CN102180815B - 一种气相磺化法生产间苯二磺酸的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气相磺化法生产间苯二磺酸的生产工艺，涉及一种连续化气相磺化法生产间苯二磺酸的生产工艺，解决现有间苯二磺酸生产过程中产生大量高浓度废酸等问题，具体过程是用气态三氧化硫做磺化剂与苯进入新型磺化反应器中进行一磺化反应，苯与三氧化硫的摩尔比控制在1∶1～1.2，温度控制在20～100℃；一磺化料中继续通入气态的三氧化硫进行二磺化反应，摩尔比控制在1∶1～1.3，温度控制在120～180℃，抑制剂间苯二磺酸钠的加入量是苯和三氧化硫重量的2～16%。取代了原有的发烟硫酸，使磺化料不含有大量强酸，节约碱原材料；实现连续化生产，自动化生产；用间苯二磺酸钠代替硫酸钠做抑制剂，降低了中和反应过程中硫酸钠的产量，降低了固体废弃物的产生。
Description
技术领域：
本发明涉及气相磺化法生产间苯二磺酸的生产工艺。
背景技术：
间苯二酚是一种重要的精细化工有机原料，广泛应用于橡胶、塑料、医药、农药、染料及电子化学产品。其中主要应用于轮胎帘子布浸胶、合成橡胶用胶粘树脂、木材胶合板用高性能的粘合剂、有机中间体氨基酚及二苯甲酮类紫外线吸收剂。目前世界上最传统的生产间苯二酚的工艺为磺化碱熔法，包括中国、美国、印度、俄罗斯等国的大多数企业都采用此方法生产，间苯二酚的生产工艺：苯和发烟硫酸在催化剂的作用下磺化、中和、碱熔、酸化，蒸馏得成品。其工艺流程依次为：磺化、中和、碱熔、酸化、蒸馏、成品。目前磺化碱熔法生产间苯二酚的工艺主要存在的问题： 老式的磺化反应工艺是用苯与65%的发烟硫酸进行磺化，磺化料与25%的氢氧化钠溶液进行中和反应，因为磺化产物中存在大量的硫酸，需要大量的强碱进行中和，同产生大量的无机盐固废和废液。每生产1吨间苯二酚需要消耗氢氧化钠7吨，30%的盐酸12吨，产生硫酸钠2吨，亚硫酸钠5吨，大约排放高浓度含盐、酚废水15M3，这些废液治理难度较大，处理费用比较高，对环境的污染严重。
中国专利CN1970520公开了一种间苯二酚清洁生产方法，在以苯为原料，经过磺化，中和，碱溶，酸化等过程生产间苯二酚，该方法采用芒硝酸做为硝化剂，耗酸量大，对设备要求较高，对环境污染较为严重。
专利CN101643391A中公开了一种新的间苯二酚清洁生产方法，采用SO3做为磺化剂与苯进入到喷射环形反应器中进行反应，该法用酸量少，得到的副产品NaCl进入其它车间循环利用，比较经济，但是该方法采用空气做为稀释剂，氧化性高，反应体系有爆炸的危险，从安全角度考虑不可取。
发明内容：
本发明为了解决间苯二酚磺化生产过程中，大量硫酸的使用带来酸处理的问题。
本发明还为了解决反应装置设备庞大，传热效率低、生产过程不连续等问题，提供一种间苯二酚磺化料的工艺。
一种气相磺化法生产间苯二磺酸生产工艺，其步骤如下：
（1）三氧化硫计量罐中的液态三氧化硫通过蒸发器与惰性气体进入到磺化反应器，苯计量罐进入到磺化反应器与气态三氧化硫反应，苯与三氧化硫的摩尔比为1：1～1.2，温度为40 ～ 90℃，通过固体加料器的间苯二磺酸钠为抑制剂；
（2）一磺化产物中通入三氧化硫与惰性气体的混合气进行二磺化反应，摩尔比控制在1：1～1.3，温度控制在120 ～ 180℃，反应时间3～8 h后，反应物料进入老化反应釜；
（3）反应物料在老化反应釜中继续反应2～12 h后得间苯二磺酸。
所述的抑制剂间苯二磺酸钠加入量是苯和三氧化硫重量的2 ～ 16%。
步骤（1）中苯和三氧化硫的摩尔比例为1：2 ～ 2.5。
通气完成的物料需要继续反应2 ～ 12小时。
步骤（1）反应温度为50 ～ 70℃；步骤（2）反应温度140 ～ 160℃。
所述的惰性气体为氮气、二氧化碳、稀有气体中的一种或者几种的混合气。
采用的惰性气体与三氧化硫的混合比例为1:1～48:1。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种连续化气相磺化法生产间苯二磺酸的生产工艺，解决现有间苯二磺酸生产过程中产生大量高浓度废酸等问题，用气态三氧化硫做磺化剂和苯进行磺化反应，总摩尔比例控制在1:2～2.5之间。具体过程是用气态三氧化硫做磺化剂与苯进入新型磺化反应器中进行一磺化反应，苯与三氧化硫的摩尔比控制在1：1～1.2，温度控制在20～100℃;一磺化料中继续通入气态的三氧化硫进行二磺化反应，摩尔比控制在1：1～1.3，温度控制在120～180℃,抑制剂间苯二磺酸钠的加入量是苯和三氧化硫重量的2～16%。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）用三氧化硫取代了原有的发烟硫酸，使生产的磺化料不含有大量强酸，节约了碱原材料的使用量。
（2）利用物料的循环套用，减少的物料的投料量，实现了一磺化、二磺化的连续化生产，自动化生产，降低劳动强度和劳动力。
（3）间苯二磺酸的转化率为96-98%。
（4）用间苯二磺酸钠代替硫酸钠做抑制剂，降低了中和反应过程中硫酸钠的产量，极大的降低了固体废弃物的产生。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程图
图中：1-苯计量罐 2-苯泵 3-一级磺化反应器 4-一级磺化反应釜
5-一级磺循环泵 6-三氧化硫计量罐 7-蒸发器 8-三氧化硫计量罐
9-蒸发器 10-二级磺化反应器 11-二级磺化反应釜 12-二级磺循环泵
13-老化反应釜 14-固体加料器
具体实施方式：
下列实施例进一步说明本工艺
实施例1
向3000L一级磺化反应釜4中加入800L磺化料，调固体加料器14间苯二磺酸钠的加入量为3 kg/h，加入开搅拌和循环泵5，控制一级磺化反应器3温度在40℃，调一级磺循环泵5流量为0.65m3/h，由苯计量罐1向一级磺化反应器3中加入苯，调整苯泵2使苯流量为89L/h， 磺化料对苯进行稀释；三氧化硫计量罐6中的液态三氧化硫进蒸发器7汽化，与氮气混合再进入磺化反应器3，混合气体中SO3含量为10%，流量为224L/h。5小时后开始溢流到二级磺化反应釜11中，4小时后，控制二级磺化反应器10温度在120℃，开二级磺化反应釜11搅拌和二级磺循环泵12，三氧化硫计量罐8中的液态三氧化硫进蒸发器9汽化后与氮气混合，混合气体中SO3含量为10%，，SO3流量为224L/h， 4.5h后溢流进老化反应釜13，继续运行15～20小时，取样分析产品质量。
分析结果：老化釜取样
实施例2
向3000L一级磺化反应釜4中加入800L磺化料，调固体加料器14间苯二磺酸钠的加入量为29.1kg/h，开搅拌和循环泵5，控制一级磺化反应器3温度在90℃，调一级磺循环泵流量为0.6m3/h，由苯计量罐1向一级磺化反应器3中加入苯，调整苯泵2使苯流量为89 L/h， 磺化料对苯进行稀释；三氧化硫计量罐6中的液态三氧化硫进蒸发器7汽化，与二氧化碳混合再进入磺化反应器3，混合气体中SO3含量为30%，流量为89.6 L/h。5小时后开始溢流到二级磺化反应釜11中，4小时后，控制二级磺化反应器10温度在180℃，开二级磺化反应釜搅拌和二级磺循环泵12，三氧化硫计量罐8中的液态三氧化硫进蒸发器9汽化后与二氧化碳混合，混合气体中SO3含量为30%，SO3流量为97.1 L/h， 4.5h后溢流进老化反应釜13，继续运行10～15小时，取样分析产品质量。
分析结果：老化釜取样
实施例3
向3000L一级磺化反应釜4中加入800L磺化料，调固体加料器14间苯二磺酸钠的加入量为20kg/h，加入开搅拌和循环泵5，控制一级磺化反应器3温度在50℃，调一级磺循环泵流量为0.6m3/h，由苯计量罐1向一级磺化反应器3中加入苯，调整苯泵2使苯流量为100L/h， 磺化料对苯进行稀释；三氧化硫计量罐6中的液态三氧化硫进蒸发器7汽化，与氮气混合再进入磺化反应器3，混合气体中SO3含量为15%，流量为90 L/h。4小时后开始溢流到二级磺化反应釜11中，2小时后，控制二级磺化反应器10温度在150℃，开二级磺化反应釜搅拌和二级磺循环泵12，三氧化硫计量罐8中的液态三氧化硫进蒸发器9汽化后与惰性气体混合，混合气体中SO3含量为15%，SO3流量为100L/h， 4.5h后溢流进老化反应釜13，继续运行20～25小时，取样分析产品质量。
分析结果：老化釜取样
Claims (8)
1.一种气相磺化法生产间苯二磺酸生产方法，其特征在于：
（1）在一级磺化反应釜（4）中加入磺化料，抑制剂间苯二磺酸钠通过固体加料器（14）加入，一级磺化反应釜（4）中的磺化料通过一磺化泵（5）循环与苯计量罐（1）中的苯、气态三氧化硫混合后再进入磺化反应釜（4）中反应；
（2）一级磺化反应釜（4）中的产物进入到二级磺化反应釜（11）中，产物通过二磺化泵（12）循环，与气态三氧化硫、惰性气体混合进入到二级磺化反应釜（11）反应；
（3）反应物料在老化反应釜（13）中继续反应2～12 h后得间苯二磺酸。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：步骤（1）中苯与三氧化硫的摩尔比为1：1 ～ 2.5，温度为40 ～ 90℃。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：步骤（1）中的温度为50 ～ 70℃。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述的抑制剂间苯二磺酸钠加入量是苯和三氧化硫重量的2 ～ 16 %。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：步骤（2）一磺化产物与惰性气体的摩尔比控制在1：1～1.3，温度为120 ～ 180℃。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：步骤（2）的温度为140 ～ 160℃。
7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述的惰性气体为氮气、二氧化碳、稀有气体中的一种或者几种的混合气。
8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：采用的惰性气体与三氧化硫的混合比例为1:1 ～ 48:1。
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