CN110642754A - 一种1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种1‑萘胺‑4‑磺酸钠的制备工艺，包括甲萘胺熔解、甲萘胺与硫酸磺化反应、纯碱与磺化反应产物进行的中和反应、对磺化反应产生的副产物的萃取、对1‑萘胺‑4‑磺酸钠和硫酸钠混合物料采用浓缩、结晶、脱水的方法获得产品的生产工序；此外，还包括对生产线产生的母液进行浓缩、结晶、脱水处理，以及萃取剂的回收利用工序。本发明所提供的1‑萘胺‑4‑磺酸钠的制备工艺，具有材料利用率高，节约成本的优势。

Description

一种1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺

技术领域

本发明涉及1-萘胺-4-磺酸钠的制备领域，具体涉及一种1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺。

背景技术

1-萘胺-4-磺酸钠是一种偶氮染料中间体，用于生产尼文酸，也可作为亚硝酸盐和碘中毒的解药等。

目前，1-萘胺-4-磺酸钠的主要生产方法是由甲萘胺磺化法进行生产，其主要的生产过程是：甲萘胺溶解后和硫酸先后真空抽入磺化釜进行磺化反应，而后加水调整比重进入中和池加碱进行中和反应，接着采用邻二氯苯萃取杂质，然后将剩余的溶液浓缩、结晶、脱水即可制得1-萘胺-4-磺酸钠的水合结晶体。

然而，现有的生产工艺中，普遍存在因原料转化率低导致产品获得率低的缺点，具体表现在多个工序中，如：磺化反应时磺化反应釜内的环境不佳，浓缩、结晶的操作过程不当，对生产过程中所产生的母液回收效率低等，本发明针对上述缺陷，提供一种生产效率高的1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种节约材料、制备效率高的1-萘胺-4-磺酸钠制备工艺，具体方案如下：

一种1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：通过水浴池将晶体状的甲萘胺熔为液态，液态的甲萘胺存储在甲萘胺储罐内；

步骤2：将所述甲萘胺储罐内的甲萘胺泵入设有夹套的磺化反应釜，再向所述磺化反应釜内泵入硫酸并搅拌，所述夹套内通入蒸汽对磺化反应釜进行加热，使磺化反应釜内的温度保持在380℃-450℃，通过真空喷射泵使磺化反应釜内的压强保持在-80kpa--60kpa，反应100min-120min后，打开所述夹套，使磺化反应釜内的温度冷却至200℃-250℃，再向磺化反应釜内注入适量的水调整物料比重；

步骤3：将步骤2中磺化反应釜内的物料卸入中和池，向所述中和池内加入纯碱并搅拌，使系统物料的PH值保持在6.9-7.1，再加入适量清水调整系统物料比重，并抽入中和物料储罐存放；

步骤4：将所述中和物料储罐内物料泵入设有夹套的萃取釜内，所述夹套内通入蒸汽使得萃取釜内的温度保持在70℃-80℃，然后向所述萃取釜内滴加邻二氯苯，搅拌45min并静置2h后，由萃取釜底部的邻二氯苯分离器分离出粗邻二氯苯，所述粗邻二氯苯泵入粗邻二氯苯储罐；重复上述方式向一次萃取后的邻二氯苯分离器内继续滴加邻二氯苯进行二次萃取，二次萃取后，萃取釜上层物料送入翻锅，底部分离出的粗邻二氯苯泵入所述粗邻二氯苯储罐；

步骤5：将所述翻锅内的物料泵入设有夹套的浓缩釜，对所述夹套通入蒸汽使浓缩釜内的温度达到100℃，9.5h-10h后浓缩结束；然后将物料送入设有夹套的结晶釜降温结晶，4.5h-5h后，结晶结束；将所述结晶釜内的物料卸入放料槽内，所述放料槽的中部设有漏板，所述漏板上层铺设滤布，所述滤布上的结晶料送入离心机离心脱水处理，取样分析合格后即为1-萘胺-4-磺酸钠，渗入所述放料槽内的母液泵入母液水储罐暂存。

基于上述，所述硫酸的浓度为85%-88%。

基于上述，所述甲萘胺储罐设有夹套，所述夹套通入蒸汽使甲萘胺储罐内的温度控制在60℃-70℃。

基于上述，所述结晶釜设有夹套，所述夹套通循环冷却水，所述结晶釜内的温度最终降至28℃-30℃。

基于上述，所述母液水储罐内80%的母液回流至所述步骤3中的中和池内，20%的母液进入回收锅回收处理。

基于上述，所述回收锅设有内盘管，首先向所述内盘管通蒸汽对所述回收锅内母液进行加热浓缩，加热温度控制在95℃-100℃，10h-11h后，向内盘管通入循环冷却水对浓缩好的物料进行冷却结晶，回收锅内最低温度降至28℃-30℃，3h-5h后1-萘胺-4-磺酸钠及硫酸钠结晶析出。

基于上述，所述回收锅内全部物料送入回收放料槽内，所述回收放料槽内部构造与所述放料槽构造相同，结晶物料经滤布过滤后留在滤布上，母液渗过滤布进入回收放料槽内；经过滤后的结晶物料送入离心机离心脱水，得到二级品，所述二级品回用于所述步骤3；所述回收放料槽内的母液及离心产生的母液泵入废母液水储罐暂存。

基于上述，将粗邻二氯苯储罐中物料泵入水洗锅，首先静置4h-5h，搅拌50min，然后再静置4h-5h，搅拌50min，再静置3h-4h，然后加水对粗邻二氯苯进行三次水洗，上层水洗料进入母液处理系统处理，下层料打入蒸馏釜。

基于上述，将蒸汽通入所述蒸馏釜的夹套加热，蒸馏采用减压蒸馏，温度不高于100℃，蒸馏时间为7h-8h，蒸馏出的邻二氯苯经热交换器、盘管冷却器以及邻二氯苯分离器冷却分离后泵入储罐，重新回用于所述步骤4。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明具有以下优点：

1、本发明中步骤2为甲萘胺与浓硫酸所进行的磺化反应，通过将磺化反应釜内的温度保持在380℃-450℃，磺化反应釜内的压强保持在-80kpa--60kpa，使得甲萘胺的转化率达到93%-98%，1-萘胺-4-磺酸得率达到90%-92%，相比于传统磺化反应工艺，材料转化率更高。

2、本发明中，将结晶、脱水工序所产生的母液大部分回用于步骤3进行中和处理，小部分母液重新进行结晶、脱水处理制得二级品，而二级品再次回用于步骤3进行中和处理，此方案设计在保证对母液进行回收利用的同时尽可能的保证了回收效率，节约资源。

3、本发明中将粗邻二氯苯储罐内的物料泵入水洗锅处理，而后下层料进入蒸馏釜处理。此种处理方式使得粗邻二氯苯的回收率达到70%-75%，具有回收利用率高的特点。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

本发明提供一种1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，包括甲萘胺熔解、磺化、中和、萃取、浓缩、结晶、脱水等，此外，工程对主体生产线产生的母液进行浓缩、结晶、脱水处理。具体工艺流程如下：

（1）甲萘胺熔解

原料甲萘胺为结晶体，熔点为50℃，采用铁桶包装。使用之前需将甲萘胺熔化使之呈液态。工程设置两个3m×1.5m×1m的水浴池。备料时，由电葫芦将铁桶装甲萘胺吊入水浴池内（包装桶密封），然后向水浴池内通蒸汽使温度上升并控制在100℃左右，约2.5h后甲萘胺熔解为液态。熔解完成后打开甲萘胺包装桶上盖（口径约5cm），将物料输送管道通入桶内，甲萘胺沿管道真空泵入甲萘胺储罐暂存。甲萘胺储罐设夹套，夹套通蒸汽实现储罐内物料的保温，温度控制在60℃-70℃。

（2）磺化反应

①工艺原理

甲萘胺和浓硫酸在一定温度、压强条件下发生磺化反应得到1-萘胺-4-磺酸。需要注意的是，由于磺化反应生成水，随着反应的进行，硫酸浓度逐渐下降，反应速率减慢，因此磺化工序使用过量硫酸。

②工艺流程

用真空泵将98%浓硫酸泵入硫酸计量罐，与此同时向硫酸计量罐下方的配酸槽内注入适量水，然后将计量罐内的硫酸慢慢加入配酸槽，配置成浓度不低于80%硫酸。

将液相甲萘胺和配置好的硫酸先后真空泵入磺化反应釜，并搅拌。加热炉产生的热气进入磺化反应釜夹套内使温度升高并保持在400℃左右，同时采用真空喷射泵控制釜内压强在-80KPa左右。釜内的物料在高温下脱水，并进行分子内重排，生成1-萘胺-4-磺酸。约110min后磺化反应结束，打开磺化反应釜夹套使外界自然风进入夹套降低温度，约20min后釜内物料冷却至200℃-250℃，此时向釜内注入一定量的水调整系统物料比重。加热炉以煤层气为燃料。

（3）中和

①工艺原理

工程采用纯碱与1-萘胺-4-磺酸发生中和反应生成1-萘胺-4-磺酸钠，同时，纯碱中和磺化工序过量的硫酸。

②工艺流程

磺化反应釜内物料冷却后由釜底出料口卸入料槽并进入中和池，然后向中和池内加入一定量的纯碱，搅拌，使系统物料PH控制在7左右，再加入一定量清水及后续脱水工段产生的母液等调整系统物料比重，并抽入中和物料储罐。

（4）萃取

①工艺原理

磺化反应过程伴随着副反应发生，副反应产物可能是胺合物、磺酸合物，也可能是高温过程产生的有机碳化物，统称为焦化物。为避免焦化物进入产品影响产品质量，需将其萃取出来。工程利用1-萘胺-4-磺酸钠不溶于氯苯而焦化物溶于氯苯的特点，选用邻二氯苯作为萃取剂。

②工艺流程

将萃取剂邻二氯苯原料桶上盖打开并通入物料输送管，采用真空泵将一定量的邻二氯苯泵入计量罐，备用；

将中和物料储罐中的物料泵入萃取釜，萃取釜内设夹套，通蒸汽控制温度在75℃左右。然后向萃取釜内滴加邻二氯苯，搅拌45min并静置2h后，由萃取釜底部邻二氯苯分离器分离出粗邻二氯苯，并将其泵入粗邻二氯苯储罐。利用相同方法向一次萃取后的水相中继续滴加邻二氯苯进行二次萃取。二次萃取后萃取釜上层物料送入翻锅，底部分离出的粗邻二氯苯泵入粗邻二氯苯储罐。

（5）浓缩、结晶、脱水

①工艺原理

利用1-萘胺-4-磺酸钠比硫酸钠更易溶于水的特点，浓缩后采用降温结晶的方式使物料中1-萘胺-4-磺酸钠首先结晶出来，经过滤将结晶料与未结晶料即母液分离，最后对结晶料进行进一步的离心脱水，即得到产品。对于母液，工程设计一部分回用至中和工段用于调整系统物料比重，剩余部分进入母液处理单元进行处理。

②工艺流程

将翻锅内的物料泵入浓缩釜，釜夹套通蒸汽使温度达到100℃左右，约9.5h后浓缩结束，物料送入结晶釜进行降温结晶。结晶釜夹套通循环冷却水降温，随着温度的降低（温度最终降至30℃左右），1-萘胺-4-磺酸钠逐渐结晶析出（硫酸钠未结晶），5h左右结晶结束。将结晶釜内全部物料泻入放料槽内，放料槽中部设漏板，漏板上层铺滤布（滤径400-600目），已结晶物料（1-萘胺-4-磺酸钠）及水不溶物经滤布过滤后留在滤布上，母液（硫酸钠、未结晶1-萘胺-4-磺酸钠及水）通过滤布进入放料槽内。经过滤后的结晶料送入离心机离心脱水，取样分析合格后称重包装即为产品。放料槽内的母液及离心机产生的母液泵入母液水储罐暂存。

（6）母液处理

结晶、脱水工序均产生母液，工程设计80%的母液回用于中和工序，20%的母液进入回收锅回收处理。回收锅设内盘管，首先向内盘管通蒸汽对回收锅内母液进行加热浓缩，温度控制在100℃左右，约11h后浓缩结束，此时向内盘管通循环冷却水对浓缩好的物料进行冷却结晶，随着温度的降低（温度最终降至28℃左右），1-萘胺-4-磺酸钠及硫酸钠结晶析出（4小时左右）。将回收锅内全部物料送入回收放料槽内，回收放料槽内部构造与放料槽构造相同。已结晶物料经滤布过滤后留在滤布上，母液（部分未结晶的硫酸钠、1-萘胺-4-磺酸钠及水）通过滤布进入回收放料槽内。经过滤后的结晶料送入离心机离心脱水，即得到二级品。而回收放料槽内的母液及离心产生的母液泵入废母液水储罐暂存。

由于二级品中1-萘胺-4-磺酸钠质量分数仅能达到50%-60%，工程设计将二级品回用于中和工段；废母液中1-萘胺-4-磺酸钠占14%，硫酸钠占12%，其余均为水，工程拟将其外售综合利用。

（7）邻二氯苯回收

将粗邻二氯苯储罐中物料泵入水洗锅，首先静置5个小时，搅拌50min，然后再静置4个小时，搅拌50min，再静置3个小时；然后加水对粗邻二氯苯进行三次水洗，上层水洗料进入母液处理系统处理，下层料打入蒸馏釜。

将蒸汽通入蒸馏釜夹套加热，蒸馏采用减压蒸馏，温度控制在100℃以下，蒸馏时间为8小时，蒸馏出的邻二氯苯经热交换器、盘管冷却器和邻二氯苯分离器冷却分离后泵入储罐，重新回用于萃取工段。

邻二氯苯回收率约70%。蒸馏釜内的蒸馏残渣由釜底放至收集桶并送至危废仓库暂存。

（8）浓缩水回收

产品生产及母液回收过程中均有浓缩工段，浓缩产生的水经冷凝装置冷凝后回用于中和工段，不外排。

（9）蒸汽冷凝水回收

由于项目萃取、浓缩、蒸馏工段使用蒸汽均采用套管间接加热，产生的蒸汽冷凝水用于循环冷却水等。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：通过水浴池将晶体状的甲萘胺熔为液态，液态的甲萘胺存储在甲萘胺储罐内；

步骤2：将所述甲萘胺储罐内的甲萘胺泵入设有夹套的磺化反应釜，再向所述磺化反应釜内泵入硫酸并搅拌，所述夹套内通入蒸汽对磺化反应釜进行加热，使磺化反应釜内的温度保持在380℃-450℃，通过真空喷射泵使磺化反应釜内的压强保持在-80kpa--60kpa，反应100min-120min后，打开所述夹套，使磺化反应釜内的温度冷却至200℃-250℃，再向磺化反应釜内注入适量的水调整物料比重；

步骤3：将步骤2中磺化反应釜内的物料卸入中和池，向所述中和池内加入纯碱并搅拌，使系统物料的PH值保持在6.9-7.1，再加入适量清水调整系统物料比重，并抽入中和物料储罐存放；

步骤4：将所述中和物料储罐内物料泵入设有夹套的萃取釜内，所述夹套内通入蒸汽使得萃取釜内的温度保持在70℃-80℃，然后向所述萃取釜内滴加邻二氯苯，搅拌45min并静置2h后，由萃取釜底部的邻二氯苯分离器分离出粗邻二氯苯，所述粗邻二氯苯泵入粗邻二氯苯储罐；重复上述方式向一次萃取后的邻二氯苯分离器内继续滴加邻二氯苯进行二次萃取，二次萃取后，萃取釜上层物料送入翻锅，底部分离出的粗邻二氯苯泵入所述粗邻二氯苯储罐；

步骤5：将所述翻锅内的物料泵入设有夹套的浓缩釜，对所述夹套通入蒸汽使浓缩釜内的温度达到100℃，9.5h-10h后浓缩结束；然后将物料送入设有夹套的结晶釜降温结晶，4.5h-5h后，结晶结束；将所述结晶釜内的物料卸入放料槽内，所述放料槽的中部设有漏板，所述漏板上层铺设滤布，所述滤布上的结晶料送入离心机离心脱水处理，取样分析合格后即为1-萘胺-4-磺酸钠，渗入所述放料槽内的母液泵入母液水储罐暂存。

2.根据权利要求1所述的1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，其特征在于：所述硫酸的浓度为85%-88%。

3.根据权利要求1所述的1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，其特征在于：所述甲萘胺储罐设有夹套，所述夹套通入蒸汽使甲萘胺储罐内的温度控制在60℃-70℃。

4.根据权利要求1所述的1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，其特征在于：所述结晶釜设有夹套，所述夹套通循环冷却水，所述结晶釜内的温度最终降至28℃-30℃。

5.根据权利要求1所述的1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，其特征在于：所述母液水储罐内80%的母液回流至所述步骤3中的中和池内，20%的母液进入回收锅回收处理。

6.根据权利要求5所述的1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，其特征在于：所述回收锅设有内盘管，首先向所述内盘管通蒸汽对所述回收锅内母液进行加热浓缩，加热温度控制在95℃-100℃，10h-11h后，向内盘管通入循环冷却水对浓缩好的物料进行冷却结晶，回收锅内最低温度降至28℃-30℃，3h-5h后1-萘胺-4-磺酸钠及硫酸钠结晶析出。

7.根据权利要求6所述的1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，其特征在于：所述回收锅内全部物料送入回收放料槽内，所述回收放料槽内部构造与所述放料槽构造相同，结晶物料经滤布过滤后留在滤布上，母液渗过滤布进入回收放料槽内；经过滤后的结晶物料送入离心机离心脱水，得到二级品，所述二级品回用于所述步骤3；所述回收放料槽内的母液及离心产生的母液泵入废母液水储罐暂存。

8.根据权利要求1所述的1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，其特征在于：将粗邻二氯苯储罐中物料泵入水洗锅，首先静置4h-5h，搅拌50min，然后再静置4h-5h，搅拌50min，再静置3h-4h，然后加水对粗邻二氯苯进行三次水洗，上层水洗料进入母液处理系统处理，下层料打入蒸馏釜。

9.根据权利要求8所述的1-萘胺-4-磺酸钠的制备工艺，其特征在于：将蒸汽通入所述蒸馏釜的夹套加热，蒸馏采用减压蒸馏，温度不高于100℃，蒸馏时间为7h-8h，蒸馏出的邻二氯苯经热交换器、盘管冷却器以及邻二氯苯分离器冷却分离后泵入储罐，重新回用于所述步骤4。