本發(fā)明屬于有機(jī)物磺化領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法。
背景技術(shù)：
1-萘磺酸又名α-萘磺酸，是一種重要的化工中間體，主要用于生產(chǎn)α-萘酚，同時(shí)也是偶氮染料的重要原料，在染料、醫(yī)藥行業(yè)有廣泛的影響。
α-萘磺酸一般由萘和磺化劑經(jīng)磺化反應(yīng)生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)外普遍采用濃硫酸或發(fā)煙硫酸磺化制得，也有少部分采用氯磺酸磺化制得。
申請(qǐng)?zhí)枮?3132363.4的專(zhuān)利公布了一種聯(lián)產(chǎn)甲萘酚和乙萘酚的制備方法，其中該方法的中間物質(zhì)α-萘磺酸制備方法為：將濃硫酸加入到磺化鍋中，控制溫度為10～80℃，將精萘分批加入，濃硫酸與精萘的質(zhì)量比為1:1～10:1，保溫反應(yīng)2～10小時(shí)，過(guò)濾分離，分別得到α-萘磺酸和酸母液。
申請(qǐng)?zhí)枮椋?00610096806.0的專(zhuān)利公布了一種1-萘磺酸和1-萘磺酸鈉鹽的制備方法，該方法將萘加入有機(jī)溶劑中并使其完全溶解，加入適量1-萘磺酸晶種，冷卻至0℃±5℃后，在負(fù)壓下邊攪拌邊漓加氯磺酸，1～2小時(shí)內(nèi)滴完，滴加完成后在-2℃～8℃下維持反應(yīng)1.5-3小時(shí)。
采用濃硫酸或發(fā)煙硫酸磺化存在以下缺點(diǎn)：酸、堿消耗量大，會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸廢水，環(huán)境污染大三廢處理及綜合利用是個(gè)難題；在磺化產(chǎn)物中，異構(gòu)體2-萘磺酸所占比例大，經(jīng)堿熔、酸化制得的混合萘酚其分離提純的難度很大。采用氯磺酸磺化會(huì)產(chǎn)生HCl氣體，嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，且反應(yīng)過(guò)程較難控制，且在其后的堿熔過(guò)程中用堿量很大，此法在國(guó)內(nèi)作過(guò)許多研究和改進(jìn)工作，但未能正常生產(chǎn)。
采用SO3作磺化劑可以解決上述問(wèn)題，但氣相-SO3相應(yīng)的配套設(shè)備投資較高，尾氣排放量大，且由于酸霧尾氣中還含有升華萘，導(dǎo)致尾氣處理難度大；而溶劑-SO3又面臨著溶劑回收不易且溶劑損失較高的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明公開(kāi)了一種連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法，本發(fā)明的連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法既避免了廢酸的產(chǎn)生，又可以解決尾氣處理及溶劑回收問(wèn)題，降低了溶劑損失，高效環(huán)保，省去了復(fù)雜的分離步驟，大幅降低了生產(chǎn)成本，適合大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法，具體包括以下步驟：
1)將萘、三氧化硫加入磺化反應(yīng)器中進(jìn)行磺化反應(yīng)，得含有1-萘磺酸的混合物；
2)向步驟1)所述混合物加入溶劑進(jìn)行固液分離，得1-萘磺酸和母液；
3)步驟2)所述母液循環(huán)至步驟1)所述的磺化反應(yīng)。
本發(fā)明對(duì)所述萘和三氧化硫的來(lái)源沒(méi)有特殊的限制，可由市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)獲得，也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備方法制備得。
進(jìn)一步，步驟1)所述萘進(jìn)料時(shí)為固態(tài)或熔融液態(tài)。
進(jìn)一步，步驟1)所述三氧化硫?yàn)闅鈶B(tài)或液態(tài)。
進(jìn)一步，步驟1)所述萘與三氧化硫的摩爾比為1:1.0～1.1。偏離所述比例將會(huì)降低產(chǎn)品收率，引起磺化反應(yīng)器中各物質(zhì)濃度分布進(jìn)而影響其連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
進(jìn)一步，所述方法還包括步驟：首次投料需加入溶劑，所述萘與溶劑的重量比為1:1.0～4.0。除首次投料在磺化反應(yīng)器加入溶劑外，正常生產(chǎn)時(shí)溶劑在固液分離設(shè)備洗滌時(shí)加入。首次加入溶劑可以控制反應(yīng)速率及放熱速率，降低多磺化產(chǎn)物的生成并提高1-萘磺酸的選擇性。
進(jìn)一步，所述溶劑包括二氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烷、石油醚、硝基甲烷的一種或多種。
進(jìn)一步，步驟1)所述磺化反應(yīng)的溫度為-10～100℃。
作為一種優(yōu)選，步驟1)所述磺化反應(yīng)的溫度為10～60℃。
三氧化硫磺化活性比硫酸更高，低溫可以減少多磺化產(chǎn)物的產(chǎn)生，同時(shí)減少2-萘磺酸的含量，達(dá)到高1-萘磺酸的目的。
進(jìn)一步，步驟1)所述萘的進(jìn)料速度為1～1000kg/h；步驟1)所述三氧化硫的進(jìn)料速度為1～1000kg/h。進(jìn)料速率過(guò)低時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品析出困難，難以分離。
進(jìn)一步，步驟2)所述溶劑的加入量為萘進(jìn)料重量的0.1～5％。
進(jìn)一步，連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法還包括步驟：4)得到的1-萘磺酸經(jīng)干燥后得成品，所述母液大部分返回磺化反應(yīng)器中，少量母液進(jìn)行再生，回收溶劑及原料并獲得副產(chǎn)物。
用于實(shí)施上述連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法的裝置，可采用但不限于下述的裝置：
1-萘磺酸的連續(xù)生產(chǎn)裝置，所述1-萘磺酸生產(chǎn)裝置包括磺化反應(yīng)器、固液分離設(shè)備和母液循環(huán)泵；所述磺化反應(yīng)器設(shè)置有萘連續(xù)進(jìn)料裝置、攪拌裝置、三氧化硫分布裝置和冷卻夾套，所述固液分離設(shè)備中還設(shè)置有洗滌裝置；
所述磺化反應(yīng)器的出料口連接固液分離設(shè)備，所述固液分離設(shè)備的出料口與母液循環(huán)泵連通，所述母液循環(huán)泵出料口與磺化反應(yīng)器的進(jìn)料口通過(guò)管道連通；所述母液循環(huán)泵將母液通過(guò)管道循環(huán)至磺化反應(yīng)器中；所述萘連續(xù)進(jìn)料裝置的出口連接在磺化反應(yīng)器上部；所述攪拌裝置安裝在磺化反應(yīng)器中心，所述攪拌裝置為多級(jí)槳式，下層槳葉比上層槳葉短，各層槳葉分布在不同深度；所述三氧化硫分布裝置的出口管分布在磺化反應(yīng)器不同深度。
其中萘固體進(jìn)料可采用螺旋輸送機(jī)，液體進(jìn)料用泵或高位槽；所述攪拌裝置為多級(jí)槳式，且下層槳葉比上層槳葉短，利于1-萘磺酸的結(jié)晶同時(shí)避免結(jié)晶體掛壁；所述磺化反應(yīng)器的冷卻夾套中通入冷卻水，控制磺化反應(yīng)器中的溫度。
作為一種優(yōu)選，所述固液分離設(shè)備位于所述磺化反應(yīng)器的下方。
作為一種優(yōu)選，所述萘進(jìn)料為采用連續(xù)進(jìn)料裝置進(jìn)料，也可熔化后液態(tài)進(jìn)料。
所述固液分離設(shè)備包括離心機(jī)、壓濾機(jī)。
所述洗滌裝置為噴淋式洗滌裝置，所述洗滌裝置通過(guò)溶劑對(duì)固體進(jìn)行定量噴淋洗滌。
進(jìn)一步，所述三氧化硫分布裝置為多孔排管式，排管直徑為5～200mm。
三氧化硫分布裝置為磺化反應(yīng)器中使通入的氣體或液體在磺化反應(yīng)器的橫截面均勻分布的設(shè)備。
所述三氧化硫分布裝置實(shí)現(xiàn)在不同分支管流量可控的目的，使三氧化硫與萘充分接觸反應(yīng)。
作為一種優(yōu)選，所述1-萘磺酸的連續(xù)生產(chǎn)裝置還包括再生裝置，所述再生裝置與母液循環(huán)管上的支路連接。大部分母液通過(guò)母液循環(huán)泵返回磺化反應(yīng)器中，少量母液進(jìn)入再生裝置進(jìn)行再生，回收溶劑及原料并獲得副產(chǎn)物。
利用1-萘磺酸的生產(chǎn)裝置連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法，所述方法包括以下步驟：
1)將萘、三氧化硫加入磺化反應(yīng)器中進(jìn)行磺化反應(yīng)，得含有1-萘磺酸的混合物；
2)步驟1)所述混合物進(jìn)入固液分離設(shè)備加入溶劑進(jìn)行固液分離，得1-萘磺酸和母液；
3)步驟2)所述母液通過(guò)母液循環(huán)泵循環(huán)至步驟1)所述磺化反應(yīng)器中，少量母液進(jìn)行再生。
得到的1-萘磺酸干燥后得成品，所述母液大部分返回磺化反應(yīng)器中，少量母液進(jìn)行再生，回收溶劑及原料并獲得副產(chǎn)物。
本發(fā)明的有益效果在于：
1.本發(fā)明的連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法中，萘、三氧化硫在磺化反應(yīng)器中進(jìn)行磺化反應(yīng)，再加入溶劑經(jīng)固液分離得1-萘磺酸；所述萘進(jìn)料時(shí)可為固態(tài)或熔融液態(tài)，三氧化硫可為氣態(tài)或液態(tài)；所述方法中采用三氧化硫連續(xù)磺化萘生產(chǎn)1-萘磺酸，避免了廢酸的產(chǎn)生，省去了復(fù)雜的分離步驟，又可以解決尾氣處理及溶劑回收問(wèn)題，降低了溶劑損失，高效環(huán)保，并大幅降低了生產(chǎn)成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
2.本發(fā)明生產(chǎn)的1-萘磺酸純度可達(dá)到98％以上，收率可達(dá)到95％以上。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明一種1-萘磺酸的連續(xù)生產(chǎn)裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。優(yōu)選實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，所舉實(shí)施例是為了更好地對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明，但并不是本發(fā)明的內(nèi)容僅限于所舉實(shí)施例。所以熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示，本發(fā)明的一種1-萘磺酸的連續(xù)生產(chǎn)裝置，包括磺化反應(yīng)器1、固液分離設(shè)備2和母液循環(huán)泵3；所述磺化反應(yīng)器設(shè)置有萘連續(xù)進(jìn)料裝置4、攪拌裝置5、三氧化硫分布裝置6和冷卻夾套7，所述固液分離設(shè)備2中還設(shè)置有洗滌裝置8；
所述磺化反應(yīng)器1的出料口連接固液分離設(shè)備2，所述固液分離設(shè)備2的出料口與母液循環(huán)泵3連通，所述母液循環(huán)泵3出料口與磺化反應(yīng)器1的進(jìn)料口通過(guò)管道連通；所述萘連續(xù)進(jìn)料裝置4的出口連接在磺化反應(yīng)器1上部；所述攪拌裝置5安裝在磺化反應(yīng)器1中心，所述攪拌裝置5為多級(jí)槳式，下層槳葉比上層槳葉短，各層槳葉分布在不同深度；所述三氧化硫分布裝置6的出口管分布在磺化反應(yīng)器1不同深度。其中萘固體進(jìn)料可采用螺旋輸送機(jī)，液體進(jìn)料用泵或高位槽；所述攪拌裝置為多級(jí)槳式，且下層槳葉比上層槳葉短，利于1-萘磺酸的結(jié)晶同時(shí)避免結(jié)晶體掛壁；所述磺化反應(yīng)器的冷卻夾套中通入冷卻水，控制磺化反應(yīng)器中的溫度。
所述三氧化硫分布裝置6為多孔排管式，排管直徑為35mm；所述1-萘磺酸的連續(xù)生產(chǎn)裝置還包括再生裝置，所述再生裝置與母液循環(huán)管上的支路連接。大部分母液通過(guò)母液循環(huán)泵返回磺化反應(yīng)器中，少量母液進(jìn)入再生裝置進(jìn)行再生，回收溶劑及原料并獲得副產(chǎn)物。
實(shí)施例1
利用1-萘磺酸的連續(xù)生產(chǎn)裝置連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法，所述方法包括以下步驟：
1)將萘、三氧化硫加入磺化反應(yīng)器1中進(jìn)行磺化反應(yīng)，得含有1-萘磺酸的混合物；
2)步驟1)所述混合物進(jìn)入固液分離設(shè)備2加入溶劑進(jìn)行固液分離，得1-萘磺酸和母液；
3)步驟2)所述母液通過(guò)母液循環(huán)3泵循環(huán)至步驟1)所述磺化反應(yīng)器1中，少量母液進(jìn)行再生。
磺化反應(yīng)器1中萘采用液體進(jìn)料，三氧化硫采用氣體進(jìn)料，固液分離設(shè)備2采用離心機(jī)，溶劑為二氯乙烷。
萘進(jìn)料速率為340kg/h，三氧化硫進(jìn)料速率為216kg/h，首次投料在磺化反應(yīng)器1中需加入溶劑，首次加入溶劑為2720kg，洗滌用溶劑為13.6kg/h，磺化反應(yīng)溫度為30℃，1-萘磺酸收率95.1％，干燥后產(chǎn)品純度98.6％，其中產(chǎn)生的母液通過(guò)母液循環(huán)泵3將母液通過(guò)管道循環(huán)至磺化反應(yīng)器1中。
實(shí)施例2
利用1-萘磺酸的連續(xù)生產(chǎn)裝置連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法，所述方法包括以下步驟：
1)將萘、三氧化硫加入磺化反應(yīng)器1中進(jìn)行磺化反應(yīng)，得含有1-萘磺酸的混合物；
2)步驟1)所述混合物進(jìn)入固液分離設(shè)備2加入溶劑進(jìn)行固液分離，得1-萘磺酸和母液；
3)步驟2)所述母液通過(guò)母液循環(huán)3泵循環(huán)至步驟1)所述磺化反應(yīng)器1中，少量母液進(jìn)行再生。
磺化反應(yīng)器1中萘采用固體進(jìn)料，三氧化硫采用液體進(jìn)料，固液分離設(shè)備2采用壓濾機(jī)，溶劑為二氯甲烷。
萘進(jìn)料速率為171kg/h，三氧化硫進(jìn)料速率為112kg/h，首次投料在磺化反應(yīng)器1中需加入溶劑，首次加入溶劑為1360kg，洗滌用溶劑為7kg/h，磺化反應(yīng)溫度為70℃，1-萘磺酸收率93.5％，干燥后產(chǎn)品純度97.3％，其中產(chǎn)生的母液通過(guò)母液循環(huán)泵3將母液通過(guò)管道循環(huán)至磺化反應(yīng)器1中。
實(shí)施例3
利用1-萘磺酸的連續(xù)生產(chǎn)裝置連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法，所述方法包括以下步驟：
1)將萘、三氧化硫加入磺化反應(yīng)器1中進(jìn)行磺化反應(yīng)，得含有1-萘磺酸的混合物；
2)步驟1)所述混合物進(jìn)入固液分離設(shè)備2加入溶劑進(jìn)行固液分離，得1-萘磺酸和母液；
3)步驟2)所述母液通過(guò)母液循環(huán)3泵循環(huán)至步驟1)所述磺化反應(yīng)器1中，少量母液進(jìn)行再生。
磺化反應(yīng)器1中萘采用液體進(jìn)料，三氧化硫采用氣體進(jìn)料，固液分離設(shè)備2采用壓濾機(jī)，溶劑為四氯乙烷。
萘進(jìn)料速率為340kg/h，三氧化硫進(jìn)料速率為216kg/h，首次投料在磺化反應(yīng)器1中需加入溶劑，首次加入溶劑為2720kg，洗滌用溶劑為11kg/h，反應(yīng)溫度為50℃，1-萘磺酸收率92.7％，干燥后產(chǎn)品純度96.1％，其中產(chǎn)生的母液通過(guò)母液循環(huán)泵3將母液通過(guò)管道循環(huán)至磺化反應(yīng)器1中；大部分母液通過(guò)母液循環(huán)泵返回磺化反應(yīng)器中，少量母液進(jìn)入再生裝置進(jìn)行再生，回收溶劑及原料并獲得副產(chǎn)物。
實(shí)施例4
利用1-萘磺酸的連續(xù)生產(chǎn)裝置連續(xù)生產(chǎn)1-萘磺酸的方法，所述方法包括以下步驟：
1)將萘、三氧化硫加入磺化反應(yīng)器1中進(jìn)行磺化反應(yīng)，得含有1-萘磺酸的混合物；
2)步驟1)所述混合物進(jìn)入固液分離設(shè)備2加入溶劑進(jìn)行固液分離，得1-萘磺酸和母液；
3)步驟2)所述母液通過(guò)母液循環(huán)3泵循環(huán)至步驟1)所述磺化反應(yīng)器1中，少量母液進(jìn)行再生。
磺化反應(yīng)器1中萘采用液體進(jìn)料，三氧化硫采用氣體進(jìn)料，固液分離設(shè)備2采用壓濾機(jī)，溶劑為四氯乙烷。
萘進(jìn)料速率為340kg/h，三氧化硫進(jìn)料速率為245kg/h，首次投料在磺化反應(yīng)器1中需加入溶劑，首次加入溶劑為2650kg，洗滌用溶劑為10kg/h，反應(yīng)溫度為60℃，1-萘磺酸收率95.7％，干燥后產(chǎn)品純度96.8％，其中產(chǎn)生的母液通過(guò)母液循環(huán)泵3將母液通過(guò)管道循環(huán)至磺化反應(yīng)器1中；大部分母液通過(guò)母液循環(huán)泵返回磺化反應(yīng)器中，少量母液進(jìn)入再生裝置進(jìn)行再生，回收溶劑及原料并獲得副產(chǎn)物。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。