CN107986997A

CN107986997A - 一种用于h酸生产过程中的碱熔方法

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Publication number: CN107986997A
Application number: CN201711298840.0A
Authority: CN
Inventors: 魏铁明; 黄胜勇; 胡火炬
Original assignee: JINGMEN XIONGXING CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: Jingmen likanyuan Textile Technology Co., Ltd
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2018-05-04

Abstract

本发明属于H酸生产技术领域，更具体地，涉及一种用于H酸生产过程中的碱熔方法。该碱熔方法，包括如下步骤：(1)配制碱液，其中碱液中含有质量分数为80～85％的氢氧化钾水溶液；(2)将盐析工艺合成的T酸三钠盐和有机稀释剂加入步骤(1)所述碱液中，充分混合，所述T酸三钠盐、碱液以及有机稀释剂的体积比为3.5:(1～1.5):(0.3～0.6)；(3)在2小时内将温度升高至185～195℃，在压力为2.5～2.8MPa下反应1.5～2.5小时。本发明的碱熔方法不仅显著提高了碱熔收率，而且提高了H酸成品质量。

Description

一种用于H酸生产过程中的碱熔方法

技术领域

本发明属于H酸生产技术领域，更具体地，涉及一种用于H酸生产过程中的碱熔方法。

背景技术

H酸生产偶氮染料的重要中间体，主要用于生产酸性，直接和活性染料，这些染料用于毛纺，棉织物的染色，目前国内传统工艺是利用氢氧化钠进行碱熔，由于H酸生产过程中的中间体T酸在碱熔时，除了产生主产品H酸三钠盐外，不可避免会有少量的变色酸和T酸双钠盐生成，它们的存在降低了H酸的纯度，影响所合成染料的染色性能，从而降低了我国H酸的出口竞争力。

此外，H酸的生产过程的三废排放量也很大，处理过程较为复杂，以上二点是我国生产H酸工艺中H酸工艺中一直不能解决的两大难题，为进一步简化工艺，提高产品纯度及产率，降低三废排放成了我国H酸生产企业的当务之急。在当今市场竞争严峻态势下，国内一些研究机构及部分企业都在不断探究新的生产工艺，但都处于小试的论证阶段。

目前，H酸的多种生产工艺中碱熔方法大多采用NaOH碱熔工艺，比如CN101367752A“H酸的高压碱熔生产新工艺”在碱熔锅内将75％浓度的液碱与20％的T酸溶液混合，一定温度和压力下进行碱熔反应，反应结束时碱熔物中H酸三钠盐HPLC含量由74％提高到了86％，副产物T酸和变色酸也有一定程度降低，但是其碱熔物中目标产物H酸三钠盐的含量以及副产物含量仍然有待提高，以更好地满足当前日益增长的市场需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于H酸生产过程中的碱熔方法，其中通过充分考虑H酸碱熔工序中碱熔目标产物的收率以及副产物含量，针对性地在现有NaOH碱熔工艺的基础上，采用氢氧化钾替换常规的氢氧化钠，并调整了关键反应工艺参数，不仅显著提高了碱熔收率，降低了碱熔物中副产物含量，提高了H酸成品质量，而且工艺过程更为简捷易行，碱熔产生的钾盐还可实现高附加值利用，由此解决现有技术的碱熔方法碱熔工序收率、产品纯度不佳、钠盐废物利用困难等的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于H酸生产过程中的碱熔方法，包括如下步骤：

(1)配制碱液，其中所述碱液中含有质量分数为80％～85％的氢氧化钾水溶液；

(2)将盐析工艺合成的T酸三钠盐和有机稀释剂加入步骤(1)所述碱液中，充分混合；所述盐析工艺合成的T酸三钠盐的浓度为10～15wt％；所述T酸三钠盐、碱液以及有机稀释剂的体积比为3.5:(1～1.5):(0.3～0.6)；

(3)将温度升高至185～195℃，在压力为2.5～2.8MPa下反应1.5～2.5小时；

(4)反应结束后去除有机稀释剂，获得碱熔物，待压力降至一个大气压后，将所述碱熔物输送至H酸离析反应容器。

作为进一步优选地，所述碱液的配制方法为：在反应容器中加入水，搅拌条件下将称量好的固体碱逐步投入到反应容器中，搅拌得到含有质量分数为80～85％的氢氧化钾的碱液。

作为进一步优选地，所述碱液中氢氧化钾的质量分数为82％～85％。

作为进一步优选地，所述碱液为质量分数为80％～85％的氢氧化钾水溶液。

作为进一步优选地，所述碱液为质量分数为82％～85％的氢氧化钾水溶液。

作为进一步优选地，所述T酸三钠盐、碱液以及有机稀释剂的体积比为3.5:(1～1.2):(0.4～0.6)。

作为进一步优选地，所述T酸三钠盐、碱液以及有机稀释剂的体积比为3.5:1:0.5。

作为进一步优选地，所述有机稀释剂为甲醇、甲苯或乙苯。

作为进一步优选地，所述有机稀释剂为甲醇。

作为进一步优选地，反应H结束时所述碱熔物中H酸三钠盐的含量为98％以上。

作为进一步优选地，步骤(4)所述有机稀释剂套用至步骤(2)中再次进行碱熔反应。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提出的H酸生产过程中的碱熔工艺采用氢氧化钾替换传统的氢氧化钠作为碱，二者由于元素本身特性差异，碱熔反应过程中机理不同，反应过程对于反应体系温度影响程度不同，氢氧化钾在与T酸三钠盐反应时比氢氧化钠与T酸三钠盐反应缓和，使得最终H酸收率更高，副产物变色酸及T酸双钠盐含量低；

(2)本发明H酸生产工序中碱熔工艺通过在采用氢氧化钾进行碱熔的基础上，还对相应的关键工艺参数包括碱液浓度、碱液与T酸三钠盐的配比以及温度、压力，结合氢氧化钾作为碱液作出了专门的改进和设计，最终获得了比传统工艺更高的H酸收率以及更低的副产物含量，大大提高了H酸的产品质量；

(3)本发明提出的H酸生产过程中的碱熔工艺省略了传统的先配碱液再脱水的工序，将固体碱直接加入水中配制成质量分数为80％～85％的氢氧化钾溶液，不仅工艺简单，操作方便，而且还能够突破传统工艺配制碱液浓度的瓶颈和限制，获得更高质量分数的碱液；

(4)本发明提出的H酸生产过程中的碱熔工艺采用氢氧化钾替换传统的氢氧化钠作为碱，在酸析过程中产生的含硫酸钾废水经过MVR脱盐得到硫酸钾可以作为肥料使用，改变了传统工艺用氢氧化钠碱熔生成硫酸钠难卖出去的困扰，为企业可以创造很好的经济效益，实现变废为宝；

(5)采用本发明提出的碱熔方法碱熔收率大于90％，成品质量有很大的提高，碱熔物中H酸三钠盐的含量为98％以上，变色酸含量为0.3％～0.6％，T酸双钠盐含量为0.1％～0.3％，且该工艺稳定可行。

附图说明

图1是按照本发明用于H酸生产过程中的碱熔方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

H酸的合成主要包括以精萘为原料，经磺化、硝化、还原、盐析等工艺而制得的1-萘胺-3,6,8-三磺酸钠，俗称T酸三钠盐，再将T酸三钠盐经碱熔、酸析制得1-氨基-8萘酚-3,6-二磺酸钠盐，即H酸钠。上述工艺过程中，碱熔反应对H酸的收率和质量影响较为关键。

H酸生产过程中的碱熔反应是把熔融的碱液和T酸三钠盐按照一定的比例加入碱熔反应釜中，在一定的温度和压力下进行反应而生成H酸钠的过程，在上述反应过程中还会产生副反应，而这种副反应正是影响H酸收率和质量的主要因素，副反应产物为变色酸或T酸双钠盐。导致副产物生成的原因主要有：碱过量使变色酸含量增加，或反应温度过高或反应时间过长，使变色酸、T酸双钠盐含量增加，降低碱熔收率；或碱熔比值过低就进行碱熔，或碱熔温度偏低，或反应温度或时间不足导致T酸三钠盐未反应完，既浪费了半成品原料，又降低了碱熔反应的收率，因此，在H酸的合成工艺中的碱熔工序，反应物的配比，加料顺序，反应温度、压力或时间，每一个环节的控制都至关重要，都有可能影响反应产物的纯度和收率，最终影响H酸的产品质量和生产成本。

本发明提出的一种H酸碱熔工艺，在现有碱熔工艺的基础上，通过采用氢氧化钾替换常规的氢氧化钠，调整了反应配比、碱液的浓度、反应温度和压力等工艺参数，首先配制碱液，碱液中含有质量分数为80～85％的氢氧化钾水溶液；碱液中也可以含有少量其他种类的碱，但优选为纯的氢氧化钾溶液。然后将盐析工艺合成的T酸三钠盐和有机稀释剂加入上述碱液充分混合，T酸三钠盐、碱液以及有机稀释剂的体积比为3.5:1～1.5:0.3～0.6，优选为3.5:1:0.5；在2小时内将温度升高至185～195℃，在压力为2.5～2.8MPa下充分反应至H酸三钠盐含量分析合格；参照图1，具体步骤如下：

1)、按照现有工艺合成T酸三钠盐，将合格的T酸三钠盐即质量百分数为10～15％T酸三钠盐转入带有电子秤的计量槽中备用。

2)、在反应容器中加入一定量的水，在45转/分的条件下搅拌将称量好的片状KOH逐步投入到反应容器中，搅拌30分钟，取样分析碱度，合格后备用，合格时对应的氢氧化钾的浓度为80～85wt％。

3)、启动搅拌，在转速30转/分、温度45℃的条件下将步骤1)检测完成后的T酸三钠盐加入到反应容器，同时加入一定量的有机稀释剂，有机稀释剂可以为甲苯、甲醇、乙苯等。T酸三钠盐、氢氧化钾水溶液以及有机稀释剂的体积比为3.5:(1～1.5):(0.3～0.6)，进一步优选为3.5:(1～1.2):(0.4～0.6)，进一步地优选为3.5:1:0.5。

4)、将步骤3)所得混合物料在2小时将温度升到185～195。压力在2.5-2.8MPa下反应2小时左右。

5)将步骤4)所得H酸三钠盐取样进行HPLC分析，分析其含量大于98％为合格，结束反应，脱掉有机稀释剂，待压力为零后，用蒸汽静压将物料输送至H酸离析反应容器。脱掉的有机稀释剂可返回套用至碱熔工序，再次进行碱熔反应。

本发明通过充分考虑H酸碱熔工序中碱熔目标产物的收率以及副产物含量，针对性地在现有NaOH碱熔工艺的基础上，采用氢氧化钾替换常规的氢氧化钠，并调整了关键反应工艺参数，包括碱液浓度、原料配比、反应温度等，不仅显著提高了碱熔收率，降低了碱熔物中副产物含量，提高了H酸成品质量，而且工艺过程更为简捷易行，碱熔产生的钾盐还可实现高附加值利用。

以下为实施例：

实施例1

1)、按照现有工艺合成T酸三钠盐，将合格的T酸三钠盐即质量百分数为15％T酸三钠盐转入带有电子秤的计量槽中备用。

2)、在反应容器中加入一定量的水，在45转/分的条件下搅拌将称量好的片状KOH逐步投入到反应容器中，搅拌30分钟，取样分析碱度，合格后备用，合格时对应的氢氧化钾的浓度为85wt％。

3)、启动搅拌，在转速30转/分、温度45℃的条件下将步骤1)检测完成后的T酸三钠盐加入到反应容器，同时加入一定量的甲醇。T酸三钠盐、氢氧化钾水溶液以及有机稀释剂的体积比为3.5:1:0.5。

4)、将步骤3)所得混合物料在2小时将温度升到195℃，压力在2.8MPa下反应数小时。

5)将步骤4)所得H酸三钠盐取样分析如分析合格，脱掉甲醇，待压力为零后，用蒸汽静压将物料输送至H酸离析反应容器。甲醇通过蒸馏返回至碱熔工序。

反应过程中，体系温度上升约2～3℃，分析碱熔产物可知碱熔收率为96％，H酸三钠盐的含量为98.5％，变色酸含量为0.37％，T酸双钠盐含量为0.28％。

对比例1

2)、在反应容器中加入一定量的水，在45转/分的条件下搅拌将称量好的片状NaOH逐步投入到反应容器中，搅拌30分钟，取样分析碱度，合格后备用，合格时对应的氢氧化钾的浓度为85wt％。

反应过程中，体系温度上升约4～5℃，分析碱熔产物可知碱熔收率为95.1％，H酸三钠盐的含量为95％，变色酸含量为0.53％，T酸双钠盐含量为0.3％。

实施例2

1)、按照现有工艺合成T酸三钠盐，将合格的T酸三钠盐即质量百分数为10％T酸三钠盐转入带有电子秤的计量槽中备用。

2)、在反应容器中加入一定量的水，在45转/分的条件下搅拌将称量好的片状KOH逐步投入到反应容器中，搅拌30分钟，取样分析碱度，合格后备用，合格时对应的氢氧化钾的浓度为80wt％。

3)、启动搅拌，在转速30转/分、温度45℃的条件下将步骤1)检测完成后的T酸三钠盐加入到反应容器，同时加入一定量的甲醇。T酸三钠盐、氢氧化钾水溶液以及有机稀释剂的体积比为3.5:1.2:0.3。

4)、将步骤3)所得混合物料在2小时将温度升到185℃，压力在2.5MPa下反应2小时。

分析碱熔产物可知碱熔收率为95％，H酸三钠盐的含量为98％，变色酸含量为0.42％，T酸双钠盐含量为0.31％。

实施例3

1)、按照现有工艺合成T酸三钠盐，将合格的T酸三钠盐即质量百分数为12％T酸三钠盐转入带有电子秤的计量槽中备用。

2)、在反应容器中加入一定量的水，在45转/分的条件下搅拌将称量好的片状KOH逐步投入到反应容器中，搅拌30分钟，取样分析碱度，合格后备用，合格时对应的氢氧化钾的浓度为82wt％。

3)、启动搅拌，在转速30转/分、温度45℃的条件下将步骤1)检测完成后的T酸三钠盐加入到反应容器，同时加入一定量的甲醇。T酸三钠盐、氢氧化钾水溶液以及有机稀释剂的体积比为3.5:1.5:0.6。

4)、将步骤3)所得混合物料在2小时将温度升到190℃，压力在2.8MPa下反应数小时。

分析碱熔产物可知碱熔收率为96％，H酸三钠盐的含量为98.1％，变色酸含量为0.39％，T酸双钠盐含量为0.33％。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于H酸生产过程中的碱熔方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的碱熔方法，其特征在于，所述碱液的配制方法为：在反应容器中加入水，搅拌条件下将称量好的固体碱逐步投入到反应容器中，搅拌得到含有质量分数为80～85％的氢氧化钾的碱液。

3.如权利要求1所述的碱熔方法，其特征在于，所述碱液中氢氧化钾的质量分数为82％～85％。

4.如权利要求1所述的碱熔方法，其特征在于，所述碱液为质量分数为80％～85％的氢氧化钾水溶液，优选为质量分数为82％～85％的氢氧化钾水溶液。

5.如权利要求1所述的碱熔方法，其特征在于，所述T酸三钠盐、碱液以及有机稀释剂的体积比为3.5:(1～1.2):(0.4～0.6)。

6.如权利要求1所述的碱熔方法，其特征在于，所述T酸三钠盐、碱液以及有机稀释剂的体积比为3.5:1:0.5。

7.如权利要求1所述的碱熔方法，其特征在于，所述有机稀释剂为甲醇、甲苯或乙苯，优选为甲醇。

8.如权利要求1所述的碱熔方法，其特征在于，反应H结束时所述碱熔物中H酸三钠盐的含量为98％以上。

9.如权利要求1所述的碱熔方法，其特征在于，步骤(4)所述有机稀释剂套用至步骤(2)中。