一種染料的連續(xù)重氮化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于染料合成領(lǐng)域，具體設(shè)及一種染料的連續(xù)重氮化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 染料合成的重氮化反應(yīng)，一般情況下，芳胺類原料在無(wú)機(jī)酸存在的條件下，與亞硝 酸鋼進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物重氮鹽是用于偶氮類化合物的重要中間體，運(yùn)種重氮化反 應(yīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等有機(jī)合成過(guò)程，尤其在染料行業(yè)，60%W上的染料是通 過(guò)重氮化反應(yīng)生產(chǎn)出來(lái)的。
[0003]目前染料企業(yè)所采用的重氮鹽合成方法基本上都是間歇式工藝，其主要為順式加 料法和逆式加料法，順式加料法例如亞硝酸鋼滴加到芳胺類原料的無(wú)機(jī)酸溶液或懸浮液中 進(jìn)行重氮化，逆式加料法例如芳胺類原料緩慢投加到亞硝酷硫酸液中?；赪上的工藝J頓 式加料法廢水產(chǎn)生量大、治理成本高，逆式加料法投入芳胺類原料投料不穩(wěn)定且批次間差 別較大，故都存在不穩(wěn)定因素或?qū)Νh(huán)境友好性較差。
[0004] 對(duì)此，業(yè)內(nèi)也相繼開(kāi)發(fā)出多種連續(xù)重氮化的方法。 陽(yáng)0化]如浙江龍盛集團(tuán)股份有限公司的公開(kāi)專利201210355219. 4, 一種芳香胺的連續(xù)重 氮化生產(chǎn)工藝；如浙江工業(yè)大學(xué)的授權(quán)專利CN102078789B，重氮化連續(xù)管式反應(yīng)器；如 上海家化（集團(tuán)）有限公司的授權(quán)專利CN1162402C，一種連續(xù)化制備伯芳胺重氮鹽的方 法和裝置；汽己公司的專利US4246171，一種利用兩只串聯(lián)反應(yīng)蓋進(jìn)行連續(xù)重氮化的反應(yīng) 流程；專利US4233213, 一種芳胺的連續(xù)重氮化過(guò)程。
[0006] 運(yùn)些專利普遍存在一個(gè)問(wèn)題，那就是使用了大量的硫酸用W溶解芳胺類原料，使 得后續(xù)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的低濃度無(wú)機(jī)酸，環(huán)保治理上成本偏高；另外，重氮化反應(yīng)對(duì)熱量 的變化比較敏感，往往需要使用大量的冷卻設(shè)施，如反應(yīng)鍋內(nèi)增加盤(pán)管且鍋外夾套同時(shí)降 溫來(lái)控制反應(yīng)效率，然而因投料不穩(wěn)定、加液體原料不穩(wěn)定、導(dǎo)致降溫不可能很穩(wěn)定，所W 效果仍然不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的是提供一種染料的連續(xù)重氮化的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝在保證產(chǎn)品質(zhì) 量的前提下，大幅度減少了母液廢水的排放。
[0008] 一種染料的連續(xù)重氮化工藝，包括W下步驟：
[0009] (1)向混合鍋中加入重氮液作為底液，然后加入芳胺類原料進(jìn)行混合分散得到混 合料；
[0010] (2)將步驟（1)得到的混合料和亞硝酷硫酸分別連續(xù)輸入數(shù)級(jí)串聯(lián)的回路反應(yīng)器 中進(jìn)行重氮化反應(yīng)得到反應(yīng)液；
[0011] 其中，混合料從首級(jí)回路反應(yīng)器的入口輸入，亞硝酷硫酸從每級(jí)回路反應(yīng)器的入 口輸入，反應(yīng)液從末級(jí)回路反應(yīng)器的出口輸出；
[0012] (3)步驟（2)得到的反應(yīng)液進(jìn)入中控反應(yīng)鍋中進(jìn)行檢測(cè)，若重氮化反應(yīng)完全，直接 進(jìn)入重氮液成品槽中；若重氮化反應(yīng)不完全，則在中控反應(yīng)鍋中繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)完全。
[0013] 本發(fā)明中，在連續(xù)重氮化反應(yīng)中采用回路反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)外循環(huán)換熱器換 熱來(lái)達(dá)到有效的控溫效果，保證了重氮化生產(chǎn)的穩(wěn)定性、均勻性和可控性，提高了連續(xù)重氮 化的傳熱效率，使得染料商品的質(zhì)量更加穩(wěn)定；同時(shí)，W重氮液作為反應(yīng)底液，能夠提高重 氮液的濃度，減少排出的低濃度無(wú)機(jī)酸，降低環(huán)保治理成本。
[0014] 作為優(yōu)選，步驟（1)中的底液為步驟（3)中返回的部分重氮液，所述的底液與所述 的芳胺類原料的摩爾比為1.0~3.0:1。此時(shí)，能夠W較大的限度減少排出的低濃度無(wú)機(jī) 酸，并且不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0015] 作為優(yōu)選，步驟（1)中，所述的芳胺類原料為苯胺類化合物，包括2, 4-二硝 基-6-漠苯胺、2,4-二硝基-6-氯苯胺、對(duì)硝基苯胺、鄰氯對(duì)硝基苯胺或2-氯基-4-硝基苯 胺等化合物，將運(yùn)些化合物應(yīng)用到本發(fā)明的重氮化工藝時(shí)，都能取得較好的效果。
[0016] 作為優(yōu)選，所述的回路反應(yīng)器包括反應(yīng)蓋和連通所述反應(yīng)蓋頂端和底端的外循環(huán) 管路；
[0017] 所述的外循環(huán)管路上設(shè)有循環(huán)累和換熱器；
[0018] 所述的反應(yīng)蓋側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有混合料入口，所述的循環(huán)管路靠近反應(yīng)蓋頂端處開(kāi)設(shè) 有亞硝酷硫酸入口，在外循環(huán)管路上還開(kāi)設(shè)有反應(yīng)物料出口。
[0019] 其中，循環(huán)累使物料在外部循環(huán)管路和反應(yīng)蓋之間循環(huán)，整個(gè)回路反應(yīng)器的溫度 主要靠換熱器進(jìn)行控制。
[0020] 作為優(yōu)選，上一級(jí)回路反應(yīng)器的反應(yīng)物料出口與下一級(jí)回路反應(yīng)器的混合料入口 相連通。此時(shí)，首臺(tái)回路反應(yīng)器的混合料入口與混合鍋相連通，混合鍋的混合料從該混合料 入口進(jìn)入回路反應(yīng)器系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)；其他回路反應(yīng)器的混合料入口與前一級(jí)回路反應(yīng)器的 反應(yīng)物料出口相連通，接收的是前一級(jí)回路反應(yīng)器得到的反應(yīng)液。
[0021] 作為優(yōu)選，所述的反應(yīng)蓋中還設(shè)有反沖裝置，W保證物料能混合的更加充分。作為 一個(gè)具體的實(shí)施方式，反沖裝置可W為攬拌葉片。
[0022] 作為優(yōu)選，步驟（2)中，所述的芳胺類原料和亞硝酷硫酸的摩爾比為1:1.0~ 1. 1。
[0023] 作為優(yōu)選，步驟似中，所述的回路反應(yīng)器的級(jí)數(shù)為2~4級(jí)；
[0024] 作為優(yōu)選，當(dāng)回路反應(yīng)器的反應(yīng)蓋體積為1000~5000以控制進(jìn)入首級(jí)回路反應(yīng) 器的混合料的速率為350~400kg/h，進(jìn)入首級(jí)回路反應(yīng)器的亞硝酷硫酸的速率為40~ 50kg/h，其他回路反應(yīng)器補(bǔ)加亞硝酷硫酸的速率為25~35kg/h，此時(shí)，可W使反應(yīng)效率更 高，得到的重氮鹽的質(zhì)量更好。當(dāng)反應(yīng)體系穩(wěn)定時(shí)，各級(jí)回路反應(yīng)器中的物料保持恒定，即 物料的輸出速率與輸入速率大致相等。
[00巧]步驟（2)中，所述的混合料和亞硝酷硫酸的加料速率一般通過(guò)稱重裝置的數(shù)字反 饋，W減量法進(jìn)行控制，其中，所述的稱重裝置包括稱重模塊、電磁流量計(jì)、滿流流量計(jì)、轉(zhuǎn) 子流量計(jì)或者質(zhì)量流量計(jì)中的一種或多種。
[00%] 作為優(yōu)選，步驟（2)中，重氮化反應(yīng)的溫度為0~30°C。
[0027] 作為優(yōu)選，步驟（3)中，所述中控反應(yīng)鍋為相互串聯(lián)的2~4個(gè)，每一個(gè)中控反應(yīng) 鍋獨(dú)立地與重氮液成品中轉(zhuǎn)槽相聯(lián)通。此時(shí)，可W根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度決定是否啟用后一 級(jí)的中控反應(yīng)鍋。
[0028] 同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0029] (1)采用外循環(huán)換熱器換熱來(lái)達(dá)到有效的控溫效果，提高了重氮化反應(yīng)的穩(wěn)定性， 均勻性和可控性，提高了染料商品的質(zhì)量；
[0030] (2)在獲得了良好控溫效果的條件下，采用重氮液作為反應(yīng)底液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的 效果良好，可大幅度減少低濃度無(wú)機(jī)酸的排放。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為本發(fā)明的重氮化反應(yīng)的工藝流程圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明的回路反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0034] 由圖1所示的重氮化反應(yīng)的工藝流程圖可知，該重氮化反應(yīng)包括W下工序：
[0035] (1)芳胺類原料和重氮液進(jìn)入混合鍋發(fā)生混合，得到混合料，其中重氮液一般直接 來(lái)自于本工藝的產(chǎn)品；
[0036] (2)由混合鍋輸出的混合料進(jìn)入數(shù)級(jí)串聯(lián)的回路反應(yīng)器進(jìn)行重氮化反應(yīng)，上級(jí)回 路反應(yīng)器得到的粗產(chǎn)品進(jìn)入下一級(jí)回路反應(yīng)器，每級(jí)回路反應(yīng)器中都補(bǔ)亞硝酷硫酸液；
[0037] (3)從最后一級(jí)回路反應(yīng)器輸出的物料進(jìn)入中控反應(yīng)鍋，在中控反應(yīng)鍋中對(duì)反應(yīng) 物料進(jìn)行檢測(cè)，如果中控反應(yīng)鍋的反應(yīng)合格，則反應(yīng)物料進(jìn)入重氮液成品槽；否則，進(jìn)入終 點(diǎn)反應(yīng)鍋繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)完全，再進(jìn)入重氮液成品槽；
[0038] (4)重氮液成品槽中的物料可W進(jìn)入后續(xù)偶合工序，也可W部分進(jìn)入混合鍋。
[0039] 由圖2所示的回路反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖可知，該回路反應(yīng)器包括反應(yīng)蓋，在反應(yīng) 蓋的底部開(kāi)設(shè)有物料出口，在反應(yīng)蓋的頂部和側(cè)壁分別開(kāi)設(shè)有物料進(jìn)口，在底部的物料出 口和頂部的物料進(jìn)口之間連有外循環(huán)管路，在外循環(huán)管路上設(shè)有循環(huán)累和換熱器，循環(huán)累 使物料經(jīng)過(guò)外循環(huán)管路由反應(yīng)蓋的底部流向反應(yīng)蓋的頂部。
[0040] 其中，側(cè)壁的物料進(jìn)口用于加入前一級(jí)設(shè)備的產(chǎn)品（包括混合鍋得到的混合料或 者前一級(jí)回路反應(yīng)器得到的粗產(chǎn)品），頂部的物料進(jìn)口除了接收循環(huán)管路的物料之外，還用 于加入亞硝酷硫酸液，為了便于加料，在頂部的物料入口設(shè)有加料管，該加料管為漏斗形， 加料管的側(cè)壁帶有用于加入亞硝酷硫酸液支管，循環(huán)物料從加料管的上部加入。
[0041] 在反應(yīng)蓋內(nèi)部還設(shè)有反沖裝置，用