CN109180537A - 一种液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法 - Google Patents

一种液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法 Download PDF

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Abstract

一种液相烘焙法制备3‑氯对甲苯胺‑6‑磺酸的方法，采用高纯度2B油为原料，以复配有机溶剂为液相分散剂，将2B油与浓硫酸在液相分散剂中进行磺化反应，磺化产物经过脱水、干燥即得2B酸。本发明在液相中进行脱水转位，直接制得高品质2B酸，省去了碱溶、脱色、过滤、酸析、脱水、干燥等精制过程，从而使三废大为减少，无固体废物，废气、废水量极少且易处理，也降低了能耗，突破了现有的磺化工艺，具有转化率高、低碳化、工序少、能耗低的优点。

Description

一种液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法
技术领域
本发明属于化工原料中间体的生产领域，具体涉及一种液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法。
背景技术
3-氯对甲苯胺-6-磺酸即2B酸，是当今有机颜料中间体中最主要的八个品种之一，在颜料工业上主要用于生产C.I.颜料红48系列红色颜料。该颜料广泛应用于油漆、涂料、彩色油墨、橡胶和塑料着色等。
2B酸的制备中，通常采用浓硫酸作为磺化剂，与2B油(3-氯-4-甲基苯胺)进行磺化成盐、脱水转位等反应，获得磺化产物，再经液碱水解、脱色、过滤、酸析结晶、脱水、干燥等精制过程，得到产品2B酸。
目前2B酸生产中，主要采用液相法和固相法两种工艺：
固相烘培法工艺中，由于硫酸与2B油不能完全均匀混合，造成2B油反应不完全，原料炭化现象十分严重，所以2B酸收率较低；且磺化产物需经碱溶、脱色、过滤、酸析结晶、脱水、干燥等过程精制，2B酸产品才能达到纯度要求。
现有液相法工艺中，采用有机溶剂改善磺化过程的热质传递，2B酸收率较固相法有明显提高，但由于存在2B油原料纯度、溶剂选择、溶剂周量、反应操作条件等方面的问题，磺化产物脱除溶剂后也需要经碱溶、脱色、过滤、酸析、过滤、干燥等过程精制，2B酸产品才能达到纯度要求。
无论是固相法还是液相法，因需要碱溶、脱色、过滤、酸析、脱水、干燥等精制过程，每生产1吨合格产品会额外产生80～100kg废渣和18～20吨酸性废水，能耗也增加很多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，在液相中进行脱水转位，直接制得高品质2B酸，省去了碱溶、脱色、过滤、酸析、脱水、干燥等精制过程，从而使三废大为减少，无固体废物，废气、废水量极少且易处理，也降低了能耗，突破了现有的磺化工艺，具有转化率高、低碳化、工序少、能耗低的优点。
本发明的技术思路：采用高纯度2B油(即3-氯-4-甲基苯胺)为原料，以复配溶剂作为液相分散剂，将2B油与浓硫酸在液相分散剂中进行磺化反应，磺化产物经过脱水、干燥即可得到合格的2B酸，本发明在反应过程中，分离出产生的水，促进反应向正反应进行，确保反应彻底；通过分水器将溶剂冷凝回流至反应釜，确保反应体系始终处于液相，实现传热传质均匀，减少氧化碳化等副反应产生。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1)一种液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，包括以下步骤：将2B油和复配溶剂加入反应釜，滴加浓硫酸，滴加结束后，加热保温；所述复配溶剂中含有邻氯二苯和D60；
2)移料至烘焙釜，搅拌，加热，釜内温度升至168℃以上后保温30-90min，进行保温反应，保温反应过程中，对气相出料进行冷凝、脱水脱溶剂；
3)保温反应结束后，气相出料进入分水器，控制分水器出口气相温度在90-110℃，常压脱水8-14h；
4)脱水结束后，取样检测，待2B油含量降至0.5％以下后，进行真空烘焙干燥，氨基值≥98％后，冷却物料，出料，得产品。
进一步，步骤1)的滴加浓硫酸过程中，体系温度不超过110℃。
又，所述复配溶剂中邻二氯苯和D60的质量比为9：1-3：2。
又，步骤2)中，脱水脱溶剂时，通过控制冷却水通量，保持常压脱水。
优选地，步骤1)中，保温温度为120-135℃，保温时间1.5-2.5h。
又，步骤2)中，保温反应温度170-185℃。
进一步，步骤3)中，分水器出口气相温度：95-105℃，脱水时间：10-13h。
又，步骤4)中，烘焙干燥温度为130-150℃。
本发明的复配溶剂的选择主要考虑其沸点、惰性、及分散性，选用邻二氯苯与D60的复配溶剂，二者沸点接近，以邻二氯苯为主体，控制反应温度，D60可调节体系极性，改善体系分散性。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用惰性有机溶剂为分散剂，将2B油与浓硫酸在液相分散剂中进行磺化、转位反应，在烘焙前已完成磺化转位反应，产物经过脱水、干燥得到2B酸，脱除的溶剂和水，静置分层后，分别进行回用。
本发明省去了碱溶、脱色、过滤、酸析、脱水、干燥等精制过程，这些过程是目前2B酸生产过程中产生大量废水的原因，省去这些步骤后，可将现有工艺中生产每吨产品产生的25吨废水，降至200kg，使三废大大减少，无固体废物，废气、废水量极少且易处理，也降低了能耗；就磺化工艺而言，是一种突破，具有转化率高、低碳化、工序少、能耗低的优点。
本发明在液相中进行脱水转位，直接制得高品质2B酸，白度在67％以上，比现有工艺的50％左右，提高了30％以上，提升了氨基值和2B酸含量，降低了氨不容物比例和水分含量。
附图说明
图1是本发明实施例中的工艺设备图。
图2是本发明实施例中工艺流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图1-2，本发明实施例投料过程中，硫酸在1小时左右滴完，加完升温，保温，后根据烘焙釜情况，进行移料升温，控制热油出口温度，出水出溶剂。之后关闭老气相管，切入分水器，控制分水器出口气相温度，常压脱水。
脱水完成后，取样检测，液相色谱2B酸含量大于97％，即拉真空烘焙，控制热油出口180℃以上，真空烘干5h，取样检测合格，冷料2h，出料；通过液相色谱，检测样品，2B油含量降至≤0.5％，拉真空，低温烘干，至无回流后，取样，测氨基值，若合格(≥98％)，则进行冷料；若不合格，则继续烘焙至合格；待物料冷却后，放料至混料机中，混料，移至包装房打包，得产品。
脱出的溶剂和水，由移液泵打入分离槽，静置分层后，溶剂回溶剂大槽回用；水打入回用水槽，用于精品水解；夹层打入蒸馏釜蒸馏，馏分经冷凝，由接收槽接受后，再次打入分离槽，静止分层后，溶剂由泵打入溶剂储槽回用，水打入回用水槽，生产每吨产品产生废水200kg
实施例1
含量99.7％2B油700kg，分散剂(二氯苯：D60＝3：2，质量比)1900kg，投入磺化反应釜中；经50min加完98％浓硫酸493kg，经冷却循环水温度控制100℃以下；硫酸加完后开始升温，温度126℃保温2h，移料至烘焙釜升温至釜温168℃，进行脱水转位反应，烘焙釜导热油出油口温度控制在190℃左右；保温出水出溶剂30min后切换至分水器，控制分水器出口气相温度在96℃，保温常压脱水12h；待12h结束后取样检测，液相色谱2B酸含量为98.4％，开始拉真空烘干干燥，控制烘焙釜导热油出油口温度180℃，干燥5h，取样检测：氨基值98.14％、白度74.3、水分0.26％、氨不溶0.31％；液相色谱：2B酸含量99.55％、2B油含量0.33％，样品合格，降温冷料2h，出料。
实施例2
含量99.7％2B油695kg，分散剂(二氯苯：D60＝9：1，质量比)1900kg，投入磺化反应釜中；经55min加完98％浓硫酸487.65kg，经冷却循环水温度控制100℃以下；硫酸加完后开始升温，温度130℃保温2h，移料至烘焙釜升温至釜温170℃，烘焙釜导热油出油口温度控制在190℃左右；保温出水出溶剂30min后切换至分水器，控制分水器出口气相温度在95℃，保温常压脱水12h；待12h结束后取样检测，液相色谱2B酸含量为97.9％，开始拉真空烘干干燥，控制烘焙釜导热油出油口温度180℃，干燥5.5h，取样检测：氨基值98.20％、白度80.6、水分0.24％、氨不溶0.32％；液相色谱：2B酸含量99.71％、2B油含量0.19％，样品合格，降温冷料2.2h，出料。
实施例3
含量99.7％2B油694.8kg，分散剂(二氯苯：D60＝7：3，质量比)1900kg，投入磺化反应釜中；经60min加完98％浓硫酸487.8kg，经冷却循环水温度控制100℃以下；硫酸加完后开始升温，温度130℃保温2h，移料至烘焙釜升温至釜温168℃，烘焙釜导热油出油口温度控制在190℃左右；保温出水出溶剂30min后切换至分水器，控制分水器出口气相温度在96℃，保温常压脱水13h；待13h结束后取样检测，液相色谱2B酸含量为98.5％，开始拉真空烘干干燥，控制烘焙釜导热油出油口温度180℃，干燥5h，取样检测：氨基值98.20％、白度67.6、水分0.22％、氨不溶0.35％液相色谱：2B酸液相含量99.79％、2B油含量0.17％，样品合格，降温冷料2h，出料。
实施例4
含量99.7％2B油700kg，分散剂(二氯苯：D60＝6.5：3.5，质量比)1900kg，投入磺化反应釜中；经50min加完98％浓硫酸491.05kg，经冷却循环水温度控制100℃以下；硫酸加完后开始升温，温度130℃保温2h，移料至烘焙釜升温至釜温170℃，烘焙釜导热油出油口温度控制在190℃左右；保温出水出溶剂30min后切换至分水器，控制分水器出口气相温度在96℃，保温常压脱水12h；待12h结束后取样检测，液相色谱2B酸含量为97.8％，开始拉真空烘干干燥，控制烘焙釜导热油出油口温度180℃，干燥5h，取样检测：氨基值98.62％、白度81.6、水分0.08％、氨不溶0.32％；液相色谱：2B酸含量99.72％、2B油含量0.16％，样品合格，降温冷料2h，出料。
实施例5
含量99.7％2B油700kg，分散剂(二氯苯：D60＝7.5：2.5，质量比)1900kg，投入磺化反应釜中；经50min加完98％浓硫酸491.05kg，经冷却循环水温度控制100℃以下；硫酸加完后开始升温，温度130℃保温2h，移料至烘焙釜升温至釜温170℃，烘焙釜导热油出油口温度控制在190℃左右；保温出水出溶剂30min后切换至分水器，控制分水器出口气相温度在96℃，保温常压脱水12h；待12h结束后取样检测，液相色谱2B酸含量为97.4％，开始拉真空烘干干燥，控制烘焙釜导热油出油口温度180℃，干燥5h，取样检测：氨基值98.54％、白度79.3、水分0.30％、氨不溶0.32％；液相色谱：2B酸含量99.62％、2B油含量0.32％，样品合格，降温冷料2h，出料。
将实施例1-5的产品进行测试，性能数据参见表1。
表1
指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
氨基值％ 98.14 98.30 98.20 98.62 98.54
白度 74.3 80.6 67.6 81.6 79.3
水分％ 0.26 0.24 0.23 0.08 0.30
氨不容％ 0.31 0.32 0.35 0.32 0.32
2B酸％ 99.55 99.71 99.79 99.72 99.62
2B油％ 0.33 0.19 0.17 0.16 0.32
对比例1-5
以二氯苯做溶剂，在磺化釜中进行硫酸的配伍滴加，保温一定时间后，放料至烘培釜，升温至170℃，保温一定时间后，拉真空，然后继续烘焙，至取样合格，放料，经碱溶、脱色、过滤、酸析、脱水、干燥等精制过程，得对比例产品1-5，生产每吨产品产生的25吨废水。
将对比例的产品进行测试，性能数据参见表2。
表2
由表1、表2可以看出，本发明产品的色泽、品质有明显提升，且工艺稳定性较好，可以进行大生产推广。

Claims (8)

1.一种液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，包括以下步骤：
1)将2B油和复配溶剂加入反应釜，滴加浓硫酸，滴加结束后，加热保温；所述复配溶剂含有邻氯二苯和D60；
2)移料至烘焙釜，搅拌，加热，釜内温度升至168℃以上后保温30-90min，进行保温反应，保温反应过程中，对气相出料进行冷凝、脱水脱溶剂；
3)保温反应结束后，气相出料进入分水器，控制分水器出口气相温度在90-110℃，常压脱水8-14h；
4)脱水结束后，取样检测，待2B油含量降至0.5％以下后，进行真空烘焙干燥，氨基值≥98％后，冷却物料，出料，得产品。
2.根据权利要求1所述液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，其特征在于，步骤1)的滴加浓硫酸过程中，体系温度不超过110℃。
3.根据权利要求1所述液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，其特征在于，步骤2)中，脱水脱溶剂时，控制冷却水通量，以保持常压脱水。
4.根据权利要求1所述液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，其特征在于，所述复配溶剂中邻二氯苯和D60的质量比为9：1-3：2。
5.根据权利要求1所述液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，其特征在于，步骤1)中，保温温度为120-135℃，保温时间1.5-2.5h。
6.根据权利要求1所述液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，其特征在于，步骤2)中，保温反应温度170-185℃。
7.根据权利要求1所述液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，其特征在于，步骤3)中，分水器出口气相温度为95-105℃，脱水时间10-13h。
8.根据权利要求1所述液相烘焙法制备3-氯对甲苯胺-6-磺酸的方法，其特征在于，步骤4)中，烘焙干燥温度为130-150℃。
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