CN104496859A - 一种连续硝化制备clt酸硝化物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，采用4-5级串联釜式连续硝化反应器，连续硝化时采用硝酸和CLT酸氯化物料的硫酸溶液同时进料方式，硝酸和CLT酸氯化物料按配比同时打入第一级硝化釜内，硝酸和氯化物料在第一级硝化釜内混合后开始反应，未反应完成的物料溢流至后面的3-4级串联反应釜继续反应，从最后一级反应器中出来的物料经过液相色谱分析合格后进入下一个工序。采用该方法连续硝化制备CLT酸硝化物时，反应釜体积较小，反应稳定性好，产品选择性高，副产物大大降低。

Description

一种连续硝化制备CLT酸硝化物的方法

技术领域

本发明涉及有机颜料中间体的合成领域，具体涉及一种连续硝化制备CLT酸硝化物的方法。

背景技术

CLT酸又名2-氨基-4-甲基-5-氯苯磺酸，是一种重要的红色有机颜料中间体，主要用于制造有机颜料金光红C、橡胶大红LG和立索尔大红2G等，其广泛用于配制油墨、油漆和涂料、以及塑料和橡胶的着色。目前国内外采用的CLT酸合成方法基本上是甲苯磺化法，即甲苯经磺化、氯化、硝化、还原、酸析、压滤和干燥后得到CLT酸成品。

对于CLT酸的硝化工艺，目前国内外普遍采用的是间歇式硝化工艺，劳动强度较大，不但反应中会有大量硝酸尾气需要吸收处理，而且副产物的含量较高。

由于CLT酸是一种重要的红色有机颜料中间体，为了该产品的可持续发展，提高产品收率，节约能源降低生产成本，因此开发出一种釜式连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，代替目前比较传统的间歇式釜式反应方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，同传统的间歇式釜式反应法相比较，提高了产品的收率，减少副反应，节约能源，降低生产成本。

一种连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，包括：采用多级串联的硝化反应釜为反应装置，通过计量装置将硝酸和CLT酸氯化物(4-甲基-5-氯苯磺酸)的硫酸溶液分别连续地打入到第一级硝化釜，控制反应温度在40-60℃中进行硝化反应，上一级的硝化反应釜出料溢流至下一级硝化反应釜中继续硝化，末级硝化反应釜出料检测合格后作为CLT酸硝化物进入硝化物贮槽。

本发明中，通过将传统的CLT的间歇式釜式反应法替换成连续式反应法，反应过程更加稳定，明显地提高了产物中的CLT酸主体硝化物(2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸)的含量；同时，采用该连续式方法，提高了反应效率。

本发明提供的连续硝化制备CLT酸硝化物方法的化学反应方程式如下：

作为优选，所述的硝酸的质量百分比为98％。

作为优选，所述的CLT酸氯化物的硫酸溶液中CLT酸氯化物的质量百分比浓度为40-80％，用于配置硫酸溶液的硫酸的质量百分比浓度为70-90％。

作为优选，所述的硝酸与所述的CLT酸氯化物的摩尔比为1.0-1.1：1。

在连续式反应中，为了控制最后得到的CLT酸硝化物的产品质量，在收集之前可以对产物进行检测，作为优选，所述的末级硝化反应釜与硝化物贮槽之间设有反应液接收槽，所述的反应液接收槽带有取样口；

反应进行时，从所述取样口取样检测，若反应合格，则物料直接进入硝化物贮槽；

若反应不合格，则物料返回到第一级硝化釜继续进行硝化。

作为进一步的优选，取样检测时，当所述的CLT酸主体氯化物的HPLC含量≤0.1％并且CLT酸主体硝化物HPLC含量≥93％时，反应合格。

作为进一步的优选，所述的硝化反应釜的串联级数为4～5级，此时，反应物料经过串联的硝化反应釜反应后，反应能够反应完全。

为了进一步提高反应CLT酸氯化物的转化率，可以在连续式反应的中间段补加硝酸，作为优选，第二级硝化反应釜至末级硝化反应釜上各自独立地设有用于补加硝酸的补料口。

在硝化反应的起始阶段，更容易生成其他的硝化副产物，作为进一步的优选，进入第一级硝化反应釜的硝酸的质量百分比浓度为95％，该硝酸与所述CLT酸氯化物的摩尔比为1.2：1；

加入到第二级硝化反应釜至末级硝化反应釜中的硝酸的质量百分比浓度为98％，每次加入的硝酸与所述的CLT酸氯化物的摩尔比为0.1：1，CLT酸氯化物不用添加，此时，可以进一步提高反应的选择性，提高主产物的含量。

同时，适当降低起始反应的温度，也能提高主产物的含量，作为进一步的优选，第一级硝化反应釜中的硝化反应的温度为40～50℃；

第二级硝化反应釜至末级硝化反应釜中的硝化反应的温度为55～60℃。

同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

通过采用连续釜式反应器进行CLT酸氯化物的硝化反应，提高了反应的转化率，降低了副反应的含量，同时，提高了反应效率，降低了总体的反应成本。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明不限于此。

实施例1

在5台串联的3L硝化反应釜内，打开硝酸和CLT酸氯化物料进料阀门，同时开启硝酸和CLT酸氯化物料计量泵，按配比将95％硝酸和重量百分比为50％的4-甲基-5-氯苯磺酸(CLT酸氯化物)的硫酸溶液(由50重量份的4-甲基-5-氯苯磺酸与50重量份的90％硫酸配置而成)同时打入第一级硝化釜内，打开硝酸和CLT酸氯化物料进料阀门，同时开启硝酸和CLT酸氯化物料计量泵，将硝酸和CLT酸氯化物料同时打入第一级硝化釜内，硝酸按1170g/h进料，CLT酸氯化物料按4500g/h进料，开始进行连续硝化反应；反应过程中控制反应温度在55～60℃之间，在第一级硝化反应器内未完成反应的硝化物料会溢流至后面的4级串联反应釜继续反应，硝化反应在第五级内进行完成后，CLT酸硝化物料流入贮槽内贮存，准备进入下一个工序。

在连续硝化反应过程中，连续进料3小时后，开始每隔2小时从反应液接收槽入口处取样，进行液相色谱分析，此次实验时间为12小时，具体实验数据见下表：

实施例2

在5台串联的3L硝化反应釜内，打开硝酸和CLT酸氯化物料进料阀门，同时开启硝酸和CLT酸氯化物料计量泵，按配比将95％硝酸和重量百分比为50％的4-甲基-5-氯苯磺酸(CLT酸氯化物)的硫酸溶液(由50重量份的4-甲基-5-氯苯磺酸与50重量份的90％硫酸配置而成)同时打入第一级硝化釜内，打开硝酸和CLT酸氯化物料进料阀门，同时开启硝酸和CLT酸氯化物料计量泵，将硝酸和CLT酸氯化物料同时打入第一级硝化釜内，硝酸按870g/h进料，CLT酸氯化物料按4500g/h进料，开始进行连续硝化反应；反应过程中控制反应温度在40-50℃之间，在第一级硝化反应器内未完成反应的硝化物料会溢流至后面的4级串联反应釜继续反应，后面的4级串联反应釜温度为55～60℃，同时，分别向第二级至第五级反应釜中用计量泵加入98％的硝酸，硝酸的按75g/h进料，硝化反应在第五级内进行完成后，CLT酸硝化物料流入贮槽内贮存，准备进入下一个工序。

在连续硝化反应过程中，连续进料3小时后，开始每隔2小时从反应液接收槽入口处取样，进行液相色谱分析，此次实验时间为12小时，具体实验数据见下表：

该结果表明，采用连续法生产时，通过分段加料和控制分段反应的温度，可以进一步提高反应的选择性，减少副产物的含量。

Claims (10)

1.一种连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，包括：采用多级串联的硝化反应釜为反应装置，通过计量装置将硝酸和CLT酸氯化物的硫酸溶液分别连续地打入到第一级硝化釜，控制反应温度在40-60℃中进行硝化反应，上一级的硝化反应釜出料溢流至下一级硝化反应釜中继续硝化，末级硝化反应釜出料检测合格后作为CLT酸硝化物进入硝化物贮槽。

2.根据权利要求1所述的连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，所述的硝酸的质量百分比为98％。

3.根据权利要求1所述的连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，所述的CLT酸氯化物的硫酸溶液中CLT酸氯化物的质量百分比浓度为40-80％，用于配置硫酸溶液的硫酸的质量百分比浓度为70-90％。

4.根据权利要求1所述的连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，所述的硝酸与所述的CLT酸氯化物的摩尔比为1.0-1.7：1。

5.根据权利要求1所述的连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，所述的末级硝化反应釜与硝化物贮槽之间设有反应液接收槽，所述的反应液接收槽带有取样口；

反应进行时，从所述取样口取样检测，若反应合格，则物料直接进入硝化物贮槽；

若反应不合格，则物料返回到第一级硝化釜继续进行硝化。

6.根据权利要去5所述的连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，取样检测时，当所述的CLT酸主体氯化物的HPLC含量≤0.1％并且CLT酸主体硝化物HPLC含量≥93％时，反应合格。

7.根据权利要求1所述的连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，所述的硝化反应釜的串联级数为4～5级。

8.根据权利要求7所述的连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，第二级硝化反应釜至末级硝化反应釜上各自独立地设有用于补加硝酸的补料口。

9.根据权利要求8所述的连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，进入第一级硝化反应釜的硝酸的质量百分比浓度为95％，该硝酸与所述CLT酸氯化物的摩尔比为1.2：1；

加入到第二级硝化反应釜至末级硝化反应釜中的硝酸的质量百分比浓度为98％，每次加入的硝酸与所述的CLT酸氯化物的摩尔比为0.1：1。

10.根据权利要求9所述的连续硝化制备CLT酸硝化物的方法，其特征在于，第一级硝化反应釜中的硝化反应的温度为40～50℃；

第二级硝化反应釜至末级硝化反应釜中的硝化反应的温度为55～60℃。