一種萘連續(xù)催化磺化方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于萘磺酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種萘連續(xù)催化磺化方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]β_萘磺酸是用作生產(chǎn)染料、農(nóng)藥和藥物的重要中間體，是以萘為原料經(jīng)磺化反應(yīng)制得。目前，國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)中大都采用過量的濃硫酸直接與熔融萘進(jìn)行磺化反應(yīng)，由于磺化反應(yīng)時的硫酸消耗量較大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本投入較高；目標(biāo)產(chǎn)物β_萘磺酸的收率較低，一般為64%~66%(外標(biāo)法)，78%~82%(HPLC);副產(chǎn)物的含量高，且難以有效的從磺化反應(yīng)混合物中分離出來，給后續(xù)工段帶來無法克服的困難；例如在后續(xù)中和工段消耗的亞硫酸鈉較大，會產(chǎn)生大量的高鹽有機廢水，以及大量的二氧化硫氣體，導(dǎo)致設(shè)備管道的腐蝕嚴(yán)重，環(huán)境污染較大。
[0003]由于上述磺化反應(yīng)工藝的限制，導(dǎo)致企業(yè)的生產(chǎn)成本較高，且難以實現(xiàn)節(jié)能減排、清潔環(huán)保的生產(chǎn)目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一目的在于提供一種萘連續(xù)催化磺化方法，第二目的在于提供一種實現(xiàn)上述方法的裝置。
[0005]本發(fā)明的第一目的是這樣實現(xiàn)的，包括原料混合和磺化反應(yīng)，具體步驟為:
A、原料混合:含有催化劑的98%硫酸經(jīng)兩級加熱后送入一級原料混合釜，熔融精萘經(jīng)一級加熱后送入一級原料混合釜，所述送入一級原料混合釜中的98%硫酸和精萘的質(zhì)量比為1:1.308，含有催化劑的98%硫酸和熔融精萘在一級原料混合釜中初步混合后送入二級原料混合釜充分混合；
B、磺化反應(yīng):二級原料混合釜中混合均勻后的物料送入一級磺化反應(yīng)釜，上述物料在一級磺化反應(yīng)爸中反應(yīng)60~80min后,將一級磺化反應(yīng)爸中的物料送入二級磺化反應(yīng)爸；
上述物料在二級磺化反應(yīng)釜中反應(yīng)60~80min后，將二級磺化反應(yīng)釜中的物料送入三級磺化反應(yīng)爸;
上述物料在三級磺化反應(yīng)釜中反應(yīng)60~80min后，將三級磺化反應(yīng)釜中的物料送入四級磺化反應(yīng)爸;
所述一級原料混合釜、二級原料混合釜、一級磺化反應(yīng)釜、二級磺化反應(yīng)釜、三級磺化反應(yīng)釜和四級磺化反應(yīng)釜中的生成水經(jīng)減壓汽化后均送入蒸汽冷凝器。
[0006]所述步驟A中98%硫酸中添加的催化劑由磺化煤油、NMP、三辛胺、無水硫酸鈉和十氫化萘按如下重量比配制，即磺化煤油=NMP:三辛胺:無水硫酸鈉:十氫化萘為30~50:2?5:6?10:5?8:20?30。
[0007]所述步驟A中98%硫酸中添加的催化劑的配制方法為:將磺化煤油、ΝΜΡ、三辛胺、無水硫酸鈉和十氫化萘加入到帶攪拌功能的配制釜中，保持配制釜中的溫度為300C ~60°C，攪拌 60min~90min。
[0008]本發(fā)明的第二目的是這樣實現(xiàn)的，包括催化劑儲槽、硫酸儲槽、硫酸輸送泵、加熱器、精萘儲槽、精萘輸送泵、原料混合釜、磺化反應(yīng)釜、蒸汽冷凝器和冷凝水槽，所述原料混合釜包括一級原料混合釜和二級原料混合釜，所述磺化反應(yīng)釜包括一級磺化反應(yīng)釜、二級磺化反應(yīng)釜、三級磺化反應(yīng)釜和四級磺化反應(yīng)釜，所述催化劑儲槽與硫酸儲槽連接，所述硫酸儲槽與硫酸輸送泵連接，所述硫酸輸送泵順序連接一級硫酸加熱器、二級硫酸加熱器后與一級原料混合釜連接；所述精萘儲槽與精萘輸送泵連接，所述精萘輸送泵連接精萘加熱器后與一級原料混合釜連接；所述一級原料混合釜的出料口與二級原料混合釜的進(jìn)料口連接，所述二級原料混合爸的出料口與一級磺化反應(yīng)爸的進(jìn)料口連接，所述一級磺化反應(yīng)爸的出料口與二級磺化反應(yīng)釜的進(jìn)料口連接，所述二級磺化反應(yīng)釜的出料口與三級磺化反應(yīng)釜的進(jìn)料口連接，所述三級磺化反應(yīng)釜的出料口與四級磺化反應(yīng)釜的進(jìn)料口連接，所述四級磺化反應(yīng)釜的出料口與水解反應(yīng)釜的進(jìn)料口連接；所述一級原料混合釜、二級原料混合釜、一級磺化反應(yīng)釜、二級磺化反應(yīng)釜、三級磺化反應(yīng)釜和四級磺化反應(yīng)釜的頂部出氣口與蒸汽冷凝器的進(jìn)氣口連接，所述蒸汽冷凝器與冷凝水槽連接。
[0009]本發(fā)明通過在參加磺化反應(yīng)的98%硫酸中添加催化劑，降低了硫酸的氧化性，阻止了 α-萘磺酸的生成，萘磺酸的總反應(yīng)收率為73%~80% (外標(biāo)法)，90%~93% (HPLC)，與傳統(tǒng)的橫化生廣方法相比，總反應(yīng)收率提聞了 8%~15%，廣品質(zhì)量大幅提聞；添加的催化劑有助于后續(xù)的生產(chǎn)過程，對粘稠的磺化物料有稀釋作用，改善了反應(yīng)介質(zhì)的流動性，在后續(xù)的水解吹萘過程中有利于β_萘磺酸晶粒的生成，促使吹萘快速進(jìn)行。本發(fā)明有效的減少了原料硫酸的用量，與傳統(tǒng)工藝相比，硫酸用量減少10%左右，磺化反應(yīng)產(chǎn)物中游離酸的含量下降，從而有效減少了后續(xù)中和反應(yīng)中堿的用量及副產(chǎn)物硫酸鈉的產(chǎn)生量，有效的減少了廢水處理負(fù)荷。同時本發(fā)明提供的生產(chǎn)工藝中，生產(chǎn)廢水得到了有效的循環(huán)利用，具有很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，降低企業(yè)成本投入，實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的生產(chǎn)要求。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1-催化劑儲槽、2-硫酸儲槽、3-硫酸輸送泵、4-一級硫酸加熱器、5-二級硫酸加熱器、6-精萘儲槽、7-精萘輸送泵、8-精萘加熱器、9- 一級原料混合釜、10- 二級原料混合釜、11- 一級磺化反應(yīng)釜、12- 二級磺化反應(yīng)釜、13-三級磺化反應(yīng)釜、14-四級磺化反應(yīng)釜、15-水解反應(yīng)釜、16-蒸汽冷凝器、17-冷凝水槽。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明提供的萘連續(xù)催化磺化方法包括原料混合和磺化反應(yīng)，具體步驟為:
A、原料混合:含有催化劑的98%硫酸經(jīng)兩級加熱后送入一級原料混合釜9，熔融精萘經(jīng)一級加熱后送入一級原料混合釜9，所述送入一級原料混合釜9中的98%硫酸和精萘的質(zhì)量比為1:1.308，含有催化劑的98%硫酸和熔融精萘在一級原料混合釜9中初步混合后送入二級原料混合釜10充分混合； B、磺化反應(yīng):二級原料混合釜10中混合均勻后的物料送入一級磺化反應(yīng)釜11，上述物料在一級磺化反應(yīng)爸11中反應(yīng)60~80min后,將一級磺化反應(yīng)爸11中的物料送入二級磺化反應(yīng)釜12 ；
上述物料在二級磺化反應(yīng)釜12中反應(yīng)60~80min后，將二級磺化反應(yīng)釜12中的物料送入三級磺化反應(yīng)釜13 ；
上述物料在三級磺化反應(yīng)釜13中反應(yīng)60~80min后，將三級磺化反應(yīng)釜13中的物料送入四級磺化反應(yīng)釜14;
所述一級原料混合釜9、二級原料混合釜10、一級磺化反應(yīng)釜11、二級磺化反應(yīng)釜12、三級磺化反應(yīng)釜13和四級磺化反應(yīng)釜14中的生成水經(jīng)減壓汽化后均送入蒸汽冷凝器。
[0013]所述步驟A中98%硫酸中添加的催化劑由磺化煤油、NMP、三辛胺、無水硫酸鈉和十氫化萘按如下重量比配制，即磺化煤油=NMP:三辛胺:無水硫酸鈉:十氫化萘=30~50:2~5:6?10:5?8:20?30。
[0014]所述步驟A中98%硫酸中添加的催化劑的配制方法為:將磺化煤油、ΝΜΡ、三辛胺、無水硫酸鈉和十氫化萘加入到帶攪拌功能的配制釜中，保持配制釜中的溫度為300C ~60°C，攪拌 60min~90min。
[0015]所述步驟A中98%硫酸中加入的催化劑為硫酸總量的3%~8%。
[0016]所述步驟A中一級原料混合釜9和二級原料混合釜10中的溫度為160°C ~163°C。
[0017]所述步驟B中一級磺化反應(yīng)釜11、二級磺化反應(yīng)釜12、三級磺化反應(yīng)釜13和四級磺化反應(yīng)釜14中的反應(yīng)溫度為160°C ~165°C。
[0018]所述步驟A中含有催化劑的98%硫酸一級加熱至45°C后送入二級加熱，二級加熱至100?120°C后送入一級原料混合釜9。
[0019]所述步驟A中的熔融精萘一級加熱至120°C后送入一級原料混合釜9。
[0020]本發(fā)明提供的適用于萘連續(xù)催化磺化方法的裝置，包括催化劑儲槽1、硫酸儲槽
2、硫酸輸送泵3、加熱器、精萘儲槽6、精萘輸送泵7、原料混合釜、磺化反應(yīng)釜、蒸汽冷凝器16和冷凝水槽17,所述原料混合爸包括一級原料混合爸9和二級原料混合爸10，所述磺化反應(yīng)爸包括一級磺化反應(yīng)爸11、二級磺化反應(yīng)爸12、三級磺化反應(yīng)爸13和四級磺化反應(yīng)爸14，所述催化劑儲槽I與硫酸儲槽2連接，所述硫酸儲槽2與硫酸輸送泵3連接，所述硫酸輸送泵3順序連接一級硫酸加熱器4、二級硫酸加熱器5后與一級原料混合釜9連接；所述精萘儲槽6與精萘輸送泵7連接，所述精萘輸送泵7連接精萘加熱器8后與一級原料混合釜9連接；所述一級原料混合釜9的出料口與二級原料混合釜10的進(jìn)料口連接，所述二級原料混合釜10的出料口與一級磺化反應(yīng)釜11的進(jìn)料口連接，所述一級磺化反應(yīng)釜11的出料口與二級磺化反應(yīng)釜12的進(jìn)料口連接，所述二級磺化反應(yīng)釜12的出料口與三級磺化反應(yīng)釜(13)的進(jìn)料口連接，所述三級磺化反應(yīng)釜13的出料口與四級磺化反應(yīng)釜14的進(jìn)料口連接，所述四級磺化反應(yīng)釜14的出料口與水解反應(yīng)釜15的進(jìn)料口連接；所述一級原料混合釜9、二級原料混合釜10、一