CN116143664A - 一种清洁生产克利夫酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种清洁生产克利夫酸的制备方法,原料经磺化、硝化反应后,采用氨水进行中和反应后,浓缩结晶,并利用DMF(N,N‑二甲基甲酰胺)对浓缩后的体系进行打浆过滤,滤饼得到硫酸铵盐,滤液经蒸馏回收DMF后与氧化镁产生置换反应,用Mg2+置换体系中的NH4 +,置换后,再经过硫氢化钠还原得到1,6‑及1,7‑克利夫酸,与传统工艺相比本发明无硫酸钙固废及铁泥固废产生,降低污染的环境压力,节省了处理大量固废的成本,同时反应过程中产生的硫酸铵盐可以用作其他产品的原料,作为副产品出售,极大提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明属于染料中间体合成技术领域,尤其是涉及一种清洁生产克利夫酸的制备方法。
背景技术
1,6、1,7混合克利夫酸是生产直接混纺染料中重要的中间体,可以用于制造直接耐晒蓝B2R、RGL、BGL、灰LBN、棕RTL、藏青D-R、直接黑FF以及硫化盐CD等很多产品,需求量大,经济价值高。
传统的混合克利夫酸生产过程中用白云石粉中和硫酸,会产生大量的硫酸钙固废,据估算,生产1吨的1,7-克利夫酸可产生18吨左右的硫酸钙固废,且在还原萘硝化物时用铁粉还原,直接产生大量铁泥,对环境造成重大负担,企业处理固废的成本也非常大。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种无硫酸钙固废及铁泥固废产生、降低环境压力、提高经济效益的清洁生产克利夫酸的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种清洁生产克利夫酸的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:磺化反应:使精萘与硫酸发生磺化反应得到2-萘磺酸;
步骤二:硝化反应:使步骤一种得到的2-萘磺酸与硫酸、硝酸进行硝化反应,得到1-硝基-6-萘磺酸和1-硝基-7-萘磺酸混合物;
步骤三:中和反应:向步骤二中得到的混合物中加入水,并升温至95摄氏度,赶硝2小时,赶硝结束后,用氨水调节PH值至7;
步骤四:蒸发浓缩:将步骤三中的混合液置于85摄氏度下蒸发结晶至呈糊状;
步骤五:洗涤分离:将步骤四中的糊状物用DMF对其打浆洗涤抽滤处理,滤饼为硫酸铵盐,滤液为硝化物铵盐的DMF溶液,对滤液蒸馏回收DMF溶液;
步骤六:置换反应:将步骤五中的滤液升温至75摄氏度至90摄氏度之间,加入氧化镁粉,将铵根离子置换为镁离子;
步骤七:还原反应:向步骤六反应后的溶液中加入硫氢化钠的水溶液,升温至40摄氏度至90摄氏度之间,直至液相检测无硝化物为止,并将反应后的溶液蒸馏浓缩,得到克利夫酸镁盐浓缩液;
步骤八:酸析反应:将步骤七中的克利夫酸镁盐浓缩液调节至不同的酸度,析出1,6-克利夫酸和1,7-克利夫酸。
进一步地,步骤一中精萘与硫酸添加量的摩尔比为1:1.05-1:1.3,硫酸的浓度在92%-98%之间,磺化温度在120摄氏度至160摄氏度之间。
进一步地,步骤二中2-萘磺酸、硝酸和硫酸添加量的摩尔比为1:0.9:0.9-1:1.2:2.5,,硝化温度在25摄氏度至60摄氏度之间。
进一步地,步骤三中所用氨水的质量浓度为25%。
进一步地,步骤七中硫氢化钠的水溶液的质量浓度为20%-50%之间。
进一步地,步骤七中得到的克利夫酸镁盐浓缩液的质量浓度为60g/L-120g/L之间。
进一步地,步骤八中将克利夫酸镁盐浓缩液加热至30摄氏度,搅拌2小时,过滤滤饼为1,6-克利夫酸镁盐,经调酸后即为1,6-克利夫酸湿品;将滤液升温至80摄氏度,加入质量浓度为50%-60%的硫酸至刚果红试纸变兰,降温过滤,滤饼即为1,7-克利夫酸湿品。
与现有技术相比,本发明具有的优点和有益效果是:
本发明的清洁生产1,6-及1,7-混合克利夫酸的工艺,原料经磺化、硝化反应后,采用氨水进行中和反应后,浓缩结晶,并利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)对浓缩后的体系进行打浆过滤,滤饼得到硫酸铵盐,滤液经蒸馏回收DMF后与氧化镁产生置换反应,用Mg2+置换体系中的NH4 +,置换后,再经过硫氢化钠还原得到1,6-及1,7-克利夫酸,与传统工艺相比本发明无硫酸钙固废及铁泥固废产生,降低污染的环境压力,节省了处理大量固废的成本,同时反应过程中产生的硫酸铵盐可以用作其他产品的原料,作为副产品出售,极大提高了经济效益。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的技术方案及技术方案中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体技术方案的限制。
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下,基于本发明所获得的所有其他实施例,均属于本发明保护的范围。
本发明提供一种清洁生产克利夫酸的制备方法,具体地,1,6-克利夫酸和1,7-克利夫酸制备方法,包括如下步骤:
步骤一:磺化反应:
在三口瓶中投入150克精萘,加热使其融化,当瓶内环境升温至120摄氏度时开始滴加148.5克硫酸(质量浓度为96.5%),边加边升温至160摄氏度,滴加完成后保温1小时继续补加24克精萘,再保温反应1小时,得到2-萘磺酸。
步骤二:硝化反应:
将步骤一中所得的2-萘磺酸溶液液降温至100摄氏度以下,滴加228克硫酸(质量浓度为96.5%)稀释,滴加完成后降温至36摄氏度至40摄氏度之间,并缓慢滴加35.9克硝酸(质量浓度为67%),加完后在36摄氏度至40摄氏度下保温反应2小时。
步骤三:中和反应:
向反应瓶缓慢加入690毫升水并将体系升温至95摄氏度赶硝2小时,赶硝结束后,用氨水(质量浓度为25%)调节PH至7。
步骤四:蒸发浓缩:
将步骤三中得到的混合液置于85摄氏度下蒸发结晶至呈糊状。
步骤五:洗涤分离:
将步骤四中得到的糊状物用3升DMF(N,N-二甲基甲酰胺)对其打浆洗涤抽滤处理,滤饼为硫酸铵盐,此无机盐可作为副产品出售,滤液为硝化物铵盐的DMF溶液,滤液蒸馏回收DMF溶液。
步骤六:置换反应:
检测体系内NH4 +含量,用等摩尔量的氧化镁置换体系内的NH4 +,将硝化物以硝化物镁盐的形式存在。
步骤七:还原反应:
向步骤五得到的滤液中加入2当量的质量浓度为20%-50%的硫氢化钠水溶液,升温至在40摄氏度至90摄氏度之间,至液相检测无硝化物为止。并将反应后的溶液蒸馏浓缩,得到质量浓度在60g/L-120g/L之间的克利夫酸镁盐浓缩液。
步骤八:酸析反应:
将步骤七得到的克利夫酸镁盐浓缩液加热至30摄氏度搅拌2小时,过滤滤饼即为1,6-克利夫酸镁盐,此镁盐经调酸后即为1,6-克利夫酸湿品,滤液升温至80摄氏度,加入50%-60%的硫酸至刚果红试纸明显变蓝,降温过滤,滤饼即为1,7-克利夫酸湿品。
具体的反应过程方程式如下所示:
综上所述,检测1,6-克利夫酸的纯度为96%,1,7-克利夫酸的纯度为92%,并计算1,6-克利夫酸的收率为37%,1,7-克利夫酸的收率为40%,硫酸铵盐的产率为75%,本发明的清洁生产克利夫酸的制备方法,产品纯度高,品质好,并且具有高收率,同时产生的副产品可作为原料出售,提高经济效益。
以上为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种清洁生产克利夫酸的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一:磺化反应:使精萘与硫酸发生磺化反应得到2-萘磺酸;
步骤二:硝化反应:使步骤一种得到的2-萘磺酸与硫酸、硝酸进行硝化反应,得到1-硝基-6-萘磺酸和1-硝基-7-萘磺酸混合物;
步骤三:中和反应:向步骤二中得到的混合物中加入水,并升温至95摄氏度,赶硝2小时,赶硝结束后,用氨水调节PH值至7;
步骤四:蒸发浓缩:将步骤三中的混合液置于85摄氏度下蒸发结晶至呈糊状;
步骤五:洗涤分离:将步骤四中的糊状物用DMF对其打浆洗涤抽滤处理,滤饼为硫酸铵盐,滤液为硝化物铵盐的DMF溶液,对滤液蒸馏回收DMF溶液;
步骤六:置换反应:将步骤五中的滤液升温至75摄氏度至90摄氏度之间,加入氧化镁粉,将铵根离子置换为镁离子;
步骤七:还原反应:向步骤六反应后的溶液中加入硫氢化钠的水溶液,升温至40摄氏度至90摄氏度之间,直至液相检测无硝化物为止,并将反应后的溶液蒸馏浓缩,得到克利夫酸镁盐浓缩液;
步骤八:酸析反应:将步骤七中的克利夫酸镁盐浓缩液调节至不同的酸度,析出1,6-克利夫酸和1,7-克利夫酸。
2.根据权利要求1所述的一种清洁生产克利夫酸的制备方法,其特征在于:步骤一中精萘与硫酸添加量的摩尔比为1:1.05-1:1.3,硫酸的浓度在92%-98%之间,磺化温度在120摄氏度至160摄氏度之间。
3.根据权利要求1所述的一种清洁生产克利夫酸的制备方法,其特征在于:步骤二中2-萘磺酸、硝酸和硫酸添加量的摩尔比为1:0.9:0.9-1:1.2:2.5,硝化温度在25摄氏度至60摄氏度之间。
4.根据权利要求1所述的一种清洁生产克利夫酸的制备方法,其特征在于:步骤三中所用氨水的质量浓度为25%。
5.根据权利要求1所述的一种清洁生产克利夫酸的制备方法,其特征在于:步骤七中硫氢化钠的水溶液的质量浓度为20%-50%之间。
6.根据权利要求1所述的一种清洁生产克利夫酸的制备方法,其特征在于:步骤七中得到的克利夫酸镁盐浓缩液的质量浓度为60g/L-120g/L之间。
7.根据权利要求1所述的一种清洁生产克利夫酸的制备方法,其特征在于:步骤八中将克利夫酸镁盐浓缩液加热至30摄氏度,搅拌2小时,过滤滤饼为1,6-克利夫酸镁盐,经调酸后即为1,6-克利夫酸湿品;将滤液升温至80摄氏度,加入质量浓度为50%-60%的硫酸至刚果红试纸变兰,降温过滤,滤饼即为1,7-克利夫酸湿品。
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