CN115850126A - 一种连续法dsd酸的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及C07C领域，更具体地，本发明涉及一种连续法DSD酸的制备方法及其应用。连续法DSD酸的制备方法，包括：将第一反应器和第二反应器相连，并向第一反应器中添加水和铁粉，接着在搅拌的条件下加入氯化铵，加热搅拌，当pH为5‑6时滴加DNS钠盐溶液，保温反应。本申请采用连续法还原技术，相对于现有技术中间歇性还原技术，使得还原工艺在实际生产中更有效率，在保证转化率的同时，缩短了生产周期，降低了生产能耗与成本，满足不同客户需求，得到目前同行业领先水平。
Description
技术领域
本发明涉及C07C领域，更具体地，本发明涉及一种连续法DSD酸的制备方法及其应用。
背景技术
4，4-二氨基二苯乙烯-2，2-二磺酸(DSD酸)是制备荧光增白剂、茋氏染料、直接染料、活性染料的重要中间体。中国专利CN200510122440提供了一种DSD酸的制备方法，通过将铁粉和水混合，加入醋酸钠、甲酸后，加热回流一段时间，然后加入DNS钠盐，反应，调整pH后，除去铁泥，再次调整pH，即得。该方法不仅反应后需要过滤掉产生的大量的铁泥，同时在反应过程中，铁粉表面会钝化，反应时间长，而且在添加DNS钠盐的初期，pH波动范围大，产品的质量控制性差。
因此，需要提供一种新型的DSD酸的制备方法，解决目前工艺中生产周期长，产品质量不易控制的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种连续法DSD酸的制备方法，包括：将第一反应器和第二反应器相连，并向第一反应器中添加水和铁粉，接着在搅拌的条件下加入氯化铵，搅拌溶解后，滴加DNS钠盐溶液，保温反应。
在一种实施方式中，所述滴加DNS钠盐溶液后，控制pH为4-8，进行保温反应。
在本申请连续法DSD酸的制备方法中，由于第一反应器和第二反应器相连，在滴加DNS钠盐溶液的过程中，通过溢流的方式反应溶液可以从第一反应器溢流进入第二反应器。
在一种实施方式中，第二反应器的温度条件与第一反应器保持相同，观察第二反应器的液位，到达指定液位4-5m时，向第一反应器再次加入铁粉与氯化铵。
目前DSD酸的工业生产是间歇性还原法，即铁粉还原硝基直接得到氨基。然而该方法在反应过程中产出大量的铁泥，并会钝化铁粉表面，使得反应速度随着反应的进行，反应速率越来越慢，故相应投入的DNS的加料速度越来越慢。投料结束后需要长时间保温，生产周期长，而且，传统工艺在投加DNS钠盐的初期，伴随pH值的波动，使得产品质量难以控制。申请人在实验中意外的发现，通过将两个反应器相连，通过溢流的方式，反应溶液从第一反应器溢流进入第二反应器，并控制向第一反应器中加料的时间，此时将还原反应由间歇性变为连续性反应，可以大大的缩短生产周期，更好的控制pH值。实际生产能够更好的进行。节约生产成本，提高企业竞争力。申请人认为可能的原因是通过溢流的方式，控制DNS钠盐溶液和铁粉的接触反应，使其反应更为连续化，降低铁粉的钝化。
在一种实施方式中，所述DNS钠盐溶液的质量浓度为10-40％，优选为20-30％，例如可以列举的有21％，25％，26％，30％等。
在DSD酸的制备方法中，本领域技术人员一般使用低于20wt％或高于80wt％浓度的DNS钠盐溶液，然而在本申请中，申请人意外的发现，当使用20-30％质量浓度的DNS钠盐溶液时，其滴加速率不仅不会降低，然而可以提高滴加速率，也能够保证避免铁粉钝化，产生大量铁泥的问题，同时还能保证纯度大于90wt％，申请人认为可能的原因是在本申请中连续化还原工艺中，该浓度的DNS钠盐溶液的分子运动性强，可以保证与铁粉充分反应，浓度增大或降低，其存在的空间位阻反而影响与铁粉的接触反应。
优选的，所述DNS钠盐溶液的滴加速率为60-90Kg/h。
在一种实施方式中，在滴加DNS钠盐溶液的过程中，逐渐加快滴加速率，整个滴加DNS钠盐溶液的过程中，控制滴加速率为60-90Kg/h。
申请人在实验中发现，在连续法还原工艺中，得到的产品的色度低于间歇法还原工艺，且申请人在实验中意外的发现，控制DNS钠盐溶液的滴加速率为60-90Kg/h，结合本申请中制备条件，得到的DSD酸的色度正常，申请人认为可能的原因是此时在溢流至第二反应器的操作状态下，整个反应过程较为平稳，降低了有机杂质的产生。
此外，申请人意外的发现，在本申请连续化还原工艺中，控制DNS钠盐溶液的浓度以及滴加速率，得到的DSD酸的产品质量稳定，解决了间歇还原工艺中批次间或者批次内质量不稳定的问题，可能是由于在该过程中，第一反应器和第二反应器中的反应合成物对反应物无不良影响，分子链运动性和反应速率稳定。
在一种实施方式中，所述水、铁粉、氯化铵的重量比为(25-30)：(11-16)：1。
本申请所述DNS钠盐溶液是一直滴加的。
在本申请中连续法DSD酸的制备方法中，涉及到的强搅拌操作为本领域技术人员所熟知的。
在一种实施方式中，加入氯化铵之后，加热搅拌的温度为80-120℃，可以列举的有80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、110℃、115℃、120℃等。
优选的，加入氯化铵之后，搅拌的时间为30-60min。
本申请所述DNS钠盐溶液的制备方法为本领域技术人员熟知的铁纳方法，采用对硝基甲苯，发烟硫酸为原料经过氧化生成DNS钠盐溶液，反应结束后，配比成不同浓度的DNS钠盐溶液。
本发明第二个方面提供了一种所述连续法DSD酸的制备方法制备得到的DSD酸在制备荧光增白剂、茋氏染料、直接染料、活性染料中的应用。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本申请采用连续法还原技术，相对于现有技术中间歇性还原技术，使得还原工艺在实际生产中更有效率，在保证转化率的同时，缩短了生产周期，降低了生产能耗与成本，满足不同客户需求，得到目前同行业领先水平；
(2)本申请中连续性的生产工艺，保证了生产的稳定性；
(3)本申请通过采用连续性还原法得到DSD酸，产品指标正常，液相含量大于90wt％，色度、PH均正常。且本申请中工艺避免了铁粉钝化而引发的投料速度受限问题。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
实施例1
连续法DSD酸的制备方法如下：
第一反应器和第二反应器相连，向第一反应器加入一次水180.73g和铁粉80g，在强搅拌的条件下加入氯化铵7.25g，加热升温至120℃，保持搅拌40min，搅拌溶解后，开始滴加20wt％DNS溶液，开始滴加速率为60kg/h，后期缓慢加快滴加速率，最高滴加速率不高于90kg/h，第二反应器保温反应0.5h后，加入液碱控制反应溶液pH为8。由于第一反应器和第二反应器相连，通过溢流的方式反应溶液可以从第一反应器溢流进入第二反应器，第二反应器的条件与第一反应器保持相同，看第二反应器的液位，到达指定液位4m时，向第一反应器加入2吨铁粉与150Kg氯化铵。
抽滤得到DSD酸，色度为0.147，经高压液相色谱分析，纯度为97.345wt％。
其中，色度测试方法如下：
称取无水碳酸钠5.0g和四硼酸钠19.0g(精确至0.1g)，放入100mL烧杯中，用少量蒸馏水溶解，移入1000mL棕色容量瓶中，然后用蒸馏水稀释至刻度摇匀备用。
称取按总氨基值折成100％的试样0.5g(精确至0.0001g)，用上述稀释液将试样溶解，然后移入100mL棕色容量瓶中，稀释至刻度。
以纯水为参照物，用10mm石英比色皿，在30min内用分光光度计分别测定试样溶液440nm、460nm、500nm滤长处的吸光度。
色度(ΣOD)按下式计算:
ΣOD＝0D(440nm)+OD(460nm)+OD(500nm)，
式中:OD(440nm)-440nm处的吸光度；
OD(460nm)-460nm处的吸光度；
OD(500nm)-500nm处的吸光度。
实施例2
连续法DSD酸的制备方法如下：
第一反应器和第二反应器相连，向第一反应器加入一次水177.31g和铁粉90.21g，在强搅拌的条件下加入氯化铵5.85g，加热升温至80℃，保持搅拌40min，搅拌溶解后，开始滴加30wt％DNS溶液，开始滴加速率为60kg/h，后期缓慢加快滴加速率，最高滴加速率不高于90kg/h，第二反应器保温反应1h后，加入液碱控制反应溶液pH为10。由于第一反应器和第二反应器相连，通过溢流的方式反应溶液可以从第一反应器溢流进入第二反应器，第二反应器的条件与第一反应器保持相同，看第二反应器的液位，到达指定液位5m时，向第一反应器加入1.5吨铁粉与70Kg氯化铵。
抽滤得到DSD酸，色度为0.207，经高压液相色谱分析，纯度为85.271wt％。
实施例3
连续法DSD酸的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，滴加50wt％DNS溶液,得到DSD酸色度为0.342，纯度为90.551wt％。
实施例4
连续法DSD酸的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，延长保温时间为3h，得到DSD酸色度为0.193，纯度为96.913wt％。
Claims (10)
1.一种连续法DSD酸的制备方法，其特征在于，包括：将第一反应器和第二反应器相连，并向第一反应器中添加水和铁粉，接着在搅拌的条件下加入氯化铵，搅拌溶解后，滴加DNS钠盐溶液，保温反应。
2.根据权利要求1所述连续法DSD酸的制备方法，其特征在于，所述DNS钠盐溶液的质量浓度为10-40％。
3.根据权利要求2所述连续法DSD酸的制备方法，其特征在于，DNS钠盐溶液的滴加速率为60-90Kg/h。
4.根据权利要求3所述连续法DSD酸的制备方法，其特征在于，在滴加DNS钠盐溶液的过程中，逐渐加快滴加速率，整个滴加DNS钠盐溶液的过程中，控制滴加速率为60-90Kg/h。
5.根据权利要求4所述连续法DSD酸的制备方法，其特征在于，加入氯化铵之后，加热搅拌的温度为80-120℃。
6.根据权利要求5所述连续法DSD酸的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为30-60min。
7.根据权利要求1-6任一项所述连续法DSD酸的制备方法，其特征在于，所述水、铁粉、氯化铵的重量比为(25-30)：(11-16)：1。
8.根据权利要求7所述连续法DSD酸的制备方法，其特征在于，所述滴加DNS钠盐溶液后，控制pH为4-8，进行保温反应。
9.根据权利要求8所述连续法DSD酸的制备方法，其特征在于，第二反应器的温度条件与第一反应器保持相同，观察第二反应器的液位，到达指定液位4-5m时，向第一反应器再次加入铁粉与氯化铵。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述连续法DSD酸的制备方法制备得到的DSD酸在制备荧光增白剂、茋氏染料、直接染料、活性染料中的应用。
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| 傅启民: "《化学工程》", vol. 1, 30 June 1992, 中国科学技术大学出版社, pages: 222 * |
| 卢俊瑞, 尹宁, 王日鹏, 刘建峰: "洁净工艺生产DSD酸", 染料与染色, no. 05, pages 43 - 45 * |
| 周海滨: ""DSD酸合成新工艺的研究"", 中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士） 工程科技I辑, no. 02, pages 13 - 14 * |
| 戈建华, 程德文: "DSD酸的市场展望", 精细与专用化学品, no. 18, pages 9 * |
| 武汉大学: "《化学工程基础》", vol. 1, 31 July 2001, 高等教育出版社, pages: 278 - 279 * |
| 汪复，于桂香，王佳生: "DSD酸制备新方法的研究", 辽宁化工, no. 05, pages 33 - 35 * |
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