CN107602352B - 一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法 - Google Patents
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Abstract
一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法:以碱熔反应物料为原料,在碱熔反应后,向碱熔反应后的产物加入水,搅拌均匀,趁热过滤出亚硫酸钠后,对滤液进行两次过滤,最终得到滤饼对甲酚钠和滤液氢氧化钠水溶液。利用亚硫酸钠及对甲酚钠在氢氧化钠水溶液中溶解度的差异及特点,通过调节碱浓度,依次过滤出亚硫酸钠和对甲酚钠,最终得到氢氧化钠脱溶质浓度为25%的滤液,氢氧化钠回收率为79%。本发明的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,可有效回收磺化碱熔法生产对甲酚过程中的氢氧化钠。
Description
技术领域
本发明涉及一种回收氢氧化钠的方法。特别是涉及一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法。
背景技术
对甲酚是一种重要的精细化工中间体,广泛应用于农药、医药、香料、染料、化妆品和食品等领域。
目前工业上主要采用甲苯磺化碱熔法生产对甲酚,该法主要包括磺化、中和、碱熔和酸化。其生产工艺流程可参考图1,甲苯与浓硫酸经磺化反应后,得到对甲苯磺酸,对甲苯磺酸在依次经亚硫酸钠和氢氧化钠中和后,得到对甲苯磺酸钠,对甲苯磺酸钠在与氢氧化钠经碱熔反应后,碱熔产物主要有对甲酚钠、亚硫酸钠以及未反应完全的氢氧化钠,碱熔产物加入水过滤后,滤饼亚硫酸钠返回参与中和反应,而滤液为对甲酚钠的氢氧化钠溶液,直接经中和反应产生的二氧化硫酸化后得到产品对甲酚。
在上述工艺过程中,碱熔反应的氢氧化钠与对甲苯磺酸钠的理论摩尔比为2:1,但在实际工业生产过程中,为使反应进行完全,往往氢氧化钠含量会过量,达到10:1甚至15:1,未反应的氢氧化钠会在后序酸化反应中消耗大量二氧化硫,同时产生大量含盐废水,废水处理成本高,对环境污染大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法。
本发明所采用的技术方案是:一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,以碱熔反应物料为原料,包括如下步骤:
1)室温下将碱熔反应物料移入一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的四口玻璃烧瓶中,加入足量水并在连续搅拌下升温至90℃,蒸发水分,得到含亚硫酸钠固体的固液混合物;
2)将步骤1)中得到的固液混合物立刻过滤,得到含有亚硫酸钠的滤饼和含有对甲酚钠的氢氧化钠滤液;
3)将步骤2)中得到的含有亚硫酸钠的滤饼在60-80℃下真空干燥,用液相色谱测定其中亚硫酸钠的纯度并称重计算亚硫酸钠收率,综合决定最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度;
4)在最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度下,将步骤2)中得到的氢氧化钠滤液蒸发浓缩至脱溶质浓度为16%-20%的氢氧化钠水溶液,并冷却至20-30℃,得到对甲酚钠晶体,并过滤洗涤,得到对甲酚钠滤饼和含对甲酚钠的氢氧化钠滤液;
5)将步骤4)中得到的氢氧化钠滤液蒸发浓缩至脱溶质浓度为25%的氢氧化钠水溶液后,冷却至20-30℃,析出剩余的对甲酚钠晶体,并过滤洗涤,得到对甲酚钠滤饼和氢氧化钠滤液;
6)将步骤4)和步骤5)中得到的对甲酚钠滤饼合并,在60-80℃下真空干燥,用液相色谱测定其中对甲酚钠的纯度并称重计算对甲酚钠收率;
7)将步骤5)中得到的氢氧化钠滤液用现配置的邻苯二甲酸氢钾标准溶液滴定,得到脱溶质的氢氧化钠浓度为25%的滤液,氢氧化钠回收率为79%。
步骤1)中所述的碱熔反应物料中的组分和重量百分含量为氢氧化钠13.8%,对甲酚钠42%,亚硫酸钠44.2%。
步骤1)中所述Dean-Stark分水器分出的水量控制在使四口玻璃烧瓶中的混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度为10%-30%。
步骤3)中所述的最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度优选为15%,在最优分离氢氧化钠浓度下,亚硫酸钠纯度为97.74%,收率为90.28%。
步骤4)中所述的氢氧化钠滤液中脱溶质的氢氧化钠浓缩浓度优选为18%。
步骤6)中对甲酚钠纯度为91.72%,收率为91.69%。
本发明的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,可有效回收磺化碱熔法生产对甲酚过程中的氢氧化钠。本发明具有如下优点:
1.可有效回收碱熔反应后残留的氢氧化钠,氢氧化钠回收率在80%左右,同时得到的亚硫酸钠和对甲酚钠的纯度与收率都在90%以上。
2.减少了后续酸化工序中二氧化硫的使用量,同时将回收的氢氧化钠用于中和反应和碱熔反应,可减少工艺中氢氧化钠的使用量。
3.减少了含盐废水的产生量,降低了废水的排放量和其治理成本,有效地减少了环境污染。
附图说明
图1是当前磺化碱熔法生产对甲酚的生产工艺流程图;
图2是本发明回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法做出详细说明。
本发明的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,是在碱熔反应后,向碱熔反应后的产物加入水,搅拌均匀,立刻过滤出亚硫酸钠后,对滤液进行两次过滤,最终得到滤饼对甲酚钠和滤液氢氧化钠水溶液。利用亚硫酸钠及对甲酚钠在氢氧化钠水溶液中溶解度的差异及特点,通过调节碱浓度,依次过滤出亚硫酸钠和对甲酚钠,最终得到氢氧化钠水溶液。
如图2所示,本发明的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,是以碱熔反应物料为原料,包括如下步骤:
1)室温下将碱熔反应物料移入一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的四口玻璃烧瓶中,加入足量水并在连续搅拌下升温至90℃,蒸发水分,得到含亚硫酸钠固体的固液混合物;其中,
所述的碱熔反应物料中的组分和重量百分含量为氢氧化钠13.8%,对甲酚钠44.2%,亚硫酸钠42%。
所述Dean-Stark分水器分出的水量控制在使四口玻璃烧瓶中的混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度为10%-30%。
2)将步骤1)中得到的固液混合物立刻过滤,得到含有亚硫酸钠的滤饼和含有对甲酚钠的氢氧化钠滤液;
3)将步骤2)中得到的含有亚硫酸钠的滤饼在60-80℃下真空干燥,用液相色谱测定其中亚硫酸钠的纯度并称重计算亚硫酸钠收率,综合决定最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度,最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度优选为15%,在最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度下,亚硫酸钠纯度为97.74%,收率为90.28%;
4)在最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度下,将步骤2)中得到的氢氧化钠滤液蒸发浓缩至脱溶质浓度为16%-20%的氢氧化钠水溶液,并冷却至20-30℃,得到对甲酚钠晶体,并过滤洗涤,得到对甲酚钠滤饼和含对甲酚钠的氢氧化钠滤液,所述的氢氧化钠滤液中脱溶质的氢氧化钠浓缩浓度优选为18%;
5)将步骤4)中得到的氢氧化钠滤液蒸发浓缩至脱溶质浓度为25%的氢氧化钠水溶液后,冷却至20-30℃,析出剩余的对甲酚钠晶体,并过滤洗涤,得到对甲酚钠滤饼和氢氧化钠滤液;
6)将步骤4)和步骤5)中得到的对甲酚钠滤饼合并,在60-80℃下真空干燥,用液相色谱测定其中对甲酚钠的纯度并称重计算对甲酚钠收率,对甲酚钠纯度为91.72%,收率为91.69%;
7)将步骤5)中得到的氢氧化钠滤液用现配置的邻苯二甲酸氢钾标准溶液滴定,得到脱溶质的氢氧化钠浓度为25%的滤液,氢氧化钠回收率为79%。
下面给出具体实例,但本发明的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法并不局限于此。实施例中所用碱熔反应物料的组成:氢氧化钠13.8%,对甲酚钠44.2%,亚硫酸钠42%,其中的“%”均为“重量%”。
实例1
将碱熔反应物料78.6934g(其中氢氧化钠10.8869g,对甲酚钠34.7342g,亚硫酸钠33.0723g)置于一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的250ml四口玻璃烧瓶中,称取约150g去离子水加入,开启搅拌器搅拌,升温并保持温度在90℃,直至Dean-Stark分水器中分出水量约为52g,此时四口玻璃烧瓶中的混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度约为10%,将得到的固液混合物立刻过滤,得到含有亚硫酸钠的滤饼27.3638g和含有对甲酚钠的氢氧化钠滤液148g。将含有亚硫酸钠的滤饼置于60-80℃下真空干燥,得到干燥滤饼26.6987g,产品经高效液相色谱分析,其中以干燥滤饼计的亚硫酸钠纯度为98.22%,以亚硫酸钠加入量计的收率为78.94%。
实例2
将碱熔反应物料78.5696g(其中氢氧化钠10.8429g,对甲酚钠34.7388g,亚硫酸钠32.9879g)置于一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的250ml四口玻璃烧瓶中,称取约100g去离子水加入,开启搅拌器搅拌,升温并保持温度在90℃,直至Dean-Stark分水器中分出水量约为38.5g,此时四口玻璃烧瓶中的混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度约为15%,将得到的固液混合物立刻过滤,得到含有亚硫酸钠的滤饼31.4296g和含有对甲酚钠的氢氧化钠滤液107g。将含有亚硫酸钠的滤饼置于60-80℃下真空干燥,得到干燥滤饼30.7423g,产品经高效液相色谱分析,其中以干燥滤饼计的亚硫酸钠纯度为97.74%,以亚硫酸钠加入量计的收率为90.28%。
实例3
将碱熔反应物料78.6505g(其中氢氧化钠10.865g,对甲酚钠34.7728g,亚硫酸钠33.0127g)置于一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的250ml四口玻璃烧瓶中,称取约100g去离子水加入,开启搅拌器搅拌,升温并保持温度在90℃,直至Dean-Stark分水器中分出水量约为56.5g,此时四口玻璃烧瓶中的混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度约为20%,将得到的固液混合物立刻过滤,得到含有亚硫酸钠的滤饼34.3966g和含有对甲酚钠的氢氧化钠滤液86g。将含有亚硫酸钠的滤饼置于60-80℃下真空干燥,得到干燥滤饼33.5727g,产品经高效液相色谱分析,其中以干燥滤饼计的亚硫酸钠纯度为92.51%,以亚硫酸钠加入量计的收率为91.93%。
实例4
将碱熔反应物料78.8074g(其中氢氧化钠10.8527g,对甲酚钠34.9362g,亚硫酸钠33.0185g)置于一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的250ml四口玻璃烧瓶中,称取约80g去离子水加入,开启搅拌器搅拌,升温并保持温度在90℃,直至Dean-Stark分水器中分出水量约为47.5g,此时四口玻璃烧瓶中的混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度约为25%,将得到的固液混合物立刻过滤,得到含有亚硫酸钠的滤饼36.688g和含有对甲酚钠的氢氧化钠滤液74g。将含有亚硫酸钠的滤饼置于60-80℃下真空干燥,得到干燥滤饼35.7763g,产品经高效液相色谱分析,其中以干燥滤饼计的亚硫酸钠纯度为88.68%,以亚硫酸钠加入量计的收率为92.92%。
实例5
将碱熔反应物料79.2878g(其中氢氧化钠10.9396g,对甲酚钠35.0831g,亚硫酸钠33.2651g)置于一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的250ml四口玻璃烧瓶中,称取约80g去离子水加入,开启搅拌器搅拌,升温并保持温度在90℃,直至Dean-Stark分水器中分出水量约为54.5g,此时四口玻璃烧瓶中的混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度约为30%,将得到的固液混合物立刻过滤,得到含有亚硫酸钠的滤饼37.8227g和含有对甲酚钠的氢氧化钠滤液65g。将含有亚硫酸钠的滤饼置于60-80℃下真空干燥,得到干燥滤饼37.0921g,产品经高效液相色谱分析,其中以干燥滤饼计的亚硫酸钠纯度为87.15%,以亚硫酸钠加入量计的收率为93.39%。
实例6
根据实例1至实例5的结果综合确定最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度优选为15%,即实例2中得到的。将实例2中得到的含有对甲酚钠的氢氧化钠滤液置于一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的250ml四口玻璃烧瓶中,开启搅拌器搅拌,升温并保持温度在60℃,直至Dean-Stark分水器中分出水量约为12g,此时四口玻璃烧瓶中的固液混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度约为18%,之后将固液混合物冷却至20-30℃,析出晶体后,过滤洗涤,得到对甲酚钠滤饼。将得到的滤液置于一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的250ml四口玻璃烧瓶中,开启搅拌器搅拌,升温并保持温度在60℃,直至Dean-Stark分水器中分出水量约为17g,此时四口玻璃烧瓶中的固液混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度约为25%,之后将固液混合物冷却至20-30℃,析出晶体后,过滤洗涤,再次得到对甲酚钠滤饼。将两次得到的对甲酚钠滤饼共同置于60-80℃下真空干燥,得到干燥滤饼40.4379g,产品经高效液相色谱分析,其中以干燥滤饼计的对甲酚钠纯度为91.72%,以对甲酚钠加入量计的收率为91.69%。将最终得到的氢氧化钠滤液用现配置的邻苯二甲酸氢钾标准溶液滴定,得到滤液中脱溶质的氢氧化钠浓度为25%,氢氧化钠回收率为79%。
Claims (5)
1.一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,其特征在于,以碱熔反应物料为原料,包括如下步骤:
1)室温下将碱熔反应物料移入一装有Dean-Stark分水器、搅拌器、冷凝管和温度计的四口玻璃烧瓶中,加入足量水并在连续搅拌下升温至90℃,蒸发水分,得到含亚硫酸钠固体的固液混合物;
2)将步骤1)中得到的固液混合物立刻过滤,得到含有亚硫酸钠的滤饼和含有对甲酚钠的氢氧化钠滤液;
3)将步骤2)中得到的含有亚硫酸钠的滤饼在60-80℃下真空干燥,用液相色谱测定其中亚硫酸钠的纯度并称重计算亚硫酸钠收率,综合决定最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度;
4)在最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度下,将步骤2)中得到的氢氧化钠滤液蒸发浓缩至脱溶质浓度为16%-20%的氢氧化钠水溶液,并冷却至20-30℃,得到对甲酚钠晶体,并过滤洗涤,得到对甲酚钠滤饼和含对甲酚钠的氢氧化钠滤液;
5)将步骤4)中得到的氢氧化钠滤液蒸发浓缩至脱溶质浓度为25%的氢氧化钠水溶液后,冷却至20-30℃,析出剩余的对甲酚钠晶体,并过滤洗涤,得到对甲酚钠滤饼和氢氧化钠滤液;
6)将步骤4)和步骤5)中得到的对甲酚钠滤饼合并,在60-80℃下真空干燥,用液相色谱测定其中对甲酚钠的纯度并称重计算对甲酚钠收率;
7)将步骤5)中得到的氢氧化钠滤液用现配置的邻苯二甲酸氢钾标准溶液滴定,得到脱溶质的氢氧化钠浓度为25%的滤液。
2.根据权利要求1所述的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,其特征在于,步骤1)中所述的碱熔反应物料中的组分和重量百分含量为氢氧化钠13.8%,对甲酚钠42%,亚硫酸钠44.2%。
3.根据权利要求1所述的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,其特征在于,步骤1)中所述Dean-Stark分水器分出的水量控制在使四口玻璃烧瓶中的混合物中脱溶质的氢氧化钠浓度为10%-30%。
4.根据权利要求1所述的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,其特征在于,步骤3)中所述的最优分离脱溶质的氢氧化钠浓度优选为15%。
5.根据权利要求1所述的一种回收对甲酚磺化碱熔生产过程中氢氧化钠的方法,其特征在于,步骤4)中所述的将步骤2)中得到的氢氧化钠滤液蒸发浓缩至脱溶质浓度为18%的氢氧化钠水溶液。
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