CN105367428B - 一种2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺 - Google Patents

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Abstract

一种2,4‑二硝基‑6‑氯苯胺的合成工艺,所述工艺包括:(1)将2,4‑二硝基苯胺分散于盐酸和催化剂中进行打浆,其中盐酸的质量分数为1‑8%;(2)往步骤(1)的打浆物料中通入氯气进行氯化反应;(3)往步骤(2)的反应液中加入氯酸钠溶液继续进行氯化反应,其中氯酸钠溶液的质量分数为20%~40%;(4)将步骤(3)得到的反应液过滤,滤饼洗至pH值6.0~7.0,母液返回到步骤(1)中作为盐酸和催化剂循环套用,直至母液中氯化钠浓度达到饱和时,将母液排入废水处理系统;其中2,4‑二硝基苯胺、氯气、氯酸钠的摩尔比为1:(0.2~0.8):(0.06~0.3)。本发明工艺收率高,得到的产品纯度高,并且成本低,母液可循环套用批数多,废水排放量减少,节能减排效益显著。

Description

一种2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺
(一)技术领域
本发明涉及一种2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺。
(二)背景技术
2,4-二硝基-6-氯苯胺是分散染料的重要中间体,国内外用量都较大。其生产方法一般以2,4-二硝基苯胺为原料,经氯化而得。氯化剂主要有:(1)次氯酸钠;(2)氯酸钠;(3)氯气。
(1)用次氯酸钠作为氯化剂,在盐酸介质中进行氯化反应,该方法生产过程较繁杂,反应过程有副产物产生,产品质量差,色泽深,氯化时间较长,设备生产率较低,且后处理比较麻烦。
(2)用氯酸钠作为氯化剂,在盐酸介质中进行氯化反应,该方法产品纯度超过98%,反应时间较短,单位时间产量高,生产工艺稳定,是一种比较好的生产方法。但是需要大量的盐酸,并且废水中含有较多的氯化钠,不利于废水处理,母液套用较少,整体废水量较大。
(3)使用氯气作为氯化剂,可以在水介质中有氯化铁存在下通入氯气进行氯化反应,或是在醋酸介质中通入氯气进行氯化反应。在水介质中有氯化铁存在下通入氯气进行氯化反应,该方法生产原料成本较低,但产品杂质含量高熔点低,产品含量低,而且要求2,4-二硝基苯胺研磨的非常细,反应时间长,设备生产率不高;在醋酸介质中通入氯气进行氯化反应,该方法工艺过程比较简单,产品晶形较好,色泽好,产品纯度高,收率也较好,但需对醋酸进行再生,相对地需增加较大的生产成本。
专利CN103539680A中介绍一种清洁生产工艺,是将2,4-二硝基苯胺在盐酸环境下先用与氯气进行氯化反应,再与氯酸钠进行氯化反应,母液循环套用。由于该专利中使用盐酸的浓度较高,成本高,且母液可循环批数少,母液废水含酸量高,此外滤饼中含酸量也高,水洗时用水量多,同时也增加了废水排放量。
(三)发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,该工艺收率高,得到的产品纯度高,并且采用低浓度盐酸,成本低,母液可循环套用批数多,废水排放量减少,节能减排效益显著。
本发明采用的技术方案如下:
一种2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,所述工艺包括:
(1)将2,4-二硝基苯胺分散于盐酸和催化剂中进行打浆,其中盐酸的质量分数为1-8%;催化剂为十二烷基苯磺酸钠、4-二甲氨基吡啶、分散剂MF中的一种或两种以上混合物;
(2)往步骤(1)的打浆物料中通入氯气进行氯化反应;
(3)往步骤(2)的反应液中加入氯酸钠溶液继续进行氯化反应,其中氯酸钠溶液的质量分数为20%~40%;
(4)将步骤(3)得到的反应液过滤,滤饼洗至pH值6.0~7.0,母液返回到步骤(1)中作为盐酸和催化剂循环套用,直至母液中氯化钠浓度达到饱和时,将母液排入废水处理系统;
上述步骤中,2,4-二硝基苯胺、氯气、氯酸钠的摩尔比为1:(0.2~0.8):(0.06~0.3)。
进一步,所述步骤(1)中2,4-二硝基苯胺可先均化、剪切或磨碎成细小颗粒,盐酸的质量分数优选为1~6%。
进一步,所述步骤(1)中,2,4-二硝基苯胺、盐酸、催化剂的质量比优选为1:(3~5.9):(0.004~0.01),更优选为1:(3~4.9):(0.004~0.01)。
进一步,上述步骤中,优选控制2,4-二硝基苯胺、氯气、氯酸钠的摩尔比为1:(0.4~0.7):(0.1~0.26)。
进一步,所述步骤(1)中,打浆温度为25℃~35℃。
进一步,所述步骤(2)中,控制氯化温度为25℃~40℃,氯化时间为2~8小时,此时,可以使氯气基本上消耗完。
进一步,所述步骤(3)中,控制氯化温度为50℃~65℃,氯化时间为2~6小时。
进一步,所述步骤(3)中,优选氯酸钠溶液的质量分散为25%~35%。
进一步,所述步骤(4)中,可以用水或碱液将滤饼洗至pH值6.0~7.0,优选用液碱洗。
本发明所涉及的化学反应方程式如下:
与现有技术相比,本发明所述的2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,其有益效果体现在:(1)采用低浓度盐酸,用酸量小,成本低,并且反应液过滤后的滤饼中含酸量也低,洗时用水或碱量少,同时也减少废水排放量;(2)过滤后母液中的氯化钠含量低,母液中的盐酸和催化剂返回继续循环套用的次数大幅增加,资源得到充分利用,最后不能再循环套用的母液废水中含酸量较少,节能减排效益显著。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
在带有搅拌器、温度计的500ml的三口烧瓶中加入5%的盐酸350g和0.4g的4-二甲氨基吡啶,搅拌15min;搅拌时间到后加入研磨细的2,4-二硝基苯胺73.2g,在25℃打浆1h后,缓慢的通入氯气14.2g,通氯气时间控制在2~3h,通氯温度控制在30~35℃,氯气通毕后升温到55℃开始滴加27%的氯酸钠溶液34.18g,滴加时间为1h,反应温度控制在55~60℃,滴加完毕后保温2h,然后过滤,滤饼用2%的液碱洗至中性,得到6-氯-2,4-二硝基苯胺,纯度97.5%,收率95.6%,母液收集套用到下一批反应中,按照上述步骤操作,母液连续套用15批时,母液中氯化钠浓度达到饱和,将母液排入公司废水处理系统。产品平均纯度在96.5%,平均收率在95.8%。
实施例2
在带有搅拌器、温度计的500ml的三口烧瓶中加入6%的盐酸350g和0.4g的十二烷基苯磺酸钠,搅拌15min;搅拌时间到后加入研磨细的2,4-二硝基苯胺73.2g,在25℃打浆1h后,缓慢的通入氯气11.36g,通氯气时间控制在2~3h,通氯温度控制在35~40℃,氯气通毕后升温到50℃开始滴加27%的氯酸钠溶液39.96g,滴加时间为1h,反应温度控制在50~55℃,滴加完毕后保温2h,然后过滤,滤饼用2%的液碱洗至中性,得到6-氯-2,4-二硝基苯胺,纯度96.5%,收率95.8%,母液收集套用到下一批反应中,按照上述步骤操作,母液连续套用15批时,母液中氯化钠浓度达到饱和,将母液排入公司废水处理系统。产品平均纯度在97.2%,平均收率在96.4%
实施例3
在带有搅拌器、温度计的500ml的三口烧瓶中加入3%的盐酸350g和0.4g的分散剂MF,搅拌15min;搅拌时间到后加入2,4-二硝基苯胺54.9g。在30℃打浆1h后,缓慢的通入氯气12.78g,通氯气时间控制在2~3h,通氯温度控制在30~35℃,氯气通毕后升温到55℃开始滴加质量百分比浓度为27%的氯酸钠溶液20.19g,滴加时间为1h,反应温度控制在55~60℃,滴加完毕后保温2h,然后过滤,滤饼用水洗至中性,得到6-氯-2,4-二硝基苯胺,纯度96.3%,收率96.0%,母液收集套用到下一批反应中,按照上述步骤操作,母液连续套用15批时,母液中氯化钠浓度达到饱和,将母液排入公司废水处理系统。产品平均纯度在96.1%,平均收率在95.6%。
对比例1
按CN103539680A实施例1中所述的操作步骤制备6-氯-2,4-二硝基苯胺,母液收集下批全部套用,母液连续套用10批时,母液中氯化钠浓度达到饱和,将母液排入废水处理系统。
本发明实施例3与对比例1中母液循环套用至氯化钠浓度达到饱和时,比较母液可套用批数,滤饼洗涤用水量,母液废水量等情况,结果如下表:
从上表可知,本发明实施例3比CN103539680A实施例1:母液可循环套用批数增加50%,提高资源利用率,同时也降低生产成本;母液废水中含酸度减少66.67%,含酸量大幅减少,减少废水处理成本;每批洗涤滤饼时用水量减少52.63%,每批母液废水量减少32.45%,每批废水排放总量减少50.82%,减少用水量及废水量,节能减排效益显著。

Claims (8)

1.一种2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,所述工艺包括:
(1)将2,4-二硝基苯胺分散于盐酸和催化剂中进行打浆,其中盐酸的质量分数为1-6%;催化剂为分散剂MF;2,4-二硝基苯胺、盐酸、催化剂的质量比为1:(3~5.9):(0.004~0.01)
(2)往步骤(1)的打浆物料中通入氯气进行氯化反应;
(3)往步骤(2)的反应液中加入氯酸钠溶液继续进行氯化反应,其中氯酸钠溶液的质量分数为20%~40%;
(4)将步骤(3)得到的反应液过滤,滤饼洗至pH值6.0~7.0,母液返回到步骤(1)中作为盐酸和催化剂循环套用,直至母液中氯化钠浓度达到饱和时,将母液排入废水处理系统;
上述步骤中,2,4-二硝基苯胺、氯气、氯酸钠的摩尔比为1:(0.2~0.8):(0.06~0.3)。
2.如权利要求1所述的2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,其特征在于:所述步骤(1)中,2,4-二硝基苯胺、盐酸、催化剂的质量比为1:(3~4.9):(0.004~0.01)。
3.如权利要求1或2所述的2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,其特征在于:控制2,4-二硝基苯胺、氯气、氯酸钠的摩尔比为1:(0.4~0.7):(0.1~0.26)。
4.如权利要求1或2所述的2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,其特征在于:所述步骤(1)中,打浆温度为25℃~35℃。
5.如权利要求1或2所述的2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,其特征在于:所述步骤(2)中,控制氯化温度为25℃~40℃,氯化时间为2~8小时。
6.如权利要求1或2所述的2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,其特征在于:所述步骤(3)中,控制氯化温度为50℃~65℃,氯化时间为2~6小时。
7.如权利要求1或2所述的2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,其特征在于:所述步骤(3)中,氯酸钠溶液的质量分散为25%~35%。
8.如权利要求1或2所述的2,4-二硝基-6-氯苯胺的合成工艺,其特征在于:所述步骤(4)中,用水或碱液将滤饼洗至pH值6.0~7.0。
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