CN1310880C - 在乙萘酚生产中2－萘磺酸钠盐制备的改进工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在乙萘酚生产中2-萘磺酸钠盐制备的改进工艺，其特征在于，在精萘的磺化过程中加入一种助剂，使在磺化过程中硫酸的利用率(理论上不超过50%)提高到50～65%，同时也提高了萘的磺化率，即而降低了磺化物总酸度(10～20%)，减少中和母液生成量，减少了萘磺酸钠盐流失量，保证质量，提高其收率和乙萘酚收率，减少废水排放量，从而降低生产成本，采用本发明，对已有的乙萘酚生产装置来说，生产设备不必作大的改动，很容易实现其技术改造，采用本发明，可减少中和母液20～70%，使2-萘磺酸钠收率提高2～6%，使萘的单耗降至1.1以下。

Description

在乙萘酚生产中2-萘磺酸钠盐制备的改进工艺
                          技术领域
本发明涉及一种有机化工产品生产工艺，更具体地说，涉及乙萘酚的产品生产工艺。
                          背景技术
行内人士皆知，乙萘酚即2-萘酚，其生产工艺过程包括磺化、水解、吹萘、中和、冷却、过滤、碱熔、稀释、酸化、煮沸、干燥、蒸馏等工序(科学出版社1993年出版的精细有机化学品技术手册中有述)，其过程中磺化物(指萘磺化过程产物)总酸度的高低直接影响到吹萘物(指吹萘过程产物)中和时亚硫酸钠溶液的加入量，同时也就决定了中和物液相部分的多少，即中和母液的多少，其多少至关重要，它是2-萘磺酸钠盐流失的主要途径。总之，萘磺化硫酸的利用率(是指磺化消耗的氢根摩尔量与投入的硫酸中氢根摩尔量的比)越高，萘磺化物的总酸度越低，产出的中和母液越少，2-萘磺酸钠盐、乙萘酚的收率就越高，反之，中和母液产出多，2-萘磺酸钠盐、乙萘酚的收率就低。同时，中和母液也是乙萘酚生产中工业废水的主要来源，它的多少直接影响废水处理运行费用的多少。硫酸是两价酸，磺化时可直接起磺化作用的酸(指氢根离子以下同)理论上不超过50％。目前的乙萘酚生产中，磺化过程中硫酸、萘间的投料摩尔比约在1.085∶1左右，反应温度160～165℃。其磺化硫酸的利用率只有45％。更具体地说，以年生产千吨级乙萘酚装置为例，2m3磺化锅，其有1.0MPa压力蒸汽加热夹套及锚式搅拌器搅拌，加入115～120℃的100％的熔融萘1153kg于磺化锅，再加热到135～145℃，在40～50分钟向磺化锅内加入98％浓硫酸972kg，在磺化锅内于160～165℃条件下进行反应，保持2.5～3小时，其生成物即磺化物总酸度(以硫酸计，以下同)为25～27％，游离硫酸7～10％，经水解，用30％液碱180kg，再经吹萘可得到回收萘155kg，用不低于14％亚硫酸钠溶液4976kg中和吹萘物；中和过程在中和锅内进行反应，有法奥里特浆叶式搅拌器搅拌，在真空度不小于-0.053MPa压力下，温度为85～95℃条件下保持45～90分钟；再经冷却分离得含水25％的萘磺酸钠盐2185kg、中和母液4948kg，萘磺酸钠盐损失率13.5％，收率仅为86％。生产每吨2-萘磺酸钠盐产生中和母液3吨，中和母液量大，萘磺酸钠盐损失率高，造成乙萘酚生产的消耗定额高，废水处理量大，生产成本高。
                          发明内容
本发明的目的在于克服现有工艺技术的不足，提供一种新的工艺方法，将萘磺化过程中生成的、不在起磺化剂作用的萘磺酸转变为能起磺化剂作用的硫酸，使萘进一步被磺化，从而提高硫酸的磺化利用率(可突破50％的理论值)和萘的磺化率，即而降低磺化物的总酸度，达到减少中和母液产出量，保证和提高2-萘磺酸钠盐质量和收率，降低环保运行费用，降低乙萘酚生产总成本，提高经济效益的目的。
乙萘酚的生产过程，归纳起来可以简述成以下步骤：
1、精萘与硫酸反应，即磺化过程，生成主要有甲、乙萘磺酸和水，反应为：
Figure C20041001065900042
从理论上说，硫酸(H+)利用率不会超过50％，只能达到45％左右。
2、水解：主反应为2-萘磺酸水解生成萘
副反应为1-萘磺酸水解生成萘：
Figure C20041001065900044
3、吹萘：在液碱存在条件下，部分2-萘磺酸转变成钠盐，将萘吹出。
4、中和：用Na2SO3溶液中和磺化物，
主反应为：    
副反应为：    
              
5、碱熔：2-萘磺酸钠与熔融氢氧化钠反应，生成乙萘酚钠，亚硫酸钠和水主反应为：
Figure C20041001065900046
6、乙萘酚钠酸化过程，与二氧化硫反应，生成乙萘酚和亚硫酸钠，主反应为： ； 。
7、酸化物经煮沸、干燥、蒸馏等过程制得乙萘酚。
本发明主要涉及磺化及中和过程，其基本原理是：在磺化过程中加入助剂，将磺化生成的、不起磺化剂作用的萘磺酸(萘磺酸酸性可与硫酸相比拟)转变为能起磺化剂作用的硫酸，使萘继续进行磺化反应，从而提高硫酸利用率和萘的磺化率(是指被硫酸磺化的萘量与投入萘量的比)，可使硫酸(H+)利用率达50～65％，降低中和母液生成量，减少废水排放量，其特征在于：所述的磺化过程中加入一种助剂无水硫酸钠；磺化过程硫酸、萘、硫酸钠间的投料摩尔比为(0.7～1.05)∶1∶(0.05～0.4)，所加的无水硫酸钠一部分可加入准备进入磺化锅的硫酸内，随硫酸加入磺化锅，这一部分无水硫酸钠的量为加入的硫酸量的0～10％，其余无水硫酸钠要在硫酸加完后再加入磺化锅，此硫酸钠温度要预热至120～180℃，尤以磺化反应过程的温度为佳，无水硫酸钠要在1～1.5小时内均匀地加入，并要继续反应30～60分钟。磺化反应温度160～170℃，在磺化反应后期其上限温度可达反应物料的沸点温度，锚式搅拌器搅拌，在常压下，反应保持3～4小时；所述的中和过程，是指磺化、水解、吹萘后的生成物即吹萘物，同前次生产出的洗涤液进行反应及用前次生产出的中和母液稀释。稀释用的中和母液是前次萘经磺化、水解、吹萘，中和和冷却、分离过程后分离出的中和母液，其多少以能够控制中和物冷却后的液固比(指液固两相的比)落在在(2～3)∶1范围内为佳；洗涤液是指前次生产中用14％(至饱和)的亚硫酸钠洗涤萘磺酸钠盐过程分离出的亚硫酸钠溶液。中和反应在中和锅内进行，中和锅内有搅拌器搅拌，反应温度为85～95℃，在真空度不小于-0.053MPa压力下操作，中和反应保持45～90分钟。
采用本发明生产乙萘酚，可兼容现有的乙萘酚生产过程，对已有的生产装置来说，生产设备不必作大的改动，很容易实现其技术改造。采用本发明，可减少中和母液20～70％，减少环保废水处理费用，2-萘磺酸钠收率可提高2～6％，乙萘酚生产中可使萘的单耗降至1.1以下，即生产每吨乙萘酚产品可以节约精萘50kg以上。
                       附图说明
图1是本发明工艺流程方框图
                         具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细叙述。
实施例1，采用2m3的磺化锅，操作中压力、温度、搅拌、夹套加热，除特别指定的条件外，与目前乙萘酚生产已有装置情况一致；120℃的100％的熔融萘1211kg，加入磺化锅，加热到140℃，在反应开始进行的45分钟内加入98％浓硫酸878kg，在163℃条件下保持2小时，将预热到165℃的无水硫酸钠201kg在1.5小时内均匀地加到磺化锅内，在163℃条件下，保持反应45分钟，得到磺化物总酸度为18.39％，游离硫酸5.25％，生成物即磺化物再经吹萘过程回收得到萘60kg，生成物即吹萘物送至中和锅内，用前次生产出的萘磺酸钠盐的洗涤液中和1小时，然后加进前次生产出中和母液800kg稀释，而后送到冷却锅冷却3.5小时，温度为40℃，用真空吸滤分离得到中和母液4210kg，其萘磺酸钠盐用14％的亚硫酸钠溶液4063kg到洗涤锅内搅拌洗涤1小时，用真空吸滤分离，得含水21％的萘磺酸钠盐(2-萘磺酸钠纯度99.1％)2426kg，而洗涤液将送到中和锅，做下次中和生产用。其结果为萘磺酸钠盐损失率9.9％，每吨萘磺酸钠盐相当于产生中和母液1.78吨，减少40％，2-萘磺酸钠收率提高3％，再经碱熔，稀释、酸化、煮沸、干燥、蒸馏，可得99％的乙萘酚1046kg。
实施例2，除特殊指定外，设备和操作条件同实施例1，加入熔融萘1211kg，在145℃条件下不断搅拌，在反应开始进行的40分钟内加98％浓硫酸926kg。在160℃条件下磺化2.5小时，在1小时内将热炒到140℃的无水硫酸钠134kg均匀加到锅内，在164℃条件下保持反应半小时，得到磺化物总酸度为20.7％，游离硫酸5.5％，再经吹萘得回收萘56kg，生成物即吹萘物送到中和锅，用前次生产出的萘磺酸钠盐的洗涤液中和1小时，然后加进前次生产出中和母液300kg稀释，而后送到冷却锅冷却3.5小时，控制温度为40℃，用真空吸滤分离得中和母液4164kg，其萘磺酸钠盐用14％亚硫酸钠溶液4532kg到洗涤锅内搅拌洗涤1小时，再用真空吸滤分离得含水25％的萘磺酸钠盐(2-萘磺酸钠纯度99.5％)2582kg，其洗涤液去中和锅做下次中和生产用。其结果为萘磺酸钠盐损失率11％，相当于每吨萘磺酸钠盐产生中和母液2.0吨，减少近30％，2-萘磺酸钠收率提高2％，再经碱熔、稀释、酸化、煮沸、蒸馏，可得99％乙萘酚1020kg。酸831kg，该硫酸事先溶入无水硫酸钠50kg，在165℃条件下磺化2小时，在1小时内均匀加入165℃无水硫酸钠178kg，保持在沸点温度下保持反应半小时，得磺化物总酸度为16.1％，游离硫酸5.0％，再经吹萘得回收萘44kg，吹萘物送到中和锅，用前次生产的萘磺磺酸钠盐的洗涤液中和，然后补加进前次生产出的中和母液1100kg稀释，再送到冷却锅冷却3.5小时，温度控制在40℃，用真空吸滤分离得中和母液4054kg，其磺酸钠盐用14％亚硫酸钠溶液3763kg，在洗涤锅内搅拌洗涤1小时，再用真空吸滤分离得含水25％的萘磺酸钠盐(2-萘磺酸钠纯度99％)2666kg。其结果，萘磺酸钠盐损失率为8.0％，每吨2-萘磺酸钠盐相当于产中和母液1.48吨，减少近50％，2-萘磺酸钠收率提高4％，再经碱熔、稀释、酸化、煮沸、蒸馏可得99％的乙萘酚1080kg。效益十分明显。

Claims (4)

1、在乙萘酚生产中2-萘磺酸钠盐制备的改进工艺，包括磺化、水解、吹萘、中和、冷却分离、洗涤分离过程，其特征在于，所述的磺化过程中加入一种助剂无水硫酸钠，其中硫酸、萘、硫酸钠间的投料摩尔比为(0.7～1.05)∶1∶(0.05～0.4)，磺化反应温度160～170℃，有锚式搅拌器搅拌，在常压下，反应保持2～4小时；所述的中和过程，是指吹萘物和前次生产中洗涤过程分离出的亚硫酸钠溶液进行化学反应，而加入前次生产出的中和母液是在冷却前，反应在中和锅内进行，中和锅有搅拌器进行搅拌，反应温度85～95℃，在真空度不小于-0.053MPa压力下操作，中和反应保持45～90分钟。
2、按照权利要求1所述的在乙萘酚生产中2-萘磺酸钠盐制备的改进工艺，其特征在于，所述的中和过程中稀释用的中和母液是前次生产萘经磺化、水解、吹萘、中和、冷却分离后得到的中和母液，其量以能够控制中和物冷却后的液固比落在(2～3)∶1范围内。
3、按照权利要求1所述的在乙萘酚生产中2-萘磺酸钠盐制备的改进工艺，其特征在于，所述的磺化过程中加入无水硫酸钠盐，一部分可加在准备进入磺化锅的硫酸内，这部分无水硫酸钠的数量是加入的硫酸量的0～10％，其余的无水硫酸钠要在硫酸加完后再加入磺化锅。
4、按照权利要求3所述的在乙萘酚生产中2-萘磺酸钠盐制备的改进工艺，其特征在于，所述其余无水硫酸钠要在硫酸加完后再加入磺化锅，此硫酸钠温度要预热至120～180℃，无水硫酸钠要在1～1.5小时内均匀加入。
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