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无酸性废液排放的CLT酸制造方法.pdf

  • 上传人:1520****312
  • 文档编号:8624280
  • 上传时间:2020-10-06
  • 格式:PDF
  • 页数:4
  • 大小:301.73KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN200810009002.1

    申请日:

    20080125

    公开号:

    CN101219977A

    公开日:

    20080716

    当前法律状态:

    有效性:

    失效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C07C309/48,C07C303/06

    主分类号:

    C07C309/48,C07C303/06

    申请人:

    延边大学

    发明人:

    姜日善

    地址:

    133002吉林省延吉市公园路977号

    优先权:

    CN200810009002A

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    本发明涉及6-氯-3-氨基甲苯-4-磺酸(以下简称为CLT酸)的制造方法,在CLT酸制造中使用甲苯共沸脱水方法,制备以对甲苯磺酸为主产物的甲苯磺酸;将甲苯磺酸进行氯代和硝化后废除原工艺中45-60%硫酸中的沉淀法,直接将硝化物进行还原;其还原和后处理的方法为对1摩尔甲苯磺酸作为基准使用1000-2500毫升水溶解硝化产物,取其硝化物溶液的1/10来活化铁粉,剩余的9/10溶液用碳酸钠调pH=5-7后滴入到已活化的铁粉混合物中进行还原反应。等还原完全,用碳酸钠调pH=9-11,过滤,用500-2000毫升上次的热回收液(I)洗铁泥,合并滤液和洗液(若是颜色较深进行退色),用稀硫酸调pH=1-1.5沉淀CLT酸粗品,将滤液冷却到10℃以下,过滤出硫酸氢钠结晶。CLT酸滤饼用上次的回收液(II)洗,将这个滤液和过滤硫酸氢钠后的滤液合并,用碳酸钠中和得到回收液(I)。用上次的回收液(II)洗过的CLT酸滤饼中加入500-1000毫升水,搅拌,过滤,得回收液(II),将所得到的CLT酸虑饼在80℃进行干燥。剩余的回收液(I)和煤掺在一起烧掉,从而无废液排放,在亲环境条件下以高收率制造CLT酸。

    权利要求书

    1.一种甲苯磺化法制造6-氯-3-氨基甲苯-4-磺酸(以下简称为CLT酸)的方法,其特征在于过量甲苯的存在下甲苯和硫酸进行磺化反应,继续将甲苯磺酸进行氯代和硝化,直接将硝化物进行还原,在无废液排放条件下制造CLT酸。 2.根据权利要求1所述的制造CLT酸的方法,其特征在于在CLT酸制造中废弃传统的过量硫酸存在下磺化工艺而使用甲苯共沸脱水磺化工艺,制造以对甲苯磺酸为主产物的甲苯磺酸混合物。甲苯和硫酸的摩尔比是1.5-3.0,磺化温度为105-115℃,脱水量为硫酸中的水和磺化反应理论生成水量之和的70-100%。脱水结束,回收过量甲苯,加入少量硫酸,然后按传统方法进行氯代和硝化。 3.根据权利要求1所述的制造CLT酸的方法,其特征在于将甲苯磺酸进行氯代和硝化后废除原工艺中45-60%硫酸沉淀法,直接将硝化物进行还原。 4.根据权利要求1所述的制造CLT酸的方法,其特征在于还原和后处理中循环使用70-90%在还原液配制和后处理过程中产生的废液,10-30%剩余废液直接或浓缩后与煤掺在一起烧掉,从而在无废液排放条件下制造CLT酸。

    说明书

    

    [技术领域]本发明涉及6-氯-3-氨基甲苯-4-磺酸(以下简称为CLT酸)的制造方法,具体 地指在过量甲苯的存在下甲苯和硫酸进行磺化反应,继续将甲苯磺酸进行氯代、硝化和还原, 回收利用废酸性盐溶液,制造CLT酸的方法。本发明的特征是;无废硫酸和无废酸性盐溶液 排放,亲环境条件下制造CLT酸。

    [背景技术]CLT酸合成路线较多:甲苯磺化路线,间甲苯胺路线,邻氯甲苯路线,间二甲 苯路线等。但是,甲苯磺化路线具有原料来源广、生产成本低、操作简便、对设备要求低等 优点。缺点是生成异构体多,产品收率低,硫酸消耗量大,酸析过程中产生大量废硫酸和大 量酸性含盐溶液。如果能进一步改进,减少三废,提高收率,甲苯磺化路线仍不失为生产CLT 酸的最佳工艺路线。

    西德巴斯夫(BASF)公司专利EP57889(1982)使用了2.65-2.75摩尔浓硫酸/摩尔甲苯在 105-110℃进行磺化,在60-80℃通1.1-1.3摩尔氯气,在60-70℃加入98-100%硝酸进 行硝化,加水稀释使硫酸浓度变成50-60%让硝化物析出,然后进行还原得到目标化合物。 孙春光等人[染料工业,1990,27(3)29-32)对甲苯磺化路线的工艺条件进行了改进, 使产品收率有较大提高,同时大幅度降低了硫酸用量,革除了盐析,使三废大为减少。但是 此法使用2.88摩尔浓硫酸/摩尔甲苯,采用套用废硫酸酸析法。

    崔玉民等人[化学反应工程与工艺,2001,17(1)94-96]为了克服CLT酸收率低(42.8%), 纯度低(96.7%),硫酸钙残渣多,污染严重的问题,对原工艺进行了改进。用酸析代替中和 法,使CLT酸小试收率达到53.8%,纯度达98.0%以上,大幅度降低了硫酸的用量。

    在上述诸方法中每生产1吨CLT酸要排放3-5吨浓度为50-60%废硫酸和15-30吨PH= 1-1.5的含盐废液,环境污染严重。产生大量废硫酸和酸性盐溶液的原因之一是在磺化过程 中使用了大过量的硫酸(2.64-3摩尔浓硫酸/摩尔甲苯);原因之二是在还原、酸析、水洗过 程中使用大量的水。因此要解决排放大量废硫酸和酸性盐溶液的问题,需要做两方面的工作:

    (1)原磺化反应中使用过量硫酸的工艺改成使用过量甲苯的工艺,尽可能降低硫酸的用量, 同时要废除上述诸文献中使用的废硫酸酸析法;(2)经适当处理后回收利用CLT酸生产过程 中产生的酸性废盐溶液。

    关于甲苯过量的情况下制备对甲苯磺酸水合物已有文献。例如,英国专利GB967874使用 过量甲苯进行磺化,使磺化物以水合物的形式析出,把水合物在空气中过滤,干燥,得到对 甲苯磺酸水合物。日本公开特许平2-1457在过量甲苯的存在下使用50-100%硫酸进行磺 化,产生的甲苯磺酸混合物中加入适量水,析出的水合物结晶在水分含量≤1g/m3的干燥空气 中过滤,干燥,得到高纯度的对甲苯磺酸水合物。但是,这些方法工艺条件严格,要想得到 无水对甲苯磺酸工艺路线较长,不适合直接应用于CLT酸生产。

    关于在CLT酸生产过程中回收利用酸性废盐溶液的工艺尚未见文献记述。

    [发明内容]本发明的目的是提供一种改进的CLT酸制造方法,其特征是收率高、无废硫酸排 放,也没有PH=1-1.5的含盐废液的排放。

    为实现上述目的,本发明的磺化反应是在过量甲苯存在下进行的。甲苯和硫酸的摩尔比是 1.5-3.0,磺化温度为110-115℃,脱水量为硫酸中的水和磺化反应理论生成水量之和的70 -100%,脱水时间一般需用2-15小时。脱水结束,回收甲苯,加入少量硫酸,然后按传统 方法进行氯代和硝化。

    本发明中,为了达到无废硫酸和酸性废液排放的目的,将过滤、洗涤CLT酸后的大部分PH =1-1.5的盐溶液回收利用,少量的剩余酸性盐溶液进行处理,达到无废液排放。为此目的, 对1摩尔甲苯磺酸作为基准使用1000-2500毫升水溶解硝化产物,取其溶液的1/10或100-200 毫升回收液(I)来活化铁粉,剩余的9/10溶液或全部硝化物水溶液用碳酸钠调PH=5-7后滴 入到已活化的铁粉混合物中进行还原反应。等还原完全,用碳酸钠调PH=9-11,过滤,用 500-2000毫升已中和的上次热回收液(I)洗铁泥,合并滤液和洗液(若颜色较深进行退色), 用稀硫酸调PH=1-1.5沉淀CLT酸粗品,过滤,将滤液冷却到20℃以下,过滤除去硫酸氢钠 结晶。CLT酸滤饼用上次的热凹收液(II)洗,洗液和过滤硫酸氢钠产生的滤液合并,得到 回收液(I),下一次还原和洗铁泥时使用。用上次的热回收液(II)洗过的CLT酸滤饼中加 入500-1000毫升热水,搅拌,过滤,得回收液(II),将所得到的CLT酸虑饼在80℃进行干 燥。剩余的回收液(I)直接或浓缩后和煤掺在一起烧掉。

    本发明中,磺化物中的甲苯磺酸含量、硫酸含量和含水量以及最终产品的纯度等是化学分 析方法测定的;磺化物、氯代物和硝化物中的异构体的含量是用HPLC波长214nm来测定的。

    [具体实施方式]

    实施例1

    分水器中加满甲苯,滴液漏斗中加入79.46g(0.75mol)92.58%硫酸,250ml已称重的四口 瓶中加入110g 98%甲苯,加热使甲苯回流,这时1小时间滴入滴液漏斗中的硫酸,滴毕, 继续进行共沸脱水,直至出水量为14.55ml,然后蒸出过量甲苯,得到磺化物127.9g。化学 分析结果表明,产物中含硫酸6.556g,含水3.64g,甲苯磺酸为117.7g。HPLC分析表明, 在甲苯磺酸中对位异构体的含量为88.18%,邻位异构体的含量为11.82%,其它产物是痕迹量 HPLC未能检测出。

    实施例2

    将由0.3416mol甲苯磺酸的磺化物经氯代和硝化后得到的硝化物溶于512毫升水中,取 其1/10体积加到装有70g铸铁粉的四口瓶中,升温到100-102℃活化30分钟,在100-102 ℃下滴入中和至PH=5-7的9/10体积的剩余溶液,滴毕,继续搅拌反应至反应完全(约需 3-5小时)。用碳酸钠调PH=9-10,趁热过滤,每次用200ml已中和的上次热回收液(I)洗铁泥 两次,合并虑液和洗液(若颜色深进行退色),用稀硫酸调PH=1.2-1.3沉淀CLT酸,降温至55 ℃过滤,压实,将滤液冷却到10℃以下,过滤除去硫酸氢钠结晶。CLT酸滤饼用约170毫升 上次的热回收液(II)洗,将这个滤液和过滤除去硫酸氢钠后的滤液合并,用碳酸钠中和得 到回收液(I),下一次洗铁泥时使用。用上次的热回收液(II)洗过的CLT酸滤饼中加入170 毫升热水,搅拌,过滤,得回收液(II),将所得到的CLT酸虑饼在80℃进行干燥,得纯度 ≥98%的CLT酸46.2-48.4g(由甲苯磺酸计算的收率为59.8-62.6%)。剩余的回收液(I)为 100-270毫升,直接或浓缩后和煤一起烧掉。

    实施例3

    将由0.3416mol甲苯磺酸的磺化物经氯代和硝化后得到的硝化物溶于337毫升水中,用 碳酸钠调PH=5-7。将346ml上次的回收液(I)加到装有70g铸铁粉的四口瓶中,升温到 100-102℃活化30分钟,在100-102℃下滴入中和至PH=5-7的硝化物溶液,滴毕,继续 搅拌反应至反应完全(约需3-5小时)。用碳酸钠调PH=9-10,趁热过滤,每次用116ml PH= 8-10的上次热回收液(I)洗铁泥两次,合并虑液和洗液(若颜色深进行退色),用稀硫酸调 PH=1.2-1.3沉淀CLT酸,降温至55℃过滤,压实,将滤液冷却到10℃以下,过滤除去硫酸氢 钠结晶。CLT酸滤饼用约170毫升上次的热回收液(II)洗,将这个滤液和过滤除去硫酸氢 钠后的滤液合并,得到回收液(I),下一次还原和洗铁泥时使用。用上次的热回收液(II) 洗过的CLT酸滤饼中加入170毫升热水,搅拌,过滤,得回收液(II),将所得到的CLT酸虑 饼在80℃进行干燥,得纯度≥98%的CLT酸47.1-49.3g(由甲苯磺酸计算的收率为61.3-63.8 %)。剩余的回收液(I)约为80-120毫升,直接或浓缩后和煤一起烧掉。

    关 键  词:
    酸性 废液 排放 CLT 制造 方法
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