CN101525309B - 氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产方法 - Google Patents

氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种氨基苯基β-羟乙基砜硫酸酯的生产方法。该方法将对硝基氯苯、巯基乙醇加入DMF中,再缓慢加入氢氧化钠,四者的摩尔比为1∶1-1.2∶1.5-2∶1,加完氢氧化钠后再反应3-5h,反应温度50-80℃;经过滤、减压蒸馏得到初步产物;将该初步产物、钨酸盐、双氧水加入氧化釜,在95-100℃下反应1-3h,经冷却、结晶、真空抽滤分离出氧化结晶料;氧化结晶料再经加氢反应、酯化反应,得到对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯。本发明的产品收率达85%左右,副产物氯化钠较少,废酸、废水等三废较少,生产废水由原来吨产品产废水6-8T减少到1-2T,该工艺降低了生产成本,有利于推广应用。

Description

氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产方法
一、技术领域:
本发明涉及一种活性染料中间体的生产方法,特别是涉及一种氨基苯基β-羟乙基砜硫酸酯的生产方法。
二、背景技术:
目前对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产工艺是采用由对乙酰苯胺、氯磺酸、焦亚硫酸钠、氢氧化钠、环氧乙烷、硫酸等原料进行合成,其合成过程包括如下步骤:
A、磺化工序:首先将计量好的氯磺酸加入磺化釜内,再将计量好的退热冰投入磺化釜内进行反应(设计氯磺酸过量),磺化反应为放热反应,制冷时用-10℃以下的冰盐水,通过夹套反应釜进行降温、控制温度,使反应顺利进行。在反应过程中有大量氯化氢气体产生,设计采用四级水吸收,氯化氢气体溶于水生成30-33%的工业用盐酸。在投料过程中,温度控制在45℃左右,投料时间为3h,一部分生成磺酰氯,一部分生成苯磺酸,投料完毕后,生成的苯磺酸在过量氯磺酸作用下,转化成磺酰氯。该反应过程为吸热反应,磺化釜要保持一定的温度,使磺化反应进行到底。投料完毕后,釜内温度控制在60℃左右,保持2h,静置8h,然后将磺化物投入水解釜内,加入一定量的水,使过量的氯磺酸水解掉,水解温度控制在35℃左右。在水解过程中同样有氯化氢气体产生,采用上述的方法进行回收。充分反应完毕后,反应生成物加入冰水冷却沉淀析出,然后过滤、离心脱水,滤液(10-15%的硫酸)吨产量为4吨,全部回收到缩合工段。反应方程式为:
Figure G2009100647063D00011
B、还原、缩合工序:将计量好的焦亚硫酸钠用800kg水溶解(焦亚硫酸钠水解后生成亚硫酸氢钠)后投入还原釜内,用30%的烧碱调PH值到7.5-7.8,温度降至10℃左右,再将磺酰氯缓慢加入,并用碱液调PH值到7.5-7.8,温度控制在40-42℃之间,还原过程需要3h,还原生成磺酰钠,然后将磺酰钠移至缩合釜内,加入一定量的环氧乙烷,升温至65℃,磺酰钠在环氧乙烷作用下,缩合成磺酰醇。在反应过程中要不断加入磺化工段中的酸性母液,调PH值到7.5-8,环氧乙烷加完后,保温2h,然后降温放料离心脱水,脱出的母液呈弱碱性,吨产品产生量为5吨,排向调节池治理后排放。
还原、缩合工段反应式如下:
Figure G2009100647063D00021
C、酯化工序:将计量好的磺酰醇加入到酯化釜内,加入一定量的硫酸进行水解,水解2h后结束;升温至150-170℃进行酯化,2h后酯化反应结束。开始升温干燥,干燥后粉碎包装,成品入库。在水解酯化反应中有乙酸气体产生,将乙酸气体引至冰醋酸回收塔进行回收,作为副产品出售。反应式如下:
Figure G2009100647063D00022
实践表明:该工艺收率较低(约70%左右);原材料消耗多,其消耗为(每吨产品需消耗原料T/T):乙酰苯胺0.65T/T,氯磺酸3T/T,焦亚硫酸钠0.4-0.5T/T,环氧乙烷0.3T/T,液碱(30%)1.8T/T,硫酸0.55T/T。生产过程中产生大量废盐酸、废硫酸、废乙酸和高盐废水等废物,如废盐酸8-10T/T、废硫酸10-15T/T、废乙酸0.15-0.2T/T、高盐废水6-8T/T。
为了克服目前工艺中产品收率低、原材料消耗多和三废产量大等缺点,需要开发一种更经济的生产方法来取代现有工艺。
三、发明内容:
本发明要解决的技术问题:克服背景技术中的不足,提供一种工艺简化、收率较高、三废较少的氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产方法。
本发明的技术方案是:
一种对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产工艺,包括如下步骤:
(1)将对硝基氯苯、巯基乙醇加入N,N二甲基甲酰胺溶剂中,溶解并混合均匀,再缓慢加入氢氧化钠,其中对硝基氯苯、巯基乙醇、N,N二甲基甲酰胺和氢氧化钠的摩尔比为1∶1-1.2∶1.5-2∶1,氢氧化钠控制在3-5h内加完,加完氢氧化钠后再反应3-5h得到反应产物,反应温度控制在50-80℃;
反应产物过滤后除去固体NaCl,得滤液;将滤液在60-150mmHg、120-150℃条件下减压蒸馏1-2h,蒸出水分和N,N二甲基甲酰胺,得到对硝基苯基-β-羟乙基硫醚;
(2)将对硝基苯基-β-羟乙基硫醚、钨酸盐催化剂加入氧化釜,然后在搅拌下缓慢加入双氧水,双氧水、对硝基苯基-β-羟乙基硫醚的摩尔比为1-1.3∶1,双氧水的持续加入时间控制在2-5h内,温度控制在80-100℃,然后在95-100℃下反应1-3h,停止搅拌,冷却至75-80℃,然后将氧化料放入结晶釜,降温至20-25℃,真空抽滤分离出氧化结晶料;
(3)向氧化结晶料中加入溶剂水、催化剂,氧化结晶料、水和催化剂的质量比为1∶1.3-1.7∶0.005-0.008,在40-110℃、氢气压力为1.5MPa-2.5MPa条件下进行加氢反应3-6h,经分离得到加氢产物;所述催化剂为钯炭催化剂;
(4)将加氢产物加入酯化锅中,加入纯硫酸,加氢产物与纯硫酸的摩尔比为1∶1-1.05,搅拌混匀后升温至100-130℃,反应1-2h后出料,经粉碎后得到对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯。
所述步骤(1)中过滤除去固体NaCl是在温度低于40℃条件下进行。
所述钨酸盐为钨酸钠,钨酸钠质量为对硝基苯基-β-羟乙基硫醚质量的0.1%-0.3%。
所述步骤(2)中真空抽滤时的真空度为0.04MPa-0.06Mpa;双氧水的质量百分比浓度为30-35%。
所述步骤(3)中的分离是先通过压滤回收催化剂,然后进行冷却结晶,冷却温度为0-10℃,然后在真空度为0.04MPa-0.06MPa时抽滤,进行固液分离。
本发明有关的化学反应方程式:
Figure G2009100647063D00041
本发明的积极有益效果:
1、本发明工艺产品的收率达85%左右,收率较原工艺明显提高,原料消耗降低,提高了原料的利用率;副产物氯化钠较少,废酸、废水等三废较少,生产废水由原来每吨产品产废水6-8T减少到1-2T,实现了节能减排,降低了生产成本。
2、本发明工艺简化,生产稳定,生产成本低,有利于推广应用。
四、附图说明:
图1:对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产工艺流程示意图。
五、具体实施方式:
实施例一:参见图1,对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产工艺,包括如下步骤:
(1)向反应釜1中加入N,N二甲基甲酰胺(DMF),然后加入对硝基氯苯、巯基乙醇,溶解并混合均匀,再缓慢加入固体氢氧化钠,对硝基氯苯、巯基乙醇、N,N二甲基甲酰胺、固体氢氧化钠的摩尔比为1∶1-1.2∶1.5-2∶1,固体氢氧化钠控制在3-5h内加完,加完氢氧化钠后再反应3-5h得到反应产物,反应温度控制在50-80℃;
将反应产物在低于40℃的温度下经过滤池2过滤,除去固体NaCl后得滤液;滤液进入真空蒸馏釜3,将滤液在60-150mmHg、120-150℃条件下减压蒸馏1-2h,真空蒸馏釜3通过冷凝器4和真空罐5连接,蒸出水分和N,N二甲基甲酰胺,在真空蒸馏釜3底部出口得到对硝基苯基-β-羟乙基硫醚;分离出的N,N二甲基甲酰胺可循环利用;
(2)将对硝基苯基-β-羟乙基硫醚、钨酸钠加入氧化釜6中,然后缓慢加入双氧水并搅拌,温度控制在80-100℃,双氧水持续加入时间控制在2-5h内。
其中双氧水和对硝基苯基-β-羟乙基硫醚的摩尔比为1-1.3∶1,双氧水的质量百分比浓度为30-35%,钨酸钠质量是对硝基苯基-β-羟乙基硫醚质量的0.1-0.3%。
双氧水加完后在95-100℃下再反应1-3h,停止搅拌,冷却至75-80℃,然后将氧化料放入结晶釜7,降温至20-25℃,在真空抽滤槽8中进行真空抽滤,真空度为0.04MPa-0.06Mpa,分离出氧化结晶料,废水至废水处理;
(3)将氧化结晶料、水和钯炭催化剂Pd/C按1∶1.3-1.7∶0.005-0.008的质量比加入加氢釜9,在40-110℃、氢气压力为1.5-2.5MPa条件下加氢反应3-6h,经分离得加氢产物;其中钯炭催化剂Pd/C中钯的质量含量为1-4%;
分离时加氢产物先通过压滤回收催化剂,然后进入冷却结晶釜10,在0-10℃时加氢产物结晶,然后在真空抽滤槽11中真空抽滤,进行固液分离,真空度为0.04MPa-0.06Mpa;
(4)将加氢产物加入酯化锅中,加入100%的纯硫酸,加氢产物与纯硫酸的摩尔比为1∶1-1.05,搅拌混匀,升温至100-130℃,反应1-2h后出料,经粉碎即得到对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯。
实施例二:参见图1,同实施例1步骤相同,不同之处在于工艺参数,具体如下:
(1)反应釜1中对硝基氯苯、巯基乙醇、DMF和固体氢氧化钠的摩尔比为1∶1∶1.5∶1,固体氢氧化钠控制在3-4h内加完,加完氢氧化钠后再反应3-4h得到反应产物;反应温度控制在50-60℃;
将反应产物在38℃的温度下经过滤池2过滤,除去固体NaCl后得滤液;滤液进入真空蒸馏釜3,将滤液在60-80mmHg、120-130℃条件下减压蒸馏1.5h;
(2)氧化釜6反应温度为80-90℃,双氧水持续加入时间控制在2-3h内。双氧水和对硝基苯基-β-羟乙基硫醚的摩尔比为1∶1,双氧水的质量百分比浓度为32%,钨酸钠质量是对硝基苯基-β-羟乙基硫醚质量的0.1%。
双氧水加完后在95-100℃下再反应1-1.5h,停止搅拌,冷却至75℃左右,然后将氧化料放入结晶釜7,降温至23℃左右,在真空抽滤槽8中进行真空抽滤,真空度为0.04MPa-0.05Mpa,分离出氧化结晶料,废水至废水处理;
(3)将氧化结晶料、水和钯炭催化剂按1∶1.5∶0.005-0.008的质量比加入加氢釜9,在40-70℃、氢气压力为1.5MPa-2.0MPa条件下加氢反应4-6h,经分离得加氢产物;
分离时加氢产物先通过压滤回收催化剂,然后进入冷却结晶釜10,在0-10℃时加氢产物结晶,然后在真空抽滤槽11中真空抽滤,进行固液分离,真空度为0.04MPa-0.06Mpa;
(4)将加氢产物加入酯化锅中,加入100%的纯硫酸,加氢产物与纯硫酸的摩尔比为1∶1-1.05,搅拌混匀,升温至100-130℃,反应1-2h后出料,经粉碎即得到对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯。
实施例三:参见图1,同实施例1步骤相同,不同之处在于工艺参数,具体如下:
(1)反应釜1中对硝基氯苯、巯基乙醇、DMF、固体氢氧化钠的摩尔比为1∶1.2∶2∶1,固体氢氧化钠控制在3-5h内加完,加完氢氧化钠后再反应3-5h得到反应产物;反应温度控制在70-80℃;
将反应产物在30℃的温度下经过滤池2过滤,除去固体NaCl后得滤液;滤液进入真空蒸馏釜3,将滤液在90-120mmHg、130-140℃条件下减压蒸馏2h;
(2)将对硝基苯基-β-羟乙基硫醚、钨酸钠加入氧化釜6中,然后缓慢加入双氧水并搅拌,温度控制在90-100℃,双氧水持续加入时间控制在2-4h内。双氧水和对硝基苯基-β-羟乙基硫醚的摩尔比为1.3∶1,双氧水的质量百分比浓度为33%,钨酸钠质量是对硝基苯基-β-羟乙基硫醚质量的0.2%。
双氧水加完后在98-100℃下再反应2h,停止搅拌,冷却至78℃左右,然后将氧化料放入结晶釜7,降温至24℃左右,在真空抽滤槽8中进行真空抽滤,真空度为0.05MPa-0.06Mpa,分离出氧化结晶料,废水至废水处理;
(3)将氧化结晶料、水和钯炭催化剂按1∶1.3∶0.007的质量比加入加氢釜9,在90-100℃、氢气压力为2.0-2.5MPa条件下加氢反应3-4h,经分离得加氢产物;
(4)将加氢产物加入酯化锅中,加入100%的纯硫酸,加氢产物与纯硫酸的摩尔比为1∶1.05,搅拌混匀,升温至110-120℃,反应1.5-2h后出料,经粉碎即得到对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯。
实施例四:参见图1,同实施例1步骤相同,不同之处在于工艺参数,具体如下:
(1)反应釜1中对硝基氯苯、巯基乙醇、DMF、固体氢氧化钠的摩尔比为1∶1.1∶1.7∶1,固体氢氧化钠控制在3-5h内加完,加完氢氧化钠后再反应3-5h得到反应产物;反应温度控制在60-70℃;进入真空蒸馏釜3的滤液在120-150mmHg、120-130℃条件下减压蒸馏1.5h;
(2)氧化釜6中温度控制在90-100℃,双氧水持续加入时间控制在3-4h内。双氧水和对硝基苯基-β-羟乙基硫醚的摩尔比为1.2∶1,双氧水的质量百分比浓度为34%,钨酸钠质量是对硝基苯基-β-羟乙基硫醚质量的0.25%。
双氧水加完后在95-100℃下再反应2.5h,停止搅拌,冷却至80℃左右,然后将氧化料放入结晶釜7,降温至25℃左右,在真空抽滤槽8中进行真空抽滤,真空度为0.04MPa-0.06Mpa,分离出氧化结晶料,废水至废水处理;
(3)将氧化结晶料、水和钯炭催化剂按1∶1.6∶0.007的质量比加入加氢釜9,在90-110℃、氢气压力为1.5-2.0MPa条件下加氢反应3-4h,经分离得加氢产物;
(4)将加氢产物加入酯化锅中,加入100%的纯硫酸,加氢产物与纯硫酸的摩尔比为1∶1,搅拌混匀,升温至125℃,反应1.5h后出料,经粉碎即得到对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯。

Claims (4)

1.一种对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产工艺,包括如下步骤:
(1)将对硝基氯苯、巯基乙醇加入N,N二甲基甲酰胺溶剂中,溶解并混合均匀,再缓慢加入氢氧化钠,其中对硝基氯苯、巯基乙醇、N,N二甲基甲酰胺和氢氧化钠的摩尔比为1∶1-1.2∶1.5-2∶1,氢氧化钠控制在3-5h内加完,加完氢氧化钠后再反应3-5h得到反应产物,反应温度控制在50-80℃;反应产物过滤后除去固体NaCl,得滤液;将滤液在60-150mmHg、120-150℃条件下减压蒸馏1-2h,蒸出水分和N,N二甲基甲酰胺,得到对硝基苯基-β-羟乙基硫醚;
(2)将对硝基苯基-β-羟乙基硫醚、钨酸盐催化剂加入氧化釜,然后在搅拌下缓慢加入双氧水,双氧水、对硝基苯基-β-羟乙基硫醚的摩尔比为1-1.3∶1,双氧水的持续加入时间控制在2-5h内,温度控制在80-100℃,然后在95-100℃下反应1-3h,停止搅拌,冷却至75-80℃,然后将氧化料放入结晶釜,降温至20-25℃,真空抽滤分离出氧化结晶料;所述真空抽滤时的真空度为0.04MPa-0.06MPa;
(3)向氧化结晶料中加入溶剂水、催化剂,氧化结晶料、水和催化剂的质量比为1∶1.3-1.7∶0.005-0.008,在40-110℃、氢气压力为1.5MPa-2.5MPa条件下进行加氢反应3-6h,经分离得到加氢产物;所述催化剂为钯炭催化剂;所述分离是先通过压滤回收催化剂,然后进行冷却结晶,冷却温度为0-10℃,然后在真空度为0.04MPa-0.06MPa时抽滤,进行固液分离;
(4)将加氢产物加入酯化锅中,加入纯硫酸,加氢产物与纯硫酸的摩尔比为1∶1-1.05,搅拌混匀后升温至100-130℃,反应1-2h后出料,经粉碎后得到对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯。
2.根据权利要求1所述的对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中过滤除去固体NaCl是在温度低于40℃条件下进行。
3.根据权利要求1所述的对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产工艺,其特征在于:所述钨酸盐为钨酸钠,钨酸钠质量为对硝基苯基-β-羟乙基硫醚质量的0.1%-0.3%。
4.根据权利要求1所述的对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的生产工艺,其特征在于:所述步骤(2)中双氧水的质量百分比浓度为30-35%。
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