CN107963986B - 一种联产高纯度薛佛氏盐和g盐的方法 - Google Patents

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Abstract

一种联产高纯度薛佛氏盐和G盐的方法：以2‑萘酚为原料，硫酸为磺化剂，于20～90℃反应1～10h，得磺化液；在所得磺化液中加水，于70～150℃水解1～2h，得水解液；在所得水解液中加入氨，于70～130℃保温1～5h进行盐析，之后降温至40～50℃过滤，滤饼经水洗、干燥即得薛佛氏盐成品，滤液和洗涤废水混合后，加入氨或硫酸铵，于70～130℃保温1～5h进行盐析，之后降温至40～50℃过滤分离，滤饼干燥后即得G盐成品；本发明工艺可实现薛佛氏盐和G盐的联产，得到高纯薛佛氏盐和G盐的同时，提高原料整体利用率和设备利用率，工艺简单、环保经济。

Description

一种联产高纯度薛佛氏盐和G盐的方法
(一)技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种联产薛佛氏盐和G盐的方法。
(二)背景技术
薛佛氏盐(2-萘酚-6-磺酸盐)和G盐(2-萘酚-6,8-二磺酸盐)均为重要的化工中间体，薛佛氏盐用于制造酸性染料和食用染料；G盐则用于生产酸性大红3R、酸性络合紫5RW和弱酸大红G等染料，也可用于制备2-氨基-8-萘酚-6-磺酸和2-氨基-6,8-萘二磺酸等中间体。
传统薛佛氏盐生产是以2-萘酚为原料，浓硫酸100～120℃磺化3～10h，降温后经盐析、过滤得粗品，再加入碱液溶解后，经酸化、盐析制得。该法存在一定的弊端：一方面收率低(70％左右)，滤饼中含有较多副产物R盐，需对得到的粗品进行溶解、酸析分离副产物，导致产生大量废水；另一方面，盐析过程一般采用氯化钠为盐析剂，导致体系中存在大量氯离子，增加了设备选材和废水处理难度。并且，磺化反应过程中也会产生焦油，需用活性炭进行脱色处理，产生固废，增加了处理成本。日本川崎钢铁公司对上述合成方法进行了改进，采用有机酸作溶剂，在碱金属盐等催化剂存在下进行磺化反应，产品选择性提高至90％以上，纯度98％。但该法成本较传统方法高出很多，不适合于工业化生产。
G盐生产是以2-萘酚为原料，经磺化、中和、盐析、过滤等步骤反应而得，磺化酸度较高，需采用98％酸和105％酸混酸磺化；且需分步加酸、梯度升温。但即使如此，所得G盐收率依旧较低(70％左右)，滤饼中依旧含有较多薛氏盐和R盐等副产物，导致纯度≤80％，如要获取更高纯度的G盐，则势必进一步影响收率。而G盐废水中又有大量的R盐，需要进行萃取/反萃工序提取，但也只能获得品质较差的R盐。
综上所述，合成薛佛氏盐/G盐均存在成品较难提纯、收率偏低、原料利用率不高、工序繁杂等缺点。因此，发明一种在同一生产过程中，联产高纯度薛佛氏盐和G盐的方法，同时废水中副产物R盐较少，无需额外提取，对避免繁琐的产品精制及废水后处理过程，提高原料的综合利用率具有重要意义。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种联产高纯度薛佛氏盐和G盐的方法，采取氨/硫酸铵作为盐析剂进行分步盐析，反应条件温和、原料利用率高、操作工序简单，无固废产生。
本发明的技术方案如下：
一种联产高纯度薛佛氏盐和G盐的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)以2-萘酚为原料，硫酸为磺化剂，于20～90℃(优选50～80℃)反应1～10h(优选4～6h)，得磺化液；在所得磺化液中加水，于70～150℃(优选80～120℃)水解1～2h，得水解液；在所得水解液中加入氨，于70～130℃(优选80～110℃)保温1～5h(优选1～2h)进行盐析，之后降温至40～50℃过滤，滤饼经水洗、干燥即得薛佛氏盐成品，滤液和洗涤废水混合后待用；
所述硫酸的浓度为95～100wt％；
所述氨为氨气或氨水，所述氨气可通过流速控制其投料量，所述氨水的氨含量为15～30wt％，优选20～25wt％；
所述2-萘酚与硫酸的质量比为1：1.5～3；
所述2-萘酚与磺化液中所加水的质量比为1：0.5～1.5，优选1：1～1.5；
所述2-萘酚与氨(以纯氨计)的质量比为1：0.1～0.4，优选1：0.1～0.2；
(2)在步骤(1)待用的滤液和洗涤废水的混合液中加入氨或硫酸铵，于70～130℃(优选80～110℃)保温1～5h(优选1～2h)进行盐析，之后降温至40～50℃过滤分离，滤饼干燥后即得G盐成品；
所述氨的定义与步骤(1)中相同；
所述氨(以纯氨计)与原料2-萘酚的质量比为0.1～0.4：1，优选0.2～0.3：1；
所述硫酸铵与原料2-萘酚的质量比为0.5～1.5：1。
采用本发明联产工艺制备的薛佛氏盐，经水洗干燥，纯度可提高至99％以上；所得的G盐成品纯度可达95％以上。
本发明与现有技术相比的有益效果主要体现在：
(1)本发明工艺可实现薛佛氏盐和G盐的联产，得到高纯薛佛氏盐和G盐的同时，提高原料整体利用率和设备利用率；
(2)本发明采用氨进行中和盐析，无需引入氯离子，减少设备的选材难度；
(3)本发明反应过程中不产生焦油，无需活性炭吸附，无固废产生，工艺更加环保；
(4)本发明工艺简单、废水量少、产品纯度高。
(四)附图说明
图1：本发明工艺流程示意图。
(五)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仅限于此。
本发明中所提到的薛佛氏盐和G盐为薛佛氏酸铵盐和G酸铵盐，亦即2-萘酚-6-磺酸铵盐、2-萘酚-6,8-二磺酸二铵盐。
实施例1
本实施例提供一种同时制备、分离高纯度薛佛氏盐和G盐的方法，包括以下步骤：
取100g 2-萘酚，加入300g 98.5％硫酸，50℃反应4小时后加130g水调节酸度进行水解，控制加入温度在80～85℃，保温2小时，随后加入50g 20％氨水进行盐析，控制加入温度在100～105℃，加入完毕后保温2h，降温至40～50℃压滤，得100g薛佛氏盐粗品和480g母液，向薛佛氏盐粗品中加入100g水进行洗涤，得到88g薛佛氏盐成品，纯度99.77％。洗涤水与薛佛氏盐母液混合后，加入150g 20％氨水，于80℃保温2h进行盐析，之后降温至40～50℃过滤分离，得到105g G盐成品和515g母液，G盐纯度为95.88％，原料2-萘酚整体利用率为87.3％。
实施例2
本实施例提供一种同时制备、分离高纯度薛佛氏盐和G盐的方法，包括以下步骤：
取100g 2-萘酚，加入300g 98.5％硫酸，65℃反应5小时后加150g水调节酸度进行水解，控制加入温度在80～85℃，保温2小时，随后加入60g 20％氨水进行盐析，控制加入温度在100～105℃，加入完毕后保温1h，降温至40～50℃进行压滤，得到85g薛佛氏盐粗品和525g母液，向薛佛氏盐粗品中加入280g水进行洗涤，得到70g薛佛氏盐成品，纯度99.87％。洗涤水与薛佛氏盐母液混合后，加入150g 20％氨水，于90℃保温1h进行盐析，之后降温至40～50℃过滤分离，得到115g G盐成品和540g母液，G盐纯度为96.86％，原料2-萘酚整体利用率为81.8％。
实施例3
本实施例提供一种同时制备、分离高纯度薛佛氏盐和G盐的方法，包括以下步骤：
取100g 2-萘酚，加入300g 97％硫酸，80℃反应6小时后加150g水调节酸度进行水解，控制加入温度在80～85℃，保温2小时，随后加入70g 20％氨水进行盐析，控制加入温度在100～105℃，加入完毕后保温2h，降温至40～50℃压滤，得62g薛佛氏盐粗品和558g母液，向薛佛氏盐粗品中加入200g水进行洗涤，得到54g薛佛氏盐成品，纯度99.8％。洗涤水与薛佛氏盐母液混合后，加入150g 20％氨水，于100℃保温2h进行盐析，之后降温至40～50℃过滤分离，得到128g G盐成品和560g母液，G盐纯度为96.54％，原料2-萘酚整体利用率为78.5％。
实施例4
本实施例提供一种同时制备、分离高纯度薛佛氏盐和G盐的方法，包括以下步骤：
取100g 2-萘酚，加入150g 98％硫酸，50℃反应4小时后加100g水调节酸度进行水解，控制加入温度在80～85℃，保温2小时，随后加入70g 20％氨水进行盐析，控制加入温度在100～105℃，加入完毕后保温2h，降温至40～50℃进行压滤，得到126g薛佛氏盐粗品和294g母液，向薛佛氏盐粗品中加入250g水进行洗涤，得到105g薛佛氏盐成品，纯度为99.93％。洗涤水与薛佛氏盐母液混合后，加入100g 20％氨水，于110℃保温2h进行盐析，之后降温至40～50℃过滤分离，得72g G盐成品和322g母液，G盐纯度96.93％，原料2-萘酚整体利用率为83.9％。
实施例5
本实施例提供一种同时制备、分离高纯度薛佛氏盐和G盐的方法，包括以下步骤：
取100g 2-萘酚，加入150g 99％硫酸，80℃反应6小时后加150g水调节酸度进行水解，控制加入温度在80～85℃，保温2小时，随后加入80g 20％氨水进行盐析，控制加入温度在100～105℃，加入完毕后保温3h，降温至40～50℃进行压滤，得到112g薛佛氏盐粗品和368g母液，向薛佛氏盐粗品中加入270g水进行洗涤，得到87g薛佛氏盐成品，纯度99.75％。洗涤水与薛佛氏盐母液混合后，加入100g硫酸铵，于80℃保温3h进行盐析，之后降温至40～50℃过滤分离，得到110g G盐成品和358g母液，G盐纯度95.11％，原料2-萘酚整体利用率为88.5％。
对比例
传统薛佛氏盐生产是以2-萘酚为原料，浓硫酸100～120℃磺化3～10h，降温后经盐析、过滤得粗品，再加入碱液溶解后，经酸化、盐析制得。
传统G盐生产是以2-萘酚为原料，经磺化、中和、盐析、过滤等步骤反应而得，磺化酸度较高，需采用98％酸和105％酸混酸磺化，且需分步加酸、梯度升温。
与本发明技术方案相比，传统薛佛氏盐生产工艺收率低(70％左右)，粗品中含有较多副产物R盐，对粗品的进一步精制导致产生大量废水。再者，盐析过程一般采用氯化钠为盐析剂，导致体系中存在大量氯离子，增加了设备选材和废水处理难度。并且，磺化反应过程中也会产生焦油，需用活性炭进行脱色处理，产生固废，增加了处理成本。
传统G盐生产工艺也存在收率较低(70％左右)的问题，且滤饼中依旧含有较多薛氏盐和R盐等副产物，导致纯度≤80％，如要获取更高纯度的G盐，则势必进一步影响收率。而G盐废水中又有大量的R盐，需要进行萃取/反萃工序提取，但也只能获得品质较差的R盐。
而本发明工艺实现了薛佛氏盐和G盐的联产，在得到高纯薛佛氏盐和G盐的同时，提高原料整体利用率和设备利用率，工艺简单、环保经济，在工业化生产中具有实际的应用价值。

Claims (7)

1.一种联产薛佛氏盐和G盐的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)以2-萘酚为原料，硫酸为磺化剂，于20～90℃反应1～10h，得磺化液；在所得磺化液中加水，于70～150℃水解1～2h，得水解液；在所得水解液中加入氨，于70～130℃保温1～5h进行盐析，之后降温至40～50℃过滤，滤饼经水洗、干燥即得薛佛氏盐成品，滤液和洗涤废水混合后待用；
所述2-萘酚与硫酸的质量比为1：1.5～3；
所述2-萘酚与磺化液中所加水的质量比为1：0.5～1.5；
所述2-萘酚与氨的质量比为1：0.1～0.4；
(2)在步骤(1)待用的滤液和洗涤废水的混合液中加入氨或硫酸铵，于70～130℃保温1～5h进行盐析，之后降温至40～50℃过滤分离，滤饼干燥后即得G盐成品；
所述氨与原料2-萘酚的质量比为0.1～0.4：1；
所述硫酸铵与原料2-萘酚的质量比为0.5～1.5：1。
2.如权利要求1所述的联产薛佛氏盐和G盐的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硫酸的浓度为95～100wt％。
3.如权利要求1所述的联产薛佛氏盐和G盐的方法，其特征在于，步骤(1)或步骤(2)中，所述氨为氨气或15～30wt％氨水。
4.如权利要求1所述的联产薛佛氏盐和G盐的方法，其特征在于，步骤(1)或步骤(2)中，所述氨为20～25wt％氨水。
5.如权利要求1所述的联产薛佛氏盐和G盐的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述2-萘酚与磺化液中所加水的质量比为1：1～1.5。
6.如权利要求1所述的联产薛佛氏盐和G盐的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述2-萘酚与氨的质量比为1：0.1～0.2。
7.如权利要求1所述的联产薛佛氏盐和G盐的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氨与原料2-萘酚的质量比为0.2～0.3：1。
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