CN103160145A - 染料自动控制连续生产方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种染料自动控制连续生产方法和装置，将各原料经计量后连续供料，经管式反应器反应并连续出料，其特征在于，在反应器上设置多个反应状态检测装置，通过多点自动控制，及时将反应完的反应液转移至下一工序；以及将配料出现异常的物料及时泵回至配料釜进行重新配料，实现了染料的精确自动控制连续生产，确保了产品质量的稳定，缩短了生产时间，提高了生产效率，降低了生产成本，减少了三废的产生，达到了低污低耗的效果，实现了循环经济和清洁生产。

Description

染料自动控制连续生产方法及装置

技术领域

本发明涉及一种染料自动控制连续生产方法及装置。

背景技术

染料工业是精细化工产业中历史最为悠久的行业之一。近年来随着我国轻纺工业的发展，染料工业也得到了快速发展；尤其是进入新世纪以来，我国染料工业发展更为迅速，产量、出口量及消费量均已跃居世界首位。但是，目前我国染料的生产方式仍然相对落后，自动控制技术尚未在染料生产过程中得到真实应用，企业的综合自动化水平普遍较低。因此，提高该领域的自动化水平一直是业内人士不懈追求的目标。

众所周知，偶氮染料的制备一般由间歇式的重氮化反应和偶合反应组成。在重氮化反应中，重氮盐在高温下容易分解，而重氮盐的制备又是一个放热反应，因此，生产过程对传热的要求相当高。偶合反应中重氮盐也容易分解，重氮盐分子如果不能在短时间内和偶合组分分子相碰撞并发生反应，则很快就会分解。

常规间歇式反应釜，很难保证各部位都搅拌均匀。局部的物料配比偏离反应条件，反应釜中温度不均匀等现象，都会导致重氮盐分解，发生各种副反应而致使重氮盐质量不佳以及染料纯度偏低、收率偏少。

管式反应器因为反应区域的几何尺寸小，而且是连续流动反应器，使得反应在一个很小的区间和很短的时间内均匀混和并反应，最大程度避免了副反应的发生。管式反应器优于间歇式反应器，主要体现在：反应物料可瞬间混和均匀，充有利于防止化合物分解；精确控制反应温度，有利于提高收率和反应选择性；在线反应体积小，保证了反应的安全性；连续式反应，减小批差。因此，采用管式反应器连续生产染料具有十分重要的意义。

中国专利公开公报CN1365968A中公开了一种连续化制备伯芳胺重氮盐的方法和装置，包括伯芳胺与酸的混合溶液与亚硝酸钠溶液一起连续地输入一个带有冷却夹套的管式反应器的底部，反应产物从管式反应器的顶部流出。此方法和装置克服了间歇式伯芳胺重氮化的一些缺陷，避免了局部温度过高而引起的重氮盐的分解，然而，此方法和装置未对重氮盐的连续化制备工艺的精确控制进行描述，因此，此方法和装置仍需改进。

发明内容

本发明提供了一种染料自动控制连续生产方法，所述方法包括将反应原料按照规定的比例连续供料至管式反应器中进行反应并连续出料，在管式反应器上设置多个反应状态检测装置，当反应物料经过反应状态检测装置时，反应状态检测装置对反应状态进行检测，如果经检测确定反应已经完成，则将反应物料转至下一工序；如果经检测确定反应尚未完成，则反应物料进入下游管式反应器继续进行反应。

进一步，本发明提供一种染料自动控制连续生产方法，所述方法包括将反应原料按照规定的比例连续供料至配料釜进行配料，配料釜中所配的物料连续供料至管式反应器中进行反应并连续出料，在管式反应器上设置多个反应状态检测装置，当反应物料经过反应状态检测装置时，反应状态检测装置对反应状态进行检测，如果经检测确定反应已经完成，则将反应物料转至下一工序；如果经检测确定反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式反应器继续进行反应；如果经检测确定反应尚未完成，且反应物料出现配料异常，则将反应物料返回至配料釜进行重新配料。

上述方法中，优选所述的反应状态检测装置设置在管式反应器上的反应终点附近区域。

上述方法中，优选所述反应状态检测装置在管式反应器上的设置分布为在反应物料流向上前疏后密。

上述方法中，优选所述反应状态检测装置设置间距为反应器中反应物料流动10min～30min所经过的距离。

上述方法中，优选所述反应状态检测装置为极性电压控制系统或电位测定控制系统。极性电压控制系统和电位测定控制系统分别由检测的电压和电位确定反应状态。反应物料出现配料异常的检测方法为：当反应状态检测装置的电位或电压读数没有达到反应终点读数，且该反应状态检测装置的电位或电压读数与前一反应状态检测装置的电位或电压读数相比，数值变化小于设定的值，则确定为反应物料出现配料异常。

上述方法中，优选所述极性电压控制系统或电位测定控制系统的电极材料为选自Au、Pt、Ag、Sb、Mo、Cr、石墨的一种或其合金。

优选上述方法是偶氮染料的自动控制连续生产方法，包括偶合反应步骤，偶合反应由设置在管式偶合反应器上的多个电位测定控制系统进行监控。

上述方法中，优选包括：将重氮化合物溶液与偶合组分溶液通过计量装置按照规定的比例连续供至配料釜中进行配料；配料釜内的物料通过溢流口溢出，流至管式偶合反应器中进行偶合反应，控制偶合反应温度在-10℃～20℃；偶合反应物料经作为反应状态检测装置的电位测定控制系统检测，若反应完成，则流至中转釜；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式偶合反应器继续进行反应；如果反应尚未完成，且所述电位测定控制系统的电位读数与前一电位测定控制系统的电位读数相比，数值变化小于设定的值，则将反应物料返回至配料釜，通过调节各计量装置进行重新配料；将中转釜内偶合反应物料转入转晶釜中进行转晶，控制转晶温度为40℃～70℃；将转晶后的物料供料至压滤机进行压滤、水洗，得到染料滤饼。

上述方法中，优选在偶合反应步骤中，将原料物料重氮化合物溶液和偶合组分溶液的流量以及冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，包括设置温度上下限值，当反应温度高于上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

上述方法中，优选所述的重氮化合物与偶合组分的摩尔比为1:0.95～1.05。

上述方法中，优选对压滤所产生的母液水、水洗所产生的洗涤水进行分类收集回收，配制成打浆液，控制打浆液中酸的质量百分数为2～15%，用于偶合组分溶液的配制。

上述方法优选还包括重氮化反应步骤，重氮化反应也由多个极性电压控制系统进行监控。

上述方法中，优选重氮化反应步骤包括：将重氮组分、亚硝酰硫酸和任选的酸通过计量装置按照规定的比例连续进料至配料釜中进行配料；配料釜内的物料流至管式重氮化反应器中，控制重氮化反应温度为-10℃～30℃；重氮化反应物料经极性电压控制系统检测，若反应完成，则流至中转釜；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式重氮化反应器继续进行反应；如果反应尚未完成，且出现配料异常，则将反应物料返回至配料釜，通过调节各计量装置进行重新配料；中转釜内的重氮化合物溶液作为偶合反应的原料，用于后续的偶合反应。

上述方法中，优选在重氮化反应步骤中，将原料物料重氮组分、任选的酸和亚硝酰硫酸的流量以及冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，包括设置温度上下限值，当反应温度高于上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

上述方法中，优选重氮组分、亚硝酰硫酸、酸的摩尔比为1:1.0～1.1:0～8。

上述方法中，优选所述配料釜材质为钛或不锈钢，配料釜的温度通过冷却夹套和管内列管式冷凝器这双重冷却装置进行控制。

上述方法中，优选所述配料釜设有溢流口，配料釜内的物料通过溢流口溢出，所述溢流口处设有振动过滤器，所述振动过滤器的过滤网孔径为5～40目，所述振动过滤器的过滤网材料为选自钛、不锈钢、玻璃纤维、炭纤维、氟塑料中的任一种。

上述方法中，优选所述管式反应器材料采用钛或不锈钢，管内温度通过冷却夹套和管内列管式冷凝器这双重冷却装置进行控制。

上述方法中，优选通过DCS控制系统进行自动控制。

本发明还提供一种染料自动控制连续生产装置，包括：原料供给装置、计量装置、管式反应器和管式反应器上设置的多个反应状态检测装置，在所述染料自动控制连续生产装置运行时，运行过程包括：反应原料按照规定的比例连续供料至管式反应器中进行反应并连续出料，其中当反应物料经过反应状态检测装置时，反应状态检测装置对反应状态进行检测，如果经检测确定反应已经完成，则将反应物料转至下一工序；如果经检测确定反应尚未完成，则反应物料进入下游管式反应器继续进行反应。

进一步，本发明的生产装置还包括配料釜，所述染料自动控制连续生产装置还包括配料釜，在所述染料自动控制连续生产装置运行时，运行过程包括：反应原料按照规定的比例连续供料至配料釜进行配料，配料釜中所配的物料连续供料至管式反应器中进行反应并连续出料，其中，当反应物料经过反应状态检测装置时，反应状态检测装置对反应状态进行检测，如果经检测确定反应已经完成，则将反应物料转至下一工序；如果经检测确定反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式反应器继续进行反应；如果经检测确定反应尚未完成，且反应物料出现配料异常，则将反应物料返回至配料釜进行重新配料。

上述生产装置中，优选所述的反应状态检测装置设置在管式反应器上的反应终点附近区域。

上述生产装置中，优选所述反应状态检测装置在管式反应器上的设置分布为在反应物料流向上前疏后密。

上述生产装置中，优选所述反应状态检测装置为极性电压控制系统或电位测定控制系统。极性电压控制系统和电位测定控制系统分别由检测的电压和电位确定反应状态。反应物料出现配料异常的检测方法为：当反应状态检测装置的电位或电压读数没有达到反应终点读数，且该反应状态检测装置的电位或电压读数与前一反应状态检测装置的电位或电压读数相比，数值变化小于设定的值，则确定为反应物料出现配料异常。

上述生产装置中，优选所述极性电压控制系统或电位测定控制系统的电极材料为选自Au、Pt、Ag、Sb、Mo、Cr、石墨的一种或其合金。

上述生产装置优选是偶氮染料的自动控制连续生产装置，包括偶合反应部分，所述偶合反应部分包括管式偶合反应器和设置在所述管式偶合反应器上的作为所述反应状态检测装置的电位测定控制系统。

上述生产装置中，优选所述偶合反应部分包括：原料供给装置、计量装置、配料釜、管式偶合反应器、设置在管式偶合反应器上的电位测定控制系统、冷却装置、温度监控装置、中转釜、转晶釜和压滤机，在所述染料自动控制连续生产装置运行时，运行过程包括：

重氮化合物溶液与偶合组分溶液通过计量装置按照规定的比例连续供至配料釜中进行配料；

配料釜内的物料通过溢流口溢出，流至管式偶合反应器中进行偶合反应；

偶合反应物料经电位测定控制系统检测，若反应完成，则流至中转釜；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式偶合反应器继续进行反应；如果反应尚未完成，且出现配料异常，则将反应物料返回至配料釜，通过调节各计量装置进行重新配料；中转釜内的偶合反应物料转入转晶釜中进行转晶；转晶后的物料供料至压滤机进行压滤、水洗。

上述生产装置中，优选对偶合反应部分的计量装置、冷却装置、温度监控装置进行联动控制，从而在运行时将原料供给装置中原料物料重氮化合物溶液和偶合组分溶液的流量以及冷却装置中冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，控制过程包括设置温度上下限值，当反应温度高于上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

上述生产装置优选还包括重氮化反应部分，所述重氮化反应部分包括管式重氮化反应器和设置在所述管式重氮化反应器上的作为反应状态检测装置的极性电压控制系统。

上述生产装置中，所述重氮化反应部分优选包括原料供给装置、计量装置、配料釜、管式重氮化反应器、设置在管式重氮化反应器上的极性电压控制系统、冷却装置、温度监控装置、中转釜，在所述染料自动控制连续生产装置运行时，重氮化反应部分的运行过程包括：

重氮组分、亚硝酰硫酸和任选的酸通过计量装置按照规定的比例连续进料至配料釜中进行配料；配料釜内的物料流至管式重氮化反应器中进行重氮化反应；

重氮化反应物料经极性电压控制系统检测，若反应完成，则流至中转釜；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式重氮化反应器继续进行反应；如果反应尚未完成，且述极性电压控制系统的电压读数与前一述极性电压控制系统的电压读数相比，数值变化小于设定的值，则将反应物料返回至配料釜，通过调节各计量装置进行重新配料；

中转釜作为偶合反应的原料供给装置之一将其中的重氮化合物溶液供至后续的偶合反应。

上述生产装置中，优选对重氮化反应部分的计量装置、冷却装置、温度监控装置进行联动控制，从而在运行时将原料供给装置中原料物料重氮组分、亚硝酰硫酸和任选的酸的流量以及冷却装置中冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，控制过程包括设置温度上下限值，当反应温度高于上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

上述生产装置中，优选所述配料釜材质为钛或不锈钢，配料釜温度由温度控制器通过冷却夹套和管内列管式冷凝器这双重冷却装置进行控制。

上述生产装置中，优选所述配料釜设有溢流口，配料釜内的物料通过溢流口溢出。优选所述溢流口处设有振动过滤器，所述振动过滤器的过滤网孔径为5～40目。优选所述振动过滤器的过滤网材料为选自钛、不锈钢、玻璃纤维、炭纤维、氟塑料中的任一种。

上述生产装置中所述管式反应器材料优选采用钛或不锈钢，管内温度通过冷却夹套和管内列管式冷凝器这双重冷却装置进行控制。

优选上述生产装置中通过DCS控制系统进行自动控制。

本发明的染料自动控制连续生产方法及装置通过自动控制，及时将反应完的反应液转移至下一工序，以及将配料出现异常的物料及时泵回至配料釜进行重新配料，实现了精确自动控制连续化染料生产，确保了产品质量的稳定，缩短了生产时间，提高了生产效率，降低了生产成本，减少了三废的产生，达到了低污低耗的效果，实现了循环经济和清洁生产。

附图说明

图1为本发明偶氮染料自动控制连续生产方法的工艺流程图。

图2、图3为本发明偶氮染料自动控制连续生产装置的示意图。

图中，A1、A2为配料釜；J1、J2为计量槽；M为绞笼装置；P1为固体计量装置；P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8为泵或计量泵；H1、H2为振动过滤器；K1、K2、…K6为极性电压控制系统、K’1、K’2、…K’6为电位测定控制系统；F为阀门；D1、D2为中转釜；G1为管式重氮化反应器，G2为管式偶合反应器；X为偶合组分溶液；Y为转晶釜。

具体实施方式

以下参照附图对本发明进行进一步说明。

图2、图3所示装置通过DCS控制系统进行自动化控制。

在图2中，对重氮化反应原料计量装置P1、P2和P3、冷却装置（配料釜A1和管式反应器G1的冷却夹套和管内列管式冷凝器，图中未示出）、温度监控装置（图中未示出）进行联动控制，将重氮组分、亚硝酰硫酸和任选的酸的流量以及冷却装置中冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，当反应温度高于所设置的上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于所设定的下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

在图3中，对偶合反应原料计量装置P5和P6、冷却装置（配料釜A2和管式反应器G2的冷却夹套和管内列管式冷凝器，图中未示出）、温度监控装置（图中未示出）进行联动控制，将重氮化合物溶液和偶合组分溶液的流量以及冷却装置中冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，当反应温度高于所设置的上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于所设定的下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

参考图2，在配料釜A1中，重氮组分用绞笼M通过固体计量装置P1进行连续进料，亚硝酰硫酸与任选的酸通过计量泵P2、P3连续进料，重氮组分、亚硝酰硫酸、任选的酸的摩尔比为1:1.0～1.1:0～8。

配料釜A1中溢流出的物料，流至管式重氮化反应器G1中，控制重氮反应温度在-10℃～30℃。所述重氮化反应器G1内的温度通过冷却夹套和管内列管式冷凝器这双重冷却装置进行控制，管式重氮化反应器上装有2个以上极性电压控制系统K1、K2…。

重氮化反应物料经极性电压控制系统检测反应完成后，流至中转釜D1中；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式重氮化反应器G1继续进行反应；如果反应尚未完成，且极性电压控制系统的电压读数与前一极性电压控制系统的电压读数相比，数值变化小于设定的值，则通过泵P4将反应物料泵回至配料釜A1，调节固体计量装置P1、计量泵P2、P3进行重新配料。

参考图3，中转釜D1中的重氮化合物溶液与偶合组分溶液通过计量泵P5、P6按照重氮化合物与偶合组分的摩尔比为1:0.95～1.05连续泵至配料釜A2进行配料，配料釜内物料通过溢流口流至管式偶合反应器G2中进行偶合反应，控制偶合反应温度为-10℃～20℃；

偶合反应物料经电位测定控制系统检测反应完成后，流至中转釜D2中；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式偶合反应器G2继续进行反应；如果反应尚未完成，且电位测定控制系统的电位读数与前一电位测定控制系统的电位读数相比，数值变化小于设定的值，则通过泵P7将反应物料返回至配料釜A2，通过调节计量泵P5、P6的流量进行重新配料。

中转釜D2中的偶合反应物料经泵P8转入转晶釜Y中进行转晶，控制转晶温度为40℃～70℃。

转晶后的物料进入压滤机压滤，水洗，得到染料滤饼。将滤饼母液水、洗涤水进行分类收集，配置成打浆液，用于偶合组分的打浆以配制偶合组分溶液。控制打浆液中酸的质量百分数为2%～15%。

实施例

实施例1

在偶合组分打浆锅中投入1980kg N,N-二乙基-3-乙酰氨基苯胺，用20000kg硫酸质量百分数为3%的打浆液进行打浆，得到偶合组分溶液X，待用。

在配料釜A1中加入420kg的亚硝酰硫酸（质量百分含量为28%），开启冷冻盐水，控制釜内温度在20℃～30℃，缓慢绞入2,4-二硝基-6-氯苯胺（重氮组分）200kg进行混合配成引发剂，开启2,4-二硝基-6-氯苯胺（重氮组分）、亚硝酰硫酸进料阀门，二者分别通过计量装置控制进料速度为571kg/h、1200kg/h进行自动连续进料，混合物料从溢流口流至管式反应器G1中进行反应，经极性电压控制系统检测反应完成后，反应物料（重氮化合物溶液）流至中转釜D1。

中转釜D1中的2,4-二硝基-6-氯苯胺重氮化后的化合物溶液与N,N-二乙基-3-乙酰氨基苯胺偶合组分溶液X通过计量泵P5、P6分别以1771kg/h和5770kg/h的流量连续泵入配料釜A2进行配料，控制2,4-二硝基-6-氯苯胺的重氮化合物与N,N-二乙基-3-乙酰氨基苯胺偶合组分的摩尔比为1:1.04。

配料釜A2中的物料经溢流口流至管式偶合反应器G2中进行反应，温度控制在0±2℃。

偶合物料经电位测定控制系统检测反应完成后，反应物料流至中转釜D2。

中转釜D2中的物料，经泵P8转至转晶釜Y，控制转晶温度50±2℃。转晶后物料进入压滤机，经压滤、洗涤，得到分散紫93:1染料滤饼。收率为95%，纯度为90%，滤饼强度为520%。滤饼母液水、洗涤水分别泵至母液水、洗涤水储槽，母液水、洗涤混合调节酸的质量百分数后，配制成打浆液而进行循环套用。

采用上述连续生产染料的方法和装置制备分散紫93:1染料滤饼，实现了多点精确自动控制连续生产，与间歇式反应相比，染料收率提高了约3.2%，滤饼纯度提高了约2.8%，滤饼强度提高了约4%，人工成本下降了约35%。

实施例2：

在偶合组分打浆锅中投入700kg的N,N-二乙基-3-乙酰氨基苯胺，用15000kg硫酸质量百分数为4.5%的打浆液进行打浆，得到偶合组分溶液X，待用。在配料釜A1中加入380kg的亚硝酰硫酸（质量百分含量为28%），660kg的硫酸，开启冷冻盐水，控制釜内温度在0℃～5℃，缓慢绞入2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺200kg进行混合配成引发剂，配毕，开启2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺（重氮组分）、硫酸和亚硝酰硫酸进料阀门，三者分别计量控制为300kg/h、990kg/h、570kg/h进行自动连续进料，混合物料从溢流口流至管式反应器G1中进行反应，经极性电压控制系统检测反应完成后，反应物料（重氮化合物溶液）流至中转釜D1。当反应物料经极性电压控制系统检测，读数显示未达到反应终点且两相邻的极性电压控制系统读数变化小于设定的值时，则关闭泵P1、P2、P3，开启泵P4，将反应物料泵回配料釜A1，并通过调节泵P1、P2、P3进行重新配料。恢复正常后，关闭泵P4，开启泵P1、P2、P3，恢复正常生产。

中转釜D1中的2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺重氮化后的化合物溶液与N,N-二乙基-3-乙酰氨基苯胺偶合组分溶液X通过计量泵P5、P6分别以1860kg/h和6262kg/h的流量连续泵入配料釜A2中进行配料，控制2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺重氮化后的化合物与N,N-二乙基-3-乙酰氨基苯胺偶合组分的摩尔比为1:1.02。

配料釜A2中的物料经溢流口流至管式偶合反应器G2中进行反应，温度控制在8±2℃。偶合反应物料经电位测定控制系统检测反应完成后，反应物料流至中转釜D2。中转釜D2内的偶合反应物料经泵P8转至转晶釜Y，控制转晶温度60±2℃。转晶后物料进入压滤机，经压滤、洗涤，得到分散蓝183:1染料滤饼。滤饼母液水、洗涤水分别泵至母液水、洗涤水储槽，经调节酸的质量百分数后循环套用。

采用上述连续生产染料的方法和装置来制备分散蓝183:1染料滤饼，实现了多点精确自动控制，生产周期为12小时，产品质量合格率为100%。与一般连续化生产工艺相比，此染料的生产周期缩短了15%。

实施例3：

在偶合组分打浆锅中放入2050kg的3-（N,N-二烯丙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺，用20000kg硫酸质量百分数为6%的打浆液进行打浆，得到偶合组分溶液X，待用。

在配料釜A1中加入690kg的亚硝酰硫酸（质量百分含量为28%），开启冷冻盐水，控制釜内温度在20℃～30℃，缓慢绞入2,4-二硝基-6-溴苯胺330kg进行混合配制成引发剂，配毕，开启2,4-二硝基-6-溴苯胺（重氮组分）、亚硝酰硫酸进料阀门，二者分别计量控制为495kg/h、1035kg/h进行连续进料，混合物料从溢流口流至管式反应器G1中进行反应，经极性电压控制系统检测反应完成后，重氮化合物溶液流至中转釜D1，经计量泵P5泵至配料釜A2。

中转釜D1内的2,4-二硝基-6-溴苯胺重氮化后的化合物溶液与3-（N,N-二烯丙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺偶合组分溶液X分别以1530kg/h和6615kg/h的流量连续泵入配料釜A2，控制重氮化合物与偶合组分的摩尔比为1:1.04。

配料釜A2中的物料经溢流口流至管式反应器G2中进行反应，温度控制在0±2℃。偶合反应物料流经电位测定控制系统检测反应完成后，物料流至中转釜D2；当偶合反应物料经电位检测控制系统检测，读数显示未达到反应终点且两相邻的电位检测控制系统读数变化小于设定的值时，则关闭泵P5、P6，开启泵P7，将偶合反应物料泵回至配料釜A2，通过调节P5、P6进行重新配料。恢复正常后，关闭泵P7，开启泵P5、P6，恢复正常生产。

偶合反应完成的物料流至中转釜D2内，经泵P8转至转晶釜Y，控制转晶温度50±2℃。转晶后物料进入压滤机，经压滤、洗涤，得到分散蓝291:1染料滤饼。滤饼母液水、洗涤水分别泵至母液水、洗涤水储槽，经调节酸的质量百分数后进行循环套用。

采用上述连续生产染料的方法和装置来制备分散蓝291:1染料滤饼，实现了多点精确自动控制，产品质量的合格率为100%。与一般连续化生产工艺相比，此染料的生产周期缩短了20%，能源消耗大幅下降，降低了生产成本。

Claims (36)

1.一种染料自动控制连续生产方法，所述方法包括将反应原料按照规定的比例连续供料至管式反应器中进行反应并连续出料，其特征在于，在管式反应器上设置多个反应状态检测装置，当反应物料经过反应状态检测装置时，反应状态检测装置对反应状态进行检测，如果经检测确定反应已经完成，则将反应物料转至下一工序；如果经检测确定反应尚未完成，则反应物料进入下游管式反应器继续进行反应。

2.如权利要求1所述的染料自动控制连续生产方法，所述方法包括将反应原料按照规定的比例连续供料至配料釜进行配料，配料釜中所配的物料连续供料至管式反应器中进行反应并连续出料，其特征在于，在管式反应器上设置多个反应状态检测装置，当反应物料经过反应状态检测装置时，反应状态检测装置对反应状态进行检测，如果经检测确定反应已经完成，则将反应物料转至下一工序；如果经检测确定反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式反应器继续进行反应；如果经检测确定反应尚未完成，且反应物料出现配料异常，则将反应物料返回至配料釜进行重新配料。

3.如权利要求1或2所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，所述的反应状态检测装置设置在管式反应器上的反应终点附近区域。

4.如权利要求1～3任一项所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，所述反应状态检测装置在管式反应器上的设置分布为在反应物料流向上前疏后密。

5.如权利要求1～4任一项所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于所述反应状态检测装置设置间距为反应器中反应物料流动10min～30min所经过的距离。

6.如权利要求2～5任一项所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，所述反应状态检测装置为极性电压控制系统或电位测定控制系统，极性电压控制系统和电位测定控制系统分别由检测的电压和电位确定反应状态，反应物料出现配料异常的检测方法为：当反应状态检测装置的电位或电压读数没有达到反应终点读数，且该反应状态检测装置的电位或电压读数与前一反应状态检测装置的电位或电压读数相比，数值变化小于设定的值，则确定为反应物料出现配料异常。

7.如权利要求6所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，所述极性电压控制系统或电位测定控制系统的电极材料为选自Au、Pt、Ag、Sb、Mo、Cr、石墨的一种或其合金。

8.如权利要求1～7任一项所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，是偶氮染料的自动控制连续生产方法，包括偶合反应步骤，偶合反应由设置在管式偶合反应器上的多个电位测定控制系统进行监控。

9.如权利要求8所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，包括：

将重氮化合物溶液与偶合组分溶液通过计量装置按照规定的比例连续供至配料釜中进行配料；

配料釜内的物料流至管式偶合反应器中进行偶合反应，控制偶合反应温度在-10℃～20℃；

偶合反应物料经作为反应状态检测装置的电位测定控制系统检测，若反应完成，则流至中转釜；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式偶合反应器继续进行反应；如果反应尚未完成，且所述电位测定控制系统的电位读数与前一电位测定控制系统的电位读数相比，数值变化小于设定的值，则将反应物料返回至配料釜，通过调节各计量装置进行重新配料；

将中转釜内偶合反应物料转入转晶釜中进行转晶，控制转晶温度为40℃～70℃；

将转晶后的物料供料至压滤机进行压滤、水洗，得到染料滤饼。

10.如权利要求9所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，在偶合反应步骤中，将原料物料重氮化合物溶液和偶合组分溶液的流量以及冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，包括设置温度上下限值，当反应温度高于上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

11.如权利要求9或10所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，所述的重氮化合物与偶合组分的摩尔比为1:0.95～1.05。

12.如权利要求9～11任一项所述的染料自动控制连续生产方法，其中对压滤所产生的母液水、水洗所产生的洗涤水进行分类收集回收，配制成打浆液，控制打浆液中酸的质量百分数为2～15%，用于偶合组分溶液的配制。

13.如权利要求8～12任一项所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，所述方法还包括重氮化反应步骤，重氮化反应由多个极性电压控制系统进行监控。

14.如权利要求13所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，重氮化反应步骤包括：

将重氮组分、亚硝酰硫酸和任选的酸通过计量装置按照规定的比例连续进料至配料釜中进行配料；

配料釜内的物料流至管式重氮化反应器中，控制重氮化反应温度为-10℃～30℃；

重氮化反应物料经极性电压控制系统检测，若反应完成，则流至中转釜；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式重氮化反应器继续进行反应；如果反应尚未完成，且出现配料异常，则将反应物料返回至配料釜，通过调节各计量装置进行重新配料；

中转釜内的重氮化合物溶液作为偶合反应的原料，用于后续的偶合反应。

15.如权利要求14所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，在重氮化反应步骤中，将原料物料重氮组分、任选的酸和亚硝酰硫酸的流量以及冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，包括设置温度上下限值，当反应温度高于上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

16.如权利要求14或15所述的染料自动控制连续生产方法，其中所述重氮组分、亚硝酰硫酸、任选的酸的摩尔比为1:1.0～1.1:0～8。

17.如权利要求8～16任一项所述的连续生产染料的方法，其特征在于所述配料釜材质为钛或不锈钢，配料釜的温度通过冷却夹套和管内列管式冷凝器这双重冷却装置进行控制。

18.如权利要求8～17任一项所述的染料自动控制连续生产方法，其特征在于，配料釜设有溢流口，配料釜内的物料通过溢流口溢出，所述溢流口处设有振动过滤器，所述振动过滤器的过滤网孔径为5～40目，所述振动过滤器的过滤网材料为选自钛、不锈钢、玻璃纤维、炭纤维、氟塑料中的任一种。

19.如权利要求8～18任一项所述的染料自动控制连续生产方法，其中所述管式反应器材料采用钛或不锈钢，管内温度通过冷却夹套和管内列管式冷凝器这双重冷却装置进行控制。

20.权利要求1～19任一项所述的染料自动控制连续生产方法，其通过DCS控制系统进行自动控制。

21.一种染料自动控制连续生产装置，其特征在于包括原料供给装置、计量装置、管式反应器、管式反应器上设置的多个反应状态检测装置，在所述染料自动控制连续生产装置运行时，运行过程包括：反应原料按照规定的比例连续供料至管式反应器中进行反应并连续出料，其中当反应物料经过反应状态检测装置时，反应状态检测装置对反应状态进行检测，如果经检测确定反应已经完成，则将反应物料转至下一工序；如果经检测确定反应尚未完成，则反应物料进入下游管式反应器继续进行反应。

22.如权利要求21所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于，所述染料自动控制连续生产装置还包括配料釜，在所述染料自动控制连续生产装置运行时，运行过程包括：反应原料按照规定的比例连续供料至配料釜进行配料，配料釜中所配的物料连续供料至管式反应器中进行反应并连续出料，其中，当反应物料经过反应状态检测装置时，反应状态检测装置对反应状态进行检测，如果经检测确定反应已经完成，则将反应物料转至下一工序；如果经检测确定反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式反应器继续进行反应；如果经检测确定反应尚未完成，且反应物料出现配料异常，则将反应物料返回至配料釜进行重新配料。

23.如权利要求21或22所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于，所述的反应状态检测装置设置在管式反应器上的反应终点附近区域。

24.如权利要求21～23任一项所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于，所述反应状态检测装置在管式反应器上的设置分布为在反应物料流向上前疏后密。

25.如权利要求21～24任一项所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于，所述反应状态检测装置为极性电压控制系统或电位测定控制系统。

26.如权利要求25所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于，所述极性电压控制系统或电位测定控制系统的电极材料为选自Au、Pt、Ag、Sb、Mo、Cr、石墨的一种或其合金。

27.如权利要求21～26任一项所述的染料自动控制连续生产装置，其是偶氮染料的自动控制连续生产装置，包括偶合反应部分，所述偶合反应部分包括管式偶合反应器和设置在所述管式偶合反应器上的作为反应状态检测装置的电位测定控制系统。

28.如权利要求27所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于，所述偶合反应部分包括：原料供给装置、计量装置、配料釜、管式偶合反应器、设置在管式偶合反应器上的电位测定控制系统、冷却装置、温度监控装置、中转釜、转晶釜和压滤机，在所述染料自动控制连续生产装置运行时，偶合反应部分运行过程包括：

重氮化合物溶液与偶合组分溶液通过计量装置按照规定的比例连续供至配料釜中进行配料；

配料釜内的物料流至管式偶合反应器中进行偶合反应；

偶合反应物料经电位测定控制系统检测，若反应完成，则流至中转釜；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式偶合反应器继续进行反应；如果反应尚未完成，且出现配料异常，则将反应物料返回至配料釜，通过调节各计量装置进行重新配料；

中转釜内的偶合反应物料转入转晶釜中进行转晶；

转晶后的物料供料至压滤机进行压滤、水洗。

29.如权利要求28所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于，对偶合反应部分的计量装置、冷却装置、温度监控装置进行联动控制，从而在运行时将原料供给装置中原料物料重氮化合物溶液和偶合组分溶液的流量以及冷却装置中冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，控制过程包括设置温度上下限值，当反应温度高于上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

30.如权利要求27～29任一项所述的染料自动控制连续生产装置，还包括重氮化反应部分，所述重氮化反应部分包括管式重氮化反应器和设置在所述管式重氮化反应器上的作为反应状态检测装置的极性电压控制系统。

31.如权利要求30所述的染料自动控制连续生产装置，所述重氮化反应部分包括原料供给装置、计量装置、配料釜、管式重氮化反应器、设置在管式重氮化反应器上的极性电压控制系统、冷却装置、温度监控装置、中转釜，在所述染料自动控制连续生产装置运行时，重氮化反应部分的运行过程包括：

重氮组分、亚硝酰硫酸和任选的酸通过计量装置按照规定的比例连续进料至配料釜中进行配料；

配料釜内的物料流至管式重氮化反应器中进行重氮化反应；

重氮化反应物料经极性电压控制系统检测，若反应完成，则流至中转釜；若反应尚未完成，且反应物料没有出现配料异常，则反应物料进入下游管式重氮化反应器继续进行反应；如果反应尚未完成，且所述极性电压控制系统的电压读数与前一极性电压控制系统的电压读数相比，数值变化小于设定的值，则将反应物料返回至配料釜，通过调节各计量装置进行重新配料；

中转釜作为偶合反应的原料供给装置之一将其中的重氮化合物溶液供至后续的偶合反应。

32.如权利要求31所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于，对重氮化反应部分的计量装置、冷却装置、温度监控装置进行联动控制，从而在运行时将原料供给装置中原料物料重氮组分、亚硝酰硫酸和任选的酸的流量以及冷却装置中冷却介质的流量与反应温度进行联锁控制，控制过程包括设置温度上下限值，当反应温度高于上限值时，按比例调小或者关闭各原料物料流量，同时调大冷却介质的流量，当反应温度低于下限值时，则调小冷却介质的流量，直至反应温度处于上下限范围内。

33.如权利要求22～32任一项所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于所述配料釜材质为钛或不锈钢，配料釜温度由温度控制器通过冷却夹套和管内列管式冷凝器这双重冷却装置进行控制。

34.如权利要求22～33任一项所述的染料自动控制连续生产装置，其特征在于，所述配料釜设有溢流口，配料釜内的物料通过溢流口溢出，所述溢流口处设有振动过滤器，所述振动过滤器的过滤网孔径为5～40目，所述振动过滤器的过滤网材料为选自钛、不锈钢、玻璃纤维、炭纤维、氟塑料中的任一种。

35.如权利要求21～34任一项所述的染料自动控制连续生产装置，其中所述管式反应器材料采用钛或不锈钢，管内温度通过冷却夹套和管内列管式冷凝器这双重冷却装置进行控制。

36.如权利要求21～34任一项所述的染料自动控制连续生产装置，其通过DCS控制系统进行自动控制。

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