度是由于反应放热造成的，在滴加一段时间后，反应温度会出现突然上升。在此温度下，滴加时间为1.5～3小时，反应维持时间为6～8小时。在此温度下的反应，没有象一般硝化反应那样增加二硝基物的量，产品质量仍然很正常。
在闭环工序中，过去延用的方法为：放料、吸滤，母液进入回收装置进行蒸馏回收邻二氯苯。进离心机甩滤，先甩干，然后用少量DMF清洗及2％拉开粉液洗涤，再甩干后用60-70℃热水洗涤至滤液清。在这种操作方法下，对于邻二氯苯的使用量相当大，尽管以往一直致力于回收方面的研究和管理，但收效甚微，生产一吨产品所消耗的邻二氯苯量仍为1800Kg左右。而且，上述这种方法污染比较大，劳动力消耗比较大，对人体的伤害也比较大。
本发明中，巧妙地引用了高压压滤槽，即放料时直接将产品放置高压压滤槽中，采用高压压滤，首先将母液压干回收，然后在高压下再用少量DMF(即N，N-二甲基甲酰胺)清洗及2％拉开粉液(渗透剂BX)洗涤，压干后再用水洗。经过改用此种方法，溶剂不流失，且能压干，不残留在滤饼里，因而溶剂邻二氯苯的回收量大大提高，可使生产一吨产品所消耗的邻二氯苯量降到1250Kg左右。而且，这种方法污染小，对人体的伤害基本为零。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
一.烷基化工序
1、在反应锅中投入46％液碱(含量不足补加片碱)。
2、在搅拌情况下冷至35℃以下，可以投入咔唑和催化剂苄基氯化胺。
3、加完咔唑和催化剂后，加盖密封，搅拌15分钟后，在搅拌状态下，慢慢加入纯苯，溴乙烷。
4、加入纯苯，溴乙烷后，搅拌15分钟慢慢升温至40～45℃，有回流吊停止加热，保持回流维持温度。
5、回流完毕升温至100～120a/s，回收纯苯，回收数量是投料量的80％左右。
6、纯苯回收完，静止20分钟，然后把下层液碱分去套用。
7、然后加水洗涤，温度控制在70～100℃，静止分去下层水(水中含废碱)。
8、把水分去后，用盐酸中和调节pH值为7～8。
9、中性后，冷却至40℃以下结晶，然后放料吸滤，用清水冲洗吸干，出料得中间品N-乙基咔唑。取样检测含固量，熔点。
注：液碱，咔唑，催化剂，纯苯，溴乙烷的重量比为810∶4∶0.08∶2∶2.8。
二.硝化
1、在反应锅中加入氯苯，中间品N-乙基咔唑，滴加37～38％的硝酸，滴加时间为1.5～3小时，滴加完毕后，控制温度为28～30℃，反应保温维持时间为7(6～8小时范围内数值均可)小时；
2、保温结束后，用液碱中和，pH控制在7～8，中和速度确保温度不超过35℃；
3、中和结束，冷却至15℃以下，放料吸滤，用2％拉开粉液(渗透剂BX)洗涤，水洗至滤液无色，然后甩干得中间品3-硝基-N乙基咔唑。注：氯苯∶N-乙基咔唑(折干)∶硝酸的重量比＝5∶4.6∶6.7
本发明研究过程中对温度条件不断的摸索，发现温度可以小幅度的提高，即控制温度为28～30℃，对反应产品没有影响，并且提高了滴加时间和反应时间。反应锅滴加在总硝酸量的1/6左右时，开始出现突跃温度，温度升至35℃，必须停加，并开冰盐水冷却至28℃恢复滴加，如加上述量后仍然稳定在原来温度，应停加，适当升温，在产生突跃温度后在冷却后滴加。在此温度下，滴加时间为1.5～3小时，反应维持时间为6～8小时。在此温度下的反应，没有象一般硝化反应那样增加二硝基物的量，产品质量仍然很正常。
而过去现有技术中延用很多硝化的一贯温度，即低温硝化。过去：滴加温度和反应温度维持在10～15℃。要完全控制好滴加温度，滴加时间通常要在2.5～4小时，并且由于温度低，反应时间通常为8～10小时。
三.还原
1、在反应锅中加入乙醇，硫化碱，中间品硝基物，加盖密封。
2、缓慢升温至77～83℃，使其回流4～5小时，完毕后静止1小时以上。
3、然后把上层母液吸入结晶锅中，下层残渣弃去。
4、再升温蒸馏，回收乙醇。
5、乙醇回收结束，加水至满锅，搅拌下冷却至30℃以下，放料甩滤，水洗至滤液清，得还原物3-氨基-N乙基咔唑。
注：乙醇∶硫化碱(52％)∶硝基物(折纯)的重量比＝2∶5.6∶4.3
四.缩合
1、在反应锅内投入邻二氯苯，(含蒸馏出来的套用)，然后加入还原物(折纯)，加盖密封。
2、然后升温脱水，温度至130℃视为脱水结束，脱水完毕冷却至35℃，然后打开锅盖投四氯苯醌，加盖密封。
3、温度控制在35-40℃滴加三乙胺，滴加时间为2小时左右。
4、滴加完毕，维持3-4小时，得永固紫RL缩合物，然后压转闭环锅。
五.闭环
1、将缩合物压入闭环锅中，升温至140℃(135-150℃范围内数值均可)时加入苯磺酰氯，放低沸物氯化氢再升温至175℃时停止，温度在175-185℃之间保温5-6小时；保温结束后，自然冷却至140℃(135-150℃范围内数值均可)；
2、放料时直接将产品放入0.3～0.6Mpa的高压压滤槽中，首先将母液压干回收，然后在0.3～0.6Mpa的高压下再用少量DMF(N，N-二甲基甲酰胺)清洗及2％拉开粉液(渗透剂BX)洗涤滤饼，压干后再用水洗，至洗涤水无色；
3、滤饼洗干净后，进烘房干燥，温度控制在50℃(45-60℃范围内数值均可)，含水量控制≤0.5％，即可出烘房，得永固紫RL粗品。注：邻二氯苯∶还原物∶四氯苯醌∶三乙胺∶苯磺酰氯的重量比＝70∶6∶4∶3∶3.3。
本发明工艺中放料时直接将产品放置高压压滤槽中，采用高压压滤，首先将母液压干后蒸馏回收邻二氯苯，然后在高压下再用少量DMF清洗及2％拉开粉液洗涤，压干后再用水洗。经过改用此种方法，我们将溶剂邻二氯苯的回收量大大提高，致使生产一吨产品所消耗的邻二氯苯量降到1250左右，下脚可焚烧。所以这种方法污染小，对人体基本无伤害。
而在过去的工艺中延用的方法为：放料、吸滤，母液进入回收装置进行蒸馏回收邻二氯苯。进离心机甩滤，先甩干，然后用少量DMF清洗及2％拉开粉液洗涤，再甩干后用60-70℃热水洗涤至滤液清。在这种操作方法下，对于邻二氯苯的使用量相当大，尽管我们一直致力于回收方面的研究和管理，但收效甚微，生产一吨产品所消耗的邻二氯苯量仍为1800左右。而且，上述这种方法污染比较大，劳动力消耗比较大，对人体的伤害也比较大。
六.球磨
1、在球磨锅内加入钢珠，粗品，氯化钙，二甲苯，然后加盖扣紧；确保无泄漏现象，开机球磨。
2、在控制球磨机电流为35-45A，夹套冷却出水温度在30-40℃，当电流低于时，适当增加钢珠，发现锚浆因磨损缩短，加长锚浆至开机电流为才可开机球磨，球磨时间为5小时。
3、球磨结束用真空经过滤器(液下吸料法)将物料吸入事先加好水的吸料锅内，吸满球磨料一般情况下8-12批。
4、二只吸料锅一般情况下16-24批压酸煮锅，加盐酸。
5、升温，然后进入压滤机用热水洗涤至用广泛试纸测定pH＝7，吸干出料，进烘房干燥，同时取样送技术检验科打好色卡。
6、在温度控制在100℃以下，干燥至水份含量小于1％，即可出料待粉碎，得永固紫RL成品。
7、成品存至约一定数量时，按色光每四至五批的干料并为一大批粉碎间，粉碎后转入包装入库工序。
Claims (2)
1. 一种永固紫RL的生产工艺，以咔唑为原料，工艺步骤包括烷基化、硝化、还原、缩合、闭环及球磨，其特征在于：
所述硝化步骤包括：在反应锅中加入氯苯，N-乙基咔唑，滴加37～38％的硝酸，滴加时间为1.5～3小时，滴加完毕后，控制温度为28～30℃，反应保温维持6～8小时；
保温结束后，用液碱中和，pH控制在7～8，中和速度确保温度不超过35℃；
中和结束，冷却至15℃以下，放料吸滤，用2％拉开粉液洗涤至滤液无色；
所述闭环步骤包括：将缩合物压入闭环锅中，升温至135-150℃时加入苯磺酰氯，放低沸物氯化氢再升温至175℃时停止，温度在175-185℃之间保温5-6小时；保温结束后，自然冷却至135-150℃；放料时直接将产品放入0.3～0.6Mpa的高压压滤槽中，首先将母液压干回收，然后在0.3～0.6Mpa的高压下再用少量DMF清洗及2％拉开粉液洗涤滤饼，压干后再用水洗，至洗涤水无色；
滤饼洗干净后，进烘房干燥，温度控制在45-60℃，含水量控制≤0.5％，即可出烘房。
2. 根据权利要求1所述生产工艺，其特征在于所述DMF选用N，N-二甲基甲酰胺；所述拉开粉选用渗透剂BX。
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