CN207313481U - 萘连续磺化的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于有机物磺化领域，具体涉及一种萘连续磺化的生产系统。本实用新型的生产系统包括依次连接的联合反应装置、联合脱挥装置和联合萘回收装置；所述联合脱挥装置设置有脱出萘和水的出料口，脱出的萘和水进入联合萘回收装置。本实用新型生产系统合成(α、β)萘磺酸，与传统磺化方法相比，提高了原料的利用率，提高(α、β)萘磺酸含量的同时降低了残萘和游离酸，可以直接去掉传统方法的吹萘工序和中和工序，避免萘磺酸在吹萘过程中的水解，减少生产过程中的废水，达到节能减排的目的。且本实用新型具备自动控制功能，还能高效分离和回收萘，实现了萘循环利用的同时还起到浓缩酸的作用，达到降低浓硫酸消耗的目的。

Description

萘连续磺化的生产系统

技术领域

本实用新型属于有机物磺化领域，具体涉及一种萘连续磺化的生产系统。

背景技术

α-萘磺酸和β-萘磺酸广泛用于生产1、2-萘酚，1、2-萘酚磺酸和1、2-萘胺磺酸等染料中间体。

1-萘磺酸又名α-萘磺酸，是一种重要的化工中间体，主要用于生产α-萘酚，同时也是偶氮染料的重要原料，在染料、医药行业有广泛的影响。α-萘磺酸一般由萘和磺化剂经磺化反应生产，国内外普遍采用浓硫酸或发烟硫酸磺化制得，也有少部分采用氯磺酸磺化制得。2-萘磺酸又名β-萘磺酸，是用作生产染料、农药和药物的重要中间体，是以萘为原料经磺化反应制得。目前，国内外工业生产中大都采用过量的浓硫酸直接与熔融萘进行磺化反应，由于磺化反应时的硫酸消耗量较大，导致生产成本投入较高；目标产物β-萘磺酸的收率较低，一般为64％～66％(外标法)，78％～82％(HPLC)；副产物的含量高，且难以有效的从磺化反应混合物中分离出来，给后续工段带来无法克服的困难；例如在后续中和工段消耗的亚硫酸钠较大，会产生大量的高盐有机废水，以及大量的二氧化硫气体，导致设备管道的腐蚀严重，环境污染较大。

申请号为03132363.4的专利公布了一种联产甲萘酚和乙萘酚的制备方法，其中该方法的中间物质α-萘磺酸制备方法为：将浓硫酸加入到磺化锅中，控制温度为10～80℃，将精萘分批加入，浓硫酸与精萘的质量比为1:1～10:1，保温反应2～10小时，过滤分离，分别得到α-萘磺酸和酸母液。申请号为200610096806.0的专利公布了一种1-萘磺酸和1-萘磺酸钠盐的制备方法，该方法将萘加入有机溶剂中并使其完全溶解，加入适量1-萘磺酸晶种，冷却至0℃±5℃后，在负压下边搅拌边漓加氯磺酸，1～2小时内滴完，滴加完成后在-2℃～8℃下维持反应1.5-3小时。

在萘磺化反应后的分离处理方面，申请号为201520892531.6的专利公布了一种萘捕集回收系统，主要包括萘冷凝器、萘回收罐、第一萘捕集器、第二萘捕集器以及各种管道和辅助调节阀。

申请号为201310260094.1的专利公布了一种工业制萘回收装置，包括反应釜，所述反应釜通过第二导管连接有第一回收装置，所述第一回收装置通过第三导管连接有第二回收装置，所述第三导管中间设有鼓风装置。所述第一回收装置与第二回收装置内均设有收集箱。所述鼓风装置由鼓风机和电机组成。所述第二回收装置上设有过滤袋，所述过滤袋下端固定在第二回收装置上，所述过滤袋上端固定在支架上。目前的装置不能有效降低了残萘和游离酸，难以高效分离和回收和利用萘，有些装置后续的分离过程过于复杂，难以实现大规模工业化应用。

目前制备α-萘磺酸和β-萘磺酸主要采用以萘为原料，用98％的硫酸作磺化剂磺化而成。在磺化过程中，液萘一次性加入后再缓慢加入浓硫酸，单釜操作时间约3h。整个反应过程浓硫酸过量，反应产物中游离酸含量高达15％左右，游离萘含量在5％左右，该工艺原料消耗高且需要后续的吹萘工序和中和工序。

目前国内萘磺酸装置大多采用上述工艺，由于该工艺的局限性，萘磺酸总体收率偏低、后续的分离过程复杂、能耗高和废水量大，导致生产企业生产成本偏高、环保压力较大、现场操作环境较差等一系列问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种萘连续磺化的生产系统，本实用新型合成(α、β)萘磺酸，提高了原料的利用率，可以直接去掉传统方法的吹萘工序和中和工序，避免萘磺酸在吹萘过程中的水解，减少生产过程中的废水。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

萘连续磺化的生产系统，所述生产系统包括依次连接的联合反应装置、联合脱挥装置和联合萘回收装置；联合萘回收装置回收的萘循环到联合反应装置中循环利用。

进一步，所述联合反应装置由依次串联的混合器和反应器组成；所述联合脱挥装置由脱挥主体设备和循环泵组成；所述反应器的出料口与脱挥主体设备连接；所述联合脱挥装置设置有脱出萘和水的出料口，脱出的萘和水进入联合萘回收装置。

进一步，联合萘回收装置包括捕集器、液封罐、萘水分离系统、喷淋泵和真空系统；所述脱出萘和水的出料口与捕集器的入口连接，所述真空系统设置在捕集器上，所述捕集器的出口与液封罐连接，液封罐的出料口与萘水分离系统的进料口连接，萘水分离系统分离出的清液通过循环管道与捕集器连接，所述喷淋泵设置在循环管道上。

萘与浓硫酸同时连续不断的进入反应器进行反应，而后进入联合脱挥设备进行脱除挥发组分，剩下的物料进入成品接收釜，脱出的挥发组分萘和水进入联合萘回收装置，实现了整个过程的连续化。

进一步，所述混合器设置有萘和浓硫酸的进料管道；进料管道上设置有控速阀。通过所述萘和浓硫酸的进料管道实现萘与浓硫酸同时连续不断的先通过混合器后再进入反应器进行反应，通过控速阀调节萘与浓硫酸的物料比例，调节控制两种物料的进料流量和进料压力，保证装置平稳运行。萘和浓硫酸通过泵或重力作用进料。

进一步，所述萘水分离系统回收的萘循环到混合器循环利用。

反应回收的萘循环到混合器中，实现萘的循环利用。

进一步，所述脱挥主体设备的出料口与成品接收釜连接。得到(α、β)萘磺酸。

进一步，所述脱挥主体设备还设置有物料循环管道，通过循环泵进行物料回流；所述物料循环管道上设置有调节阀。

进一步，所述反应器、脱挥主体设备和捕集器设置有温度控制装置和压力控制装置。

进一步，所述混合器和反应器设置有搅拌装置。

进一步，所述反应器设置有冷却装置；所述循环管道设置有温度控制装置。

通过萘连续磺化的生产系统的控制调整物料比例、反应压力、物料温度和冷却温度，能实现α-萘磺酸和β-萘磺酸合成比例在一定范围内的调节。在本实用新型中反应需要有效控制磺化反应热和浓硫酸遇水而放出的热，以免萘磺酸发生转位或发生焦化。

萘磺化反应后的物料进入脱挥主体设备，在蒸汽加热下脱出萘和水，剩下的物料通过循环泵一部分进行回流，一部分进入成品接收釜。该过程通过调节控制物料的温度、设备压力、液位和回流量，需要严格控制物料温度和设备压力，以保证萘磺酸产品的指标。联合脱挥设备不但起到脱除挥发组分萘和水的功能，还起到浓缩酸的作用，达到降低浓硫酸消耗的目的。

来自联合脱挥设备的萘和水进入捕集器，捕集下来的萘水混合物进入液封罐，分离出的清液通过喷淋泵再进入萘捕集器循环使用。该过程通过调节控制清液温度、清液压力、脱挥设备压力，以保证捕萘效果和萘水分离效果。

本实用新型的有益效果在于：

1)利用该萘磺化的联合反应装置合成(α、β)萘磺酸，与传统磺化方法相比，提高了原料的利用率，提高(α、β)萘磺酸含量的同时降低了残萘和游离酸，可以直接去掉传统方法的吹萘工序和中和工序，避免萘磺酸在吹萘过程中的水解，减少生产过程中的废水。

2)本实用新型提供的萘连续磺化的生产系统能高效分离和回收萘，实现了萘循环利用的同时还起到浓缩酸的作用，达到降低浓硫酸消耗的目的。

3)本实用新型的萘连续磺化的生产系统具备自动控制功能，产品质量佳，能保证整个装置的连续、稳定、长周期运行，减轻工人作业强度，改善现场作业环境，达到节能减排的目的，具有明显的经济效益和环境效益。

附图说明

图1为本实用新型的萘连续磺化的生产系统示意图。

附图标记：其中1为混合器、2为反应器、3为脱挥主体设备、4循环泵、5为脱出萘和水的出料口、6为捕集器、7为液封罐、8为萘水分离系统、9为喷淋泵、10为真空系统、11为循环管道、12为萘进料管道、13为浓硫酸进料管道14为控速阀、15为成品接收釜、16为物料循环管道、17为调节阀。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1 萘连续磺化的生产系统

如图1所述，萘连续磺化的生产系统包括依次连接的联合反应装置、联合脱挥装置和联合萘回收装置；所述联合反应装置由依次串联的混合器1和反应器2组成；所述联合脱挥装置由脱挥主体设备3和循环泵4组成；所述反应器2的出料口与脱挥主体设备3连接，所述脱挥主体设备3设置有脱出萘和水的出料口5，脱出的挥发组分进入联合萘回收装置。联合萘回收装置包括捕集器6、液封罐7、萘水分离系统8、喷淋泵9和真空系统10；所述脱出萘和水的出料口5与捕集器6的入口连接，所述真空系统10设置在捕集器6上，所述捕集器6的出口与液封罐7连接，液封罐7的出料口与萘水分离系统8的进料口连接，萘水分离系统8分离出的清液通过循环管道11与捕集器6连接，所述喷淋泵9设置在循环管道11上。

所述脱挥主体设备3的出料口与成品接收釜15连接，得到(α、β)萘磺酸。所述脱挥主体设备3还设置有物料循环管道16，通过循环泵4进行物料回流；所述物料循环管道16上设置有调节阀17。

所述反应器2、脱挥主体设备3和捕集器6设置有温度控制装置和压力控制装置。所述混合器1和反应器2设置有搅拌装置；所述反应器2设置有冷却装置。所述循环管道11设置有温度控制装置。

所述混合器设置有萘和浓硫酸的进料管道；进料管道上设置有控速阀。通过所述萘和浓硫酸的进料管道实现萘与浓硫酸同时连续不断的先通过混合器后再进入反应器进行反应，通过控速阀调节萘与浓硫酸的物料比例，调节控制两种物料的进料流量和进料压力，保证装置平稳运行。萘和浓硫酸通过泵或重力作用进料。所述萘水分离系统回收的萘循环到混合器循环利用。反应回收的萘能循环到混合器中，实现萘的循环利用。

作为一种优选技术方案，所述联合反应装置还设置有萘中间罐和浓硫酸中间罐；所述萘中间罐和浓硫酸中间罐的出料口通过管道分别与混合器1的进料口相连。所述管道上设置有萘进料泵和酸进料泵，所述萘中间罐和浓硫酸中间罐的出料口上还设置有控速阀。所述萘水分离系统8回收的萘循环到萘中间罐循环利用。反应回收的萘能循环到萘中间罐中，实现萘的循环利用。

通过所述萘中间罐和浓硫酸中间罐实现萘与浓硫酸同时连续不断的先通过混合器后再进入反应器进行反应，通过控速阀调节萘与浓硫酸的物料比例，调节控制两种物料的进料流量和进料压力，保证装置平稳运行。

实施例2 利用萘连续磺化的生产系统生产萘磺酸

将液体精萘和92.5％浓硫酸通过管道12和13输送到混合器1中，控制萘的流量在350Kg/h，萘和浓硫酸进料量摩尔比按0.5～3.0:1进入混合器1，而后进入反应器2，控制反应器2物料温度在70～180℃，压力在0.01～1.0MPa，冷却水温度在20～90℃，而后进入脱挥主体设备3。保持脱挥主体设备3温度在80～180℃，压力在-0.09～1.0MPa，液位为20％～80％，气相部分进入捕集器6，液相部分通过循环泵4一部分进行回流，一部分进入成品接收釜15。

经四小时连续运行，取样分析萘的含量为0.52％，游离酸的含量为4.51％，α-萘磺酸的含量为43.53％，β-萘磺酸的含量为39.07％(液谱分析法)。

控制捕集器6内压力在-0.09～1.0MPa，捕集下来的萘水混合物进入液封罐7与萘水分离系统8，分离出的萘循环到混合器1循环利用，分离出的清液通过喷淋泵9再进入捕集器6循环使用，控制清液的温度在25～80℃左右，保持清液进入捕集器6的压力在0.1MPa～1.0MPa。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.萘连续磺化的生产系统，其特征在于，所述生产系统包括依次连接的联合反应装置、联合脱挥装置和联合萘回收装置；联合萘回收装置回收的萘循环到联合反应装置中循环利用；

所述联合反应装置由依次串联的混合器(1)和反应器(2)组成；所述联合脱挥装置由脱挥主体设备(3)和循环泵(4)组成；所述反应器(2)的出料口与脱挥主体设备(3)连接；所述联合脱挥装置设置有脱出萘和水的出料口(5)，脱出的萘和水进入联合萘回收装置；

联合萘回收装置包括捕集器(6)、液封罐(7)、萘水分离系统(8)、喷淋泵(9)和真空系统(10)；所述脱出萘和水的出料口(5)与捕集器(6)的入口连接；所述萘水分离系统(8)回收的萘循环到混合器(1)循环利用。

2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述真空系统(10)设置在捕集器(6)上，所述捕集器(6)的出口与液封罐(7)连接，液封罐(7)的出料口与萘水分离系统(8)的进料口连接，萘水分离系统(8)分离出的清液通过循环管道(11)与捕集器(6)连接，所述喷淋泵(9)设置在循环管道(11)上。

3.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述混合器(1)设置有萘和浓硫酸的进料管道(12)、(13)；进料管道(12)、(13)上设置有控速阀(14)。

4.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述脱挥主体设备(3)的出料口与成品接收釜(15)连接。

5.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述脱挥主体设备(3)还设置有物料循环管道(16)，通过循环泵(4)进行物料回流；所述物料循环管道(16)上设置有调节阀(17)。

6.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述反应器(2)、脱挥主体设备(3)和捕集器(6)设置有温度控制装置和压力控制装置。

7.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述混合器(1)和反应器(2)设置有搅拌装置。

8.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述反应器(2)设置有冷却装置。

9.根据权利要求2所述的生产系统，其特征在于，所述循环管道(11)设置有温度控制装置。