本发明涉及一种合成方法,尤其涉及一种环保型h酸合成方法。
背景技术:
h酸商品一般是膏状或粉状物。微溶于冷水,溶于纯碱和烧碱等碱性溶液中。h-酸单钠盐主要用于生产酸性,直接和活性染料,如酸性品红6b、酸性大红g、酸性黑10b、直接黑、活性艳红k-2bp、活性紫k-3r、活性溶蓝k-r等90余种,这些染料用于毛纺,棉织物的染色。
目前国内主要采用“三磺化-碱熔法”生产h酸,即将萘用硫酸或65%的发烟硫酸进行磺化,得到1,3,6-萘三磺酸,然后经混酸硝化、氨水中和还原得到t酸铵盐,然后经过碱熔和酸化得到h酸。传统的t酸制备是用铁粉还原工艺,铁粉还原工艺虽然成本很低,但产生大量固废,所以早已被淘汰。取而代之的是加氢还原和水合肼还原工艺。因为用水合肼还原工艺代替铁粉工艺时对原设备改动很少,所以应用比较普遍。但水合肼还原时,为了使8-硝基-1,3,6-三磺酸铵盐转化完全往往使水合肼过量25%以上,这样大量的水合肼不仅被浪费掉了,而且还对环境造成了严重的污染。
技术实现要素:
本发明主要是解决现有技术中存在的不足,提供一种优化h酸生产工艺,降低h酸生产过程中的安全风险的一种环保型h酸合成方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
一种环保型h酸合成方法,按以下步骤进行:
(1)、二磺化处理:
向硝化釜中加入精萘和发烟硫酸,然后缓慢升温至120℃保温4小时,精萘用硫酸磺化生成2,7-萘二磺酸,反应式如下:
(2)、溴化处理:
将磺化物料降温制60℃以下,向物料中加入发烟硫酸,降温至60℃以下后,加入1.05摩尔当量的溴化剂,然后缓慢升温至90℃保温6小时至反应结束,生成1-溴-3,6-萘二磺酸,其反应方式如下:
(3)、硝化处理:
将溴化料降温至55℃以下,用约3小时缓慢均匀的滴加硝酸进行硝化,滴加结束后,在55℃~65℃保温3小时;
生成1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸;反应结束后,用氨水调ph值为1~2,过滤出1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸,其反应方式如下:
(4)、中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸析出:
将硝化好的物料加入10倍(精萘重量比)水中,降温至50℃以下,用25%氨水调ph值为1~2,降温至30℃以下,析出物料;滤除母液,得到中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸;
水解:向还原釜中加入水和中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸,加入氢氧化钠,升温至回流,保温7小时;
还原:向还原釜中加入雷尼镍催化剂,用氮气置换釜内空气三次,然后升温至80℃,通入氢气至2.5mpa,期间用冷水降温,防止反应温度过高,反应7~9小时;
析出:将物料导入析出釜,调ph值为中性,加入适量元明粉析出产品,滤除母液,干燥得成品,其反应方式如下:
作为优选,步骤(1)中的2,7-萘二磺酸的合成:精萘与发烟硫酸的重量比为1:1至1:10;发烟硫酸浓度为90~120%;
步骤(2)中的1-溴-3,6-萘二磺酸的合成:溴化剂为单质溴或溴盐;
步骤(3)中硝酸的浓度为90~98%,硝酸用量为1.0~1.5摩尔当量;
步骤(4)中,还原水解生产最终产品,再同一锅中进行,先水解后还原的方式;还原水解生产最终产品时,氢氧化钠与底物的摩尔比为4:1至10:1。
作为优选,步骤(3)中的硝化处理和步骤(2)中的溴化处理的单元反应
步骤可以颠倒操作。
作为优选,步骤(1)中精萘与发烟硫酸的重量比为1:4至1:6;发烟硫酸浓度为95%~98%;
步骤(2)中溴化剂为溴化钠或溴化钾中的一种;
步骤(3)中硝酸的浓度为96~98%,硝酸用量为1.05~1.1摩尔当量;
步骤(4)中还原水解生产最终产品时,氢氧化钠与底物的摩尔比为8.5:1。
本发明提供的一种环保型h酸合成方法,降低环境污染,避免此类安全隐患,使操作环境更安全环保。
具体实施方式
下面通过实施例,,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1:一种环保型h酸合成方法,按以下步骤进行:
(1)、二磺化处理:
向硝化釜中加入精萘和发烟硫酸,然后缓慢升温至120℃保温4小时,精萘用硫酸磺化生成2,7-萘二磺酸,反应式如下:
(2)、溴化处理:
将磺化物料降温制60℃以下,向物料中加入发烟硫酸,降温至60℃以下后,加入1.05摩尔当量的溴化剂,然后缓慢升温至90℃保温6小时至反应结束,生成1-溴-3,6-萘二磺酸,其反应方式如下:
(3)、硝化处理:
将溴化料降温至55℃以下,用约3小时缓慢均匀的滴加硝酸进行硝化,滴加结束后,在55℃保温3小时;
生成1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸;反应结束后,用氨水调ph值为1,过滤出1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸,其反应方式如下:
(4)、中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸析出:
将硝化好的物料加入10倍(精萘重量比)水中,降温至50℃以下,用25%氨水调ph值为1,降温至30℃以下,析出物料;滤除母液,得到中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸;
水解:向还原釜中加入水和中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸,加入氢氧化钠,升温至回流,保温7小时;
还原:向还原釜中加入雷尼镍催化剂,用氮气置换釜内空气三次,然后升温至80℃,通入氢气至2.5mpa,期间用冷水降温,防止反应温度过高,反应7小时;
析出:将物料导入析出釜,调ph值为中性,加入适量元明粉析出产品,滤除母液,干燥得成品,其反应方式如下:
实施例2:一种环保型h酸合成方法,按以下步骤进行:
(1)、二磺化处理:
向硝化釜中加入精萘和发烟硫酸,然后缓慢升温至120℃保温4小时,精萘用硫酸磺化生成2,7-萘二磺酸,反应式如下:
(2)、溴化处理:
将磺化物料降温制60℃以下,向物料中加入发烟硫酸,降温至60℃以下后,加入1.05摩尔当量的溴化剂,然后缓慢升温至90℃保温6小时至反应结束,生成1-溴-3,6-萘二磺酸,其反应方式如下:
(3)、硝化处理:
将溴化料降温至55℃以下,用约3小时缓慢均匀的滴加硝酸进行硝化,滴加结束后,在60℃保温3小时;
生成1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸;反应结束后,用氨水调ph值为1.5,过滤出1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸,其反应方式如下:
(4)、中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸析出:
将硝化好的物料加入10倍(精萘重量比)水中,降温至50℃以下,用25%氨水调ph值为1.5,降温至30℃以下,析出物料;滤除母液,得到中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸;
水解:向还原釜中加入水和中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸,加入氢氧化钠,升温至回流,保温7小时;
还原:向还原釜中加入雷尼镍催化剂,用氮气置换釜内空气三次,然后升温至80℃,通入氢气至2.5mpa,期间用冷水降温,防止反应温度过高,反应8小时;
析出:将物料导入析出釜,调ph值为中性,加入适量元明粉析出产品,滤除母液,干燥得成品,其反应方式如下:
实施例3:
一种环保型h酸合成方法,按以下步骤进行:
(1)、二磺化处理:
向硝化釜中加入精萘和发烟硫酸,然后缓慢升温至120℃保温4小时,精萘用硫酸磺化生成2,7-萘二磺酸,反应式如下:
(2)、溴化处理:
将磺化物料降温制60℃以下,向物料中加入发烟硫酸,降温至60℃以下后,加入1.05摩尔当量的溴化剂,然后缓慢升温至90℃保温6小时至反应结束,生成1-溴-3,6-萘二磺酸,其反应方式如下:
(3)、硝化处理:
将溴化料降温至55℃以下,用约3小时缓慢均匀的滴加硝酸进行硝化,滴加结束后,在65℃保温3小时;
生成1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸;反应结束后,用氨水调ph值为2,过滤出1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸,其反应方式如下:
(4)、中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸析出:
将硝化好的物料加入10倍(精萘重量比)水中,降温至50℃以下,用25%氨水调ph值为2,降温至30℃以下,析出物料;滤除母液,得到中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸;
水解:向还原釜中加入水和中间体1-溴-8-硝基-3,6-萘二磺酸,加入氢氧化钠,升温至回流,保温7小时;
还原:向还原釜中加入雷尼镍催化剂,用氮气置换釜内空气三次,然后升温至80℃,通入氢气至2.5mpa,期间用冷水降温,防止反应温度过高,反应9小时;
析出:将物料导入析出釜,调ph值为中性,加入适量元明粉析出产品,滤除母液,干燥得成品,其反应方式如下: