CN105348847B

CN105348847B - 一种染料的连续偶合工艺

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Publication number: CN105348847B
Application number: CN201510780757.1A
Authority: CN
Inventors: 叶华明; 陈伟东; 李茂�
Original assignee: Zhejiang Run Tu Research Institute Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Run Tu Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2017-10-10
Anticipated expiration: 2035-11-13
Also published as: CN105348847A

Abstract

本发明公开了一种染料的连续偶合工艺，包括以下步骤：(1)在打浆锅中加入水和乳化剂，然后加入偶合组分进行打浆得到偶合液；(2)将步骤(1)得到的偶合液和预先制备的重氮液分别连续输入数级串联的回路反应器中进行偶合反应得到反应液；(3)步骤(2)得到的反应液进入中控反应锅中进行检测，若偶合反应完全，直接进入转晶锅升温转晶，然后再进行过滤、洗涤得到偶合产品；若偶合反应不完全，则在中控反应锅中继续反应至反应完全。该偶合工艺通过多级反应器和外循环换热器结合换热来达到有效的控温效果，以保证偶合生产的稳定性、均匀性和可控性，从而实现染料商品的质量稳定。

Description

一种染料的连续偶合工艺

技术领域

本发明属于染料合成领域，具体涉及一种染料的连续偶合工艺。

背景技术

染料行业，60％以上的染料是通过重氮化、偶合反应生产出来的。

目前染料企业所采用的染料合成方法基本上都是间歇式工艺，间歇式工艺的反应锅一般都比较大，尤其对于一些大企业来说，都是100立方及以上的反应锅，这就导致物料不能充分的传质传热，从而会使得产品质量存在不稳定且批次间差别较大的现象。

对此，业内也相继开发出多种连续偶合的方法。

如浙江龙盛集团股份有限公司的公开专利201210257473.0，一种染料连续偶合及能量利用方法；如浙江迪邦化工有限公司的公开专利201410039051.5，一种连续生产染料的方法和装置；浙江迪邦化工有限公司的授权专利201310078687.6，一种连续生产染料的方法和装置。

这些专利都是采用重氮液与偶合液先全部进行混合后，然后通过分级传热来控制反应，因初期的物料混合后会产生大量的热量，这样就有可能导致一个问题，控温不及时，不能有效的达到降温效果，进而影响得到的染料的质量。

发明内容

本发明提供了一种染料的连续偶合工艺，该偶合工艺能够更有效地实现控温，从而达到提高产品的收率和强度的目的。

一种染料的连续偶合工艺，包括以下步骤：

(1)在打浆锅中加入水和乳化剂，然后加入偶合组分进行打浆得到偶合液；

(2)将步骤(1)得到的偶合液和预先制备的重氮液分别连续输入数级串联的回路反应器中进行偶合反应得到反应液；

其中，偶合液从首级回路反应器的入口输入，重氮液从每级回路反应器的入口输入，反应液从末级回路反应器的出口输出；

(3)步骤(2)得到的反应液进入中控反应锅中进行检测，若偶合反应完全，直接进入转晶锅升温转晶，然后再进行过滤、洗涤得到偶合产品；若偶合反应不完全，则在中控反应锅中继续反应至反应完全。

本发明通过多级反应器和外循环换热器结合换热来达到有效的控温效果，保证了偶合生产的稳定性、均匀性和可控性，提高了染料的收率和强度。

本发明中，乳化剂和偶合组分的种类会对反应的收率产生一定的影响，作为优选，步骤(1)中，所述的乳化剂为平平加系列、TX系列、OP系列中的一种或多种；

所述的偶合组分为苯胺类化合物，包括N-乙基-N-氰乙基苯胺、N,N-二乙酰氧乙基间乙酰氨基苯胺、N,N-二乙酰氧乙基-2-甲氧基-4-乙酰氨基苯胺、N,N-二乙基-4-乙酰氨基苯胺、N,N-二烯丙基-2-甲氧基-4-乙酰氨基苯胺、N-氰乙基-N-苄基苯胺、N,N-二氰乙基苯胺等；

所述的水、乳化剂和偶合组分的质量比为1～5：0.02～0.2：1。

根据底物的种类，步骤(1)中，打浆之前可以选择性地加入硫酸。

作为优选，步骤(2)中，所述的重氮液包括邻氯对硝基苯胺重氮盐、2-氰基-4-硝基苯胺重氮盐、2,4-二硝基-6-氯苯胺重氮盐、2,4-二硝基-6-溴苯胺重氮盐、对硝基苯胺重氮盐等；

所述的重氮液中的重氮组分与偶合液中的偶合组分的摩尔比为0.95～1.05：1。

作为优选，步骤(2)中，所述的回路反应器包括反应釜和连通所述反应釜顶端和底端的外循环管路；

所述的外循环管路上设有循环泵和换热器；

所述的反应釜侧壁上开设有偶合液入口，所述的循环管路靠近反应釜的顶端处开设有重氮液入口，在外循环管路上还开设有反应物料出口。

其中，循环泵使物料在外部循环管路和反应釜之间循环，整个回路反应器的温度主要靠换热器进行控制。

作为优选，步骤(2)中，上一级回路反应器的反应物料出口与下一级回路反应器的偶合液入口相连通。此时，首台回路反应器的偶合液入口与混合锅相连通，打浆锅的偶合液从该偶合液入口进入回路反应器系统进行反应；其他回路反应器的偶合液入口与前一级回路反应器的反应物料出口相连通，接收的是前一级回路反应器得到的反应液。

作为优选，步骤(2)中，所述的反应釜中还设有反冲装置，以保证物料能混合的更加充分。作为一个具体的实施方式，反冲装置可以为搅拌叶片。

作为优选，步骤(2)中，所述的回路反应器的级数为2～4级。

作为优选，当回路反应器的反应釜体积为10000～20000L，控制进入首级回路反应器的偶合液与重氮液的物料总速率为3000～7000kg/h，其他回路反应器补加重氮液的速率为500～2000kg/h，可以使反应效率更高，得到的染料的质量更好。当反应体系稳定时，各级回路反应器中的物料保持恒定，即物料的输出速率与输入速率大致相等。

作为优选，步骤(2)中，所述的偶合反应的温度为-2～20℃

作为优选，步骤(3)中，所述中控反应锅为相互串联的2～4个，每一个中控反应锅独立地与转晶锅相连通。

同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：通过多级反应器和外循环换热器结合换热来达到有效的控温效果，以保证偶合生产的稳定性、均匀性和可控性，从而实现染料商品的质量稳定。

附图说明

图1为本发明的偶合工艺的流程图；

图2为本发明的回路反应器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

由图1所示的偶合工艺的流程图可知，该偶合反应包括以下工序：

(1)在打浆锅中加入偶合组分、水和乳化剂进行打浆，得到偶合液；

(2)由打浆锅输出的偶合液进入数级串联的回路反应器进行偶合反应，上级回路反应器得到的粗产品进入下一级回路反应器，每级回路反应器中都补充预先制备好的重氮液；

(3)从最后一级回路反应器输出的物料进入中控反应锅，在中控反应锅中对反应物料进行检测，如果中控反应锅的反应合格，则反应物料进入转晶锅结晶、压滤和洗涤得到成品滤饼；否则，进入终点反应锅继续反应至反应完全，再进入后续步骤。

由图2所示的回路反应器的结构示意图可知，该回路反应器包括反应釜，在反应釜的底部开设有物料出口，在反应釜的顶部和侧壁分别开设有物料进口，在底部的物料出口和顶部的物料进口之间连有外循环管路，在外循环管路上设有循环泵和换热器，循环泵使物料经过外循环管路由反应釜的底部流向反应釜的顶部。

其中，侧壁的物料进口用于加入前一级设备的产品(包括打浆锅得到的偶合液或者前一级回路反应器得到的粗产品)，顶部的物料进口除了接收循环管路的物料之外，还用于加入重氮液，为了便于加料，在顶部的物料入口设有加料管，该加料管为漏斗形，加料管的侧壁带有用于加入重氮液的支管，循环物料从加料管的上部加入。

在反应釜内部还设有反冲装置，用于使加入的物料混合更充分；在反应釜的顶部还设有尾气出口；在外循环管路上设有出料装置，该出料装置可以将部分反应物料从回路反应器输出，进入下一级回路反应器或者后续的中控反应锅。

实施例1

采用3级串联的连续偶合回路反应器，单釜体积17000L，外带冷却夹套，外路换热器换热面积30M²；2级并联的中控反应锅；重氮盐为2-氰基-4-硝基苯胺重氮盐；回路反应器反应停留时间为2h。

将水、TX-10-2和N-乙基-N-氰乙基苯胺加入到打浆锅中，比例为水：TX-10-2：N-乙基-N-氰乙基苯胺质量比为3：0.15:1，控制温度10～15℃；控制重氮盐：偶合组分进料摩尔比为0.99:1，确定一级回路反应器中的偶合组分的打浆液进料速度为1178kg/h、一级回路反应器中的重氮盐的稀释液进料速度为3822kg/h，通过流量计、调节阀及称重模块组合来实现控制，保持反应温度在-2～0℃；一级回路反应器中的反应物料经出口进入到二级回路反应器的粗产品入口，同时二级回路反应器中的重氮盐的稀释液进料速度为1903kg/h，保持反应温度在0～2℃；二级回路反应器中的反应物料经出口进入到三级回路反应器的粗产品入口，同时三级回路反应器中的重氮盐的稀释液进料速度为649kg/h，反应完毕的料经出口，进入中控反应锅1，液位达到80％时，自动切换至中控反应锅2；然后对中控反应锅1进行取样检测，经检测合格后，偶合物料送入转晶锅升温转晶，升温到60℃，保温反应1小时后，进料入压滤机压滤，分三级洗涤，得滤饼。

对比例1

将水、TX-10-2和N-乙基-N-氰乙基苯胺加入到反应锅中，比例为水：TX-10-2：N-乙基-N-氰乙基苯胺质量比为11：0.05:1，控制温度10～15℃，然后加入冰降温到0℃，缓慢加入2-氰基-4-硝基苯胺重氮盐(控制重氮组分与偶合组分的摩尔比为0.99:1)，加完后，保温反应4小时，经取样检测合格后，偶合物料送入转晶锅升温转晶，升温到60℃，保温反应1小时后，进料入压滤机压滤，分三级洗涤，得滤饼。

根据以上工序制得的滤饼结果如下：(同样数量的2-氰基-4-硝基苯胺得到的结果，色光强度以企业标准检测)

指标	实施例1	对比例1	提高比例％
				得量(kg)	1420	1390	2.1％
强度％	450	435	3.4％
				色光	近似	近似

实施例2

采用2级串联的连续偶合回路反应器，单釜体积15000L，外带冷却夹套，外路换热器换热面积30M²；2级并联的中控反应锅；重氮盐为邻氯对硝基苯胺重氮盐；回路反应器反应停留时间为2h。

将水、平平加和N,N-二乙酰氧乙基间乙酰氨基苯胺加入到打浆锅中，比例为水：平平加：N,N-二乙酰氧乙基间乙酰氨基苯胺质量比为1：0.05:1，控制温度10～15℃；控制重氮盐：偶合组分进料摩尔比为1:1，确定一级回路反应器中的偶合组分的打浆液进料速度为486kg/h、一级回路反应器中的重氮液进料速度为4514kg/h，通过流量计、调节阀及称重模块组合来实现控制，保持反应温度在0～4℃；一级回路反应器中的反应物料经出口进入到二级回路反应器的粗产品入口，同时二级回路反应器中的重氮液进料速度为1128kg/h，保持反应温度在4～8℃，反应完毕的料经出口，进入中控反应锅1，液位达到80％时，自动切换至中控反应锅2；然后对中控反应锅1进行取样检测，经检测合格后，偶合物料送入转晶锅升温转晶，升温到40℃，保温反应1小时后，进料入压滤机压滤，分三级洗涤，得滤饼。

对比例2

将水、平平加和N,N-二氰乙基苯胺加入到打浆锅中，比例为水：平平加：N,N-二乙酰氧乙基间乙酰氨基苯胺质量比为1：0.05:1，控制温度10～15℃；将重氮盐加入到反应釜中，然后缓慢滴加控制重氮盐：偶合组分进料摩尔比为1:1，确定一级回路反应器中的偶合组分的打浆液进料速度为486kg/h、一级回路反应器中的重氮液进料速度为4514kg/h，通过流量计、调节阀及称

将重氮盐加入到偶合锅中，然后加入平平加，缓慢滴加N,N-二乙酰氧乙基间乙酰氨基苯胺加入到偶合锅中，比例为平平加：N,N-二乙酰氧乙基间乙酰氨基苯胺质量比为0.05:1，控制重氮盐：偶合组分摩尔比为1:1，控制偶合温度4～8℃，加完后保温反应4小时，经取样检测合格后，偶合物料送入转晶锅升温转晶，升温到40℃，保温反应1小时后，进料入压滤机压滤，分三级洗涤，得滤饼。

根据以上工序制得的滤饼结果如下：(同样数量的邻氯对硝基苯胺得到的结果，色光强度以企业标准检测)

指标	实施例1	对比例1	提高比例％
				得量(kg)	2840	2790	1.8％
强度％	325	320	1.6％
				色光	艳0.1	近似

Claims

1.一种染料的连续偶合工艺，其特征在于，包括以下步骤：

所述的回路反应器包括反应釜和连通所述反应釜顶端和底端的外循环管路；

所述的外循环管路上设有循环泵和换热器；

所述的反应釜侧壁上开设有偶合液入口，所述的循环管路靠近反应釜的顶端处开设有重氮液入口，在外循环管路上还开设有反应物料出口；

所述的反应釜中还设有反冲装置；

2.根据权利要求1所述的染料的连续偶合工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述的乳化剂为平平加系列、TX系列、OP系列中的一种或多种；

所述的偶合组分为苯胺类化合物；

所述的水、乳化剂和偶合组分的质量比为1～3：0.02～0.2：1。

3.根据权利要求1所述的染料的连续偶合工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述的重氮液包括邻氯对硝基苯胺重氮盐、2-氰基-4-硝基苯胺重氮盐、2,4-二硝基-6-氯苯胺重氮盐、2,4-二硝基-6-溴苯胺重氮盐、对硝基苯胺重氮盐；

4.根据权利要求1所述的染料的连续偶合工艺，其特征在于，步骤(2)中，上一级回路反应器的反应物料出口与下一级回路反应器的偶合液入口相连通。

5.根据权利要求1所述的染料的连续偶合工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述的回路反应器的级数为2～4级。

6.根据权利要求1所述的染料的连续偶合工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述的偶合反应的温度为-2～20℃ 。

7.根据权利要求1所述的染料的连续偶合工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述中控反应锅为相互串联的2～4个，每一个中控反应锅独立地与转晶锅相连通。