CN105541672B - 一种染料分散剂mf的清洁生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种染料分散剂MF的清洁生产工艺，包括以下步骤：(1)萘系化合物加浓硫酸进行磺化反应得到磺化料；(2)磺化料冷却后加水水解反应得到水解料；(3)水解料与甲醛进行缩合反应形成缩合料；(4)缩合料加水稀释后再加碱处理，然后过滤得到所述的染料分散剂MF和滤渣；步骤(4)中，所述的碱由碳酸钙和氢氧化钠组成；(5)步骤(4)得到的滤渣与碳酸钠进行置换反应，反应完全后经过后处理得到硫酸钠和碳酸钙。采用该生产工艺得到的分散剂MF中硫酸钠的含量少，并且有效地避免了生产过程中产生的固体废渣。

Description

一种染料分散剂MF的清洁生产工艺
技术领域
本发明涉及一种染料分散剂MF的生产工艺，同时联产硫酸钠，属于染料助剂生产范畴。
背景技术
分散剂MF是国际上分散染料和还原染料常用的一种染料分散剂，由于其具有很好的分散效果，且价格低廉，很受市场青睐。
分散剂MF通常生产工艺是用萘系化合物经过与浓硫酸磺化，经过水解后再与甲醛水溶液缩合，然后用石灰中和残余的硫酸，再加氢氧化钠调节pH至中性，然后过滤去除硫酸钙等固体废弃物，得到分散剂MF。
现有工艺中为了使反应完全，通常需要加入过量的浓硫酸来进行磺化，其缺点是过量的硫酸需要用石灰来中和，产生大量的硫酸钙等固体废弃物，提高企业生产成本，对环境造成影响。
公开号为CN 101386587 A的中国专利申请公开了一种甲基萘磺酸甲醛缩合物的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：将50g甲基萘加入到500mL带搅拌的四口烧瓶中，升温至130℃，滴加35g发烟硫酸(104.5％)，滴加过程中逐步升温到165℃，于160～165℃保温3.5h，并采用真空泵抽气，磺化完成。将磺化好的物料冷却到90℃，加入适量的水，将物料酸度调至17.5％，加入37％的甲醛溶液，其中，磺化产物与甲醛摩尔量比为1：0.72。加毕，升温至130℃保温3h，控制压力不超过0.25MPa，缩合完成。将缩合好的物料，降温到85～90℃，加45g左右水，搅拌，再加入液碱(30％)调节pH值7.0～7.3，得到MF成品。该生产工艺直接采用液碱调节pH值，防止了硫酸钙废渣的产生，虽然原文记载了硫酸钠的含量为5～7％，然而直接采用液碱必然导致了分散剂MF中的硫酸钠含量的增加，该结果明显不合理，本发明人经过多次重复其试验过程，其硫酸钠的含量都在12％左右。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种染料分散剂MF的清洁生产工艺，该清洁生产工艺不仅可以减少固体废弃物的产生，降低对环境的污染，而且得到的染料分散剂质量好，联产的硫酸钠符合工业品要求。
一种染料分散剂MF的清洁生产工艺，包括以下步骤：
(1)萘系化合物加浓硫酸进行磺化反应得到磺化料；
(2)磺化料冷却后加水水解反应得到水解料；
(3)水解料与甲醛进行缩合反应形成缩合料；
(4)缩合料加水稀释后再加碱处理，然后过滤得到所述的染料分散剂MF和滤渣；
步骤(4)中，所述的碱由碳酸钙和石灰中的一种与氢氧化钠组成；
(5)步骤(4)得到的滤渣与碳酸钠进行置换反应，反应完全后经过后处理得到硫酸钠和碳酸钙。
作为优选，步骤(4)中，所述的碳酸钙或石灰与氢氧化钠的摩尔比为1：4～24。作为进一步的优选，所述的碳酸钙或石灰与氢氧化钠的摩尔比为1：7～11。
作为优选，步骤(4)中，先加入碳酸钙或石灰，再加入氢氧化钠；
当加入氢氧化钠至pH值为5～6时，处理过程结束。
步骤(5)中，滤渣在进行置换反应之前，先加水进行打浆得到浆液。作为优选，所述的浆液中固体的质量百分比含量为10％～50％，此时，能够使得硫酸钙充分地进入溶液中，然后以碳酸钙的形式析出。
影响置换反应的另外一个因素是反应体系的pH值，作为优选，步骤(5)中，碳酸钠的加入量使得反应体系的pH值保持在9～11，此时，置换反应能够以较高的转化率生成碳酸钙。
步骤(5)中，置换反应的温度为20～70℃，优选为40～50℃；置换反应的时间为1～3小时，优选为2小时。
作为优选，步骤(5)中，所述的后处理包括过滤，得到的滤饼干燥得到碳酸钙；
得到的滤液蒸发浓缩，干燥后得到硫酸钠。此时，得到的硫酸钙和硫酸钠都具有较高的纯度。
作为进一步的优选，步骤(5)得到的碳酸钙返回步骤(4)用于处理缩合料。此时，可以进一步地减少生产成本，实现资源的循环利用。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)采用本发明的制备方法得到的分散剂MF中硫酸钠的含量少，分散力高；
(2)本发明的生产工艺操作简单，有效地避免了大量的废渣硫酸钙的产生，不污染环境；
(3)本发明的生产工艺在生产分散剂MF的同时可以联产硫酸钠，达到了资源最大化利用效果。
附图说明
图1为本发明的分散剂MF的生产工艺的流程图。
具体实施方式
实施例1
将100g甲基萘投入反应容器中，加入100g浓硫酸，升温145℃，保温反应3小时，反应完毕后加35g水，再加43g甲醛缩合，100℃保温反应3小时，反应完毕后加水100g稀释，加入4g碳酸钙，再用110g氢氧化钠溶液(32％)调pH至5～6(碳酸钙与氢氧化钠的摩尔比为1：22)，过滤，适量水洗，滤液即为分散剂MF水溶液，烘干得干品191g。
滤渣水洗打浆，浆液含固量为20％，用4.12g碳酸钠调pH至10，升温40℃反应2小时，过滤，滤饼即为碳酸钙，烘干得干品3.82g，收率95.5％，含量达到95％以上，滤液蒸发浓缩，干燥后得到5.44g硫酸钠，含量达到98％以上。
实施例2
将100g甲基萘投入反应容器中，加入100g浓硫酸，升温145℃，保温反应3小时，反应完毕后加35g水，再加43g甲醛缩合，100℃保温反应3小时，反应完毕后加水100g稀释，加入8g碳酸钙，再用100g氢氧化钠溶液(32％)调pH至5～6(碳酸钙与氢氧化钠的摩尔比为1：10)，过滤，适量水洗，滤液即为分散剂MF水溶液，烘干得干品185g。
滤渣水洗打浆，浆液含固量为25％，用8.32g碳酸钠调pH至9.8，升温40℃反应2小时，过滤，滤饼即为碳酸钙，烘干得干品7.71g，收率96.4％，含量达到95％以上，滤液蒸发浓缩，干燥后得到10.83g硫酸钠，含量达到98％以上。
实施例3
将100g甲基萘投入反应容器中，加入100g浓硫酸，升温145℃，保温反应3小时，反应完毕后加35g水，再加43g甲醛缩合，100℃保温反应3小时，反应完毕后加水100g稀释，加入12g碳酸钙，再用90g氢氧化钠溶液(32％)调pH至5～6(碳酸钙与氢氧化钠的摩尔比为1：6)，过滤，适量水洗，滤液即为分散剂MF水溶液，烘干得干品178g。
滤渣水洗打浆，浆液含固量为30％，用12.33g碳酸钠调pH至11，升温50℃反应2小时，过滤，滤饼即为碳酸钙，烘干得干品11.60g，收率96.7％，含量达到95％以上，滤液蒸发浓缩，干燥后得到16.05g硫酸钠，含量达到98％以上。
实施例4
将100g甲基萘投入反应容器中，加入100g浓硫酸，升温145℃，保温反应3小时，反应完毕后加35g水，再加43g甲醛缩合，100℃保温反应3小时，反应完毕后加水100g稀释，加入16g碳酸钙，再用80g氢氧化钠溶液(32％)调pH至5～6(碳酸钙与氢氧化钠的摩尔比为1：4)，过滤，适量水洗，滤液即为分散剂MF水溶液，烘干得干品173g。
滤渣水洗打浆，浆液含固量为40％，用16.73g碳酸钠调pH至11，升温45℃反应3小时，过滤，滤饼即为碳酸钙，烘干得干品15.34g，收率95.9％，含量达到95％以上，滤液蒸发浓缩，干燥后得到21.98g硫酸钠，含量达到98％以上。
实施例5
将100g甲基萘投入反应容器中，加入100g浓硫酸，升温145℃，保温反应3小时，反应完毕后加35g水，再加43g甲醛缩合，100℃保温反应3小时，反应完毕后加水100g稀释，加入12g石灰，再用86g氢氧化钠溶液(32％)调pH至5～6，过滤，适量水洗，滤液即为分散剂MF水溶液，烘干得干品180g。
滤渣水洗打浆，用15.6g碳酸钠调pH至11，升温50℃反应2小时，过滤，滤饼即为碳酸钙，烘干得干品18.55g，含量90％左右，滤液蒸发浓缩，干燥后得到19.75g硫酸钠，含量95％左右。
对比例1
将100g甲基萘加入反应容器中，滴加70g发烟硫酸(104.5％)，滴加过程中逐步升温到160℃，于160℃保温3.5h，并采用真空泵抽气，反应完毕加30g水，加入43g的甲醛溶液，加毕，升温至130℃保温3h。将缩合好的物料，降温到85～90℃，加100g水，搅拌，再加入氢氧化钠溶液(32％)调pH值7.0～7.3，得到MF成品，烘干得干品194g。
通过标准检验方法对以上实施例得到的染料分散剂MF、碳酸钙、硫酸钠进行测定，其检测结果如表1所示。
表1 检验结果
由上述结果可知，当采用了碳酸钙与氢氧化钠进行处理，能够使分散剂MF的硫酸钠含量和扩算力保持较高的范围，并且碳酸钙和硫酸钠能够得到很好地应用；当采用了石灰与氢氧化钠进行处理，也能够使分散剂MF的硫酸钠含量和扩算力保持较高的范围，但是碳酸钙和硫酸钠回收效果不够理想；当仅仅采用氢氧化钠进行处理，得到的产品的性能较差。

Claims (6)

1.一种染料分散剂MF的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)萘系化合物加浓硫酸进行磺化反应得到磺化料；
(2)磺化料冷却后加水水解反应得到水解料；
(3)水解料与甲醛进行缩合反应形成缩合料；
(4)缩合料加水稀释后再加碱处理，然后过滤得到所述的染料分散剂MF和滤渣；
步骤(4)中，所述的碱由碳酸钙和石灰中的一种与氢氧化钠组成，所述的碳酸钙或石灰与氢氧化钠的摩尔比为1：4～24；
步骤(4)中，先加入碳酸钙或石灰，再加入氢氧化钠；
当加入氢氧化钠至pH值为5～6时，处理过程结束；
(5)步骤(4)得到的滤渣与碳酸钠进行置换反应，反应完全后经过后处理得到硫酸钠和碳酸钙，得到的碳酸钙返回步骤(4)用于处理缩合料；
步骤(5)中，碳酸钠的加入量使得反应体系的pH值保持在9～11。
2.根据权利要求1所述的染料分散剂MF的生产工艺，其特征在于，所述的碳酸钙或石灰与氢氧化钠的摩尔比为1：7～11。
3.根据权利要求1所述的染料分散剂MF的生产工艺，其特征在于，步骤(5)中，滤渣在进行置换反应之前，先加水进行打浆得到浆液。
4.根据权利要求3所述的染料分散剂MF的生产工艺，其特征在于，所述的浆液中固体的质量百分比含量为10％～50％。
5.根据权利要求1所述的染料分散剂MF的生产工艺，其特征在于，步骤(5)中，置换反应的温度为20～70℃，置换反应的时间为1～3小时。
6.根据权利要求1所述的染料分散剂MF的生产工艺，其特征在于，步骤(5)中，所述的后处理包括过滤，得到的滤饼干燥得到碳酸钙；
得到的滤液蒸发浓缩，干燥后得到硫酸钠。
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