专利名称：聚酯染色改性剂sipm合成工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化工产品的工业生产工艺，特别是聚酯染色改性剂第三单体的生产工艺。
背景技术：
聚酯纤维因其价廉物美已成为全球第一大化纤面料纤维，但其染色难又制约了其发展，制备阳离子可染聚酯是解决染色问题的最佳途径。聚酯染色改性剂SIPM又称聚酯第三单体，是首选聚酯染色改性剂，由于其带有活性的磺酸基团，与聚酯共聚后，增加了聚酯对染料的亲和性，同时对纤维的吸汗性和透气性也有所提高。聚酯染色改性剂SIPM在国内外已生产多年，有多种合成路线，目前世界主流合成工艺路线为将间苯二甲酸(简称IPA)先磺化，然后酯化、成盐、精制、重结晶，最后烘干得到成品。
前三步为合成工艺路线，其中磺化一般采用游离SO3-浓度为20～23％的低浓度发烟硫酸或游离SO3-浓度为65～67％的高浓度发烟硫酸和三氧化硫法三种浓度磺化，由此在反应过程后产生废水多少不一。另外，所有文献报道中，均采用NaOH或Na2CO3间隙成盐，成盐溶液至中性或微酸性(PH值为5～7)，未见连续成盐报导。反应结束后，均采用釜式间隙精制，由于间隙精制时热状况时间较长，故产品水解现象较严重。
传统工艺中成盐废水一般回收甲醇后用碱(NaOH、Na2CO3)中和排放，废水中COD含量高，且需耗用大量碱，因而处理成本较高。目前现有生产工艺产品收率水平一般在60～75％之间。
本实用新型目的在于发明一种连续化的SIPM生产工艺，具有生产成本低，产品收率高，能耗低等特点。
本发明的工艺方法是将间苯二甲酸先磺化，然后酯化、成盐、精制、重结晶，最后烘干得到成品，其特点是采用游离SO3-浓度为30～50％发烟硫酸，在170～200℃温度下进行磺化。
本发明采用游离SO3-浓度为30～50％的中浓度发烟硫酸，在170～200℃温度下进行磺化，较低浓度和高浓度发烟酸磺化相比，产品收率更高，品质更好，为实现酸性成盐打好了基础。
国内外文献报道，三单体生产均采用中性成盐法，采用氢氧化钠或碳酸钠成盐，成盐后期PH调至中性(PH＝5-7)。本发明的工艺过程实现酸性成盐，即用氢氧化钠、碳酸钠或硫酸钠、氯化钠等成盐，其成盐后期酸度控制在1～10％，酸性成盐的产品收率一般比中性成盐高3～5％，且成盐后粗品中硫酸钠(氯化钠)等夹带少，粗品品质有所提高，减少了精制的难度。
有关文献报导成盐均采用釜式间隙中和成盐，调节PH至中性。本发明采用连续式成盐，系统呈酸性(酸度1～10％)，即将酯化液、精制结晶分离冷冻母液和无机碱或无机钠盐按一定配比在一容器中连续混合成盐，并实现连续压滤分离。此工艺可确保粗品中尽可能少地裹夹硫酸钠或氯化钠，提高产品收率。
由于三单体之水溶液在高温下(60℃以上)水解严重，因而精制时升温速率及精制过程的长短和精制过滤杂质后降温速率直接影响到产品水解程度，进而影响产品的收率和品质。本发明的改进立足于连续精制和动态结晶，即力争在最短时间内完成精制、除杂和结晶过程，以保证产品品质和收率。具体工艺为将成盐压滤后粗品按一定比例投入到预冷的一次精制母液中，调节PH至5.5～6.5，将打浆并调节好PH的粗品混浊液用泵打入换热器中，通过调节流量，以确保粗品混浊溶液经换热器后迅速溶解呈澄清溶液，打入精制釜中，加入一定量活性碳除杂脱色，并用泵将其快速通过PA精密过滤器除去活性碳等杂质，进入动态结晶器中迅速冷却结晶。该工艺改进由于采用连续精制，动态结晶技术，使产品品质更佳，三单体水溶液在热状态下时间较短，收率水平较间隙精制高2～3％。
综上所述，由于本发明采用中浓度酸(30～50％发烟硫酸)磺化，酸性成盐(成盐时酸度为1～10％)，连续成盐，连续精制和动态结晶技术，产品收率高达78～82％，产品质量达到行业优级标准，生产效益得到极大提高，对实际生产作出极大的贡献。
具体实施例例一1、配制中浓度H2SO4·SO3将149kg游离SO3-浓度为20％的发烟硫酸和43kg游离SO3-浓度为65％的发烟硫酸充分混和，待用。
2、磺化反应IPA∶中浓度H2SO4·SO3＝1∶1～2，在180～190℃温度下反应4～8小时，直至磺化率≥99％。
3、酯化反应将磺化料放至酯化釜冷却至100℃以下，滴加100～200kg甲醇，维持温度60～90℃，反应时间2～4小时，酯化率≥95％。
4、中和盐析将酯化料滴加至1～4倍的精制母液水中，使温度降至30℃以下，滴加30％液碱(或无机钠盐)，成盐后酸度为1～10％，可实现连续成盐。(若用釜式成盐，反应时间0.5～2小时)5、精制1份成盐滤饼加入2～5份无离子水(或重结晶母液水)，在80～100℃下，经过强换热器(或釜式间隙)溶解，并经活性碳脱色吸附和精密过滤，对产品进行精制(调节PH至6～7，加入适量H2O2、AC等)6、结晶将精制滤液在1000～10000L搪玻璃反应釜中连续结晶，当料液温度降至约60℃时，调节搅拌转速至10～40转/分，以确保结晶晶核形成，并维持静态时间2小时以上，保证晶体的长大，最后结晶料降至室温以利脱水分离。
7、成品最后获得142.5kg聚酯染色改性剂SIPM结晶产品。
例二1、配制中浓度H2SO4·SO3将48kg游离SO3-浓度为20％的发烟硫酸和96kg游离SO3-浓度为65％的发烟硫酸充分混和，待用。
2、磺化反应IPA∶中浓度H2SO4·SO3＝1∶1～2，在170～185℃温度下反应4～8小时，直至磺化率≥99％3、酯化反应将磺化料放至酯化釜冷却至100℃以下，滴加100～200kg甲醇，维持温度60～90℃，反应时间2～4小时，酯化率≥95％。
4、中和盐析将酯化料滴加至1～4倍的精制母液水中，使温度降至30℃以下，滴加30％液碱(或无机钠盐)，成盐后酸度为1～10％，可实现连续成盐。(若用釜式成盐，反应时间0.5～2小时)5、精制1份成盐滤饼加入2～5份无离子水(或重结晶母液水)，在80～100℃下，经过强换热器(或釜式间隙)溶解，并经活性碳脱色吸附和精密过滤，对产品进行精制(调节PH至6～7，加入适量H2O2、AC等)6、结晶将精制滤液在1000～10000L搪玻璃反应釜中连续结晶，当料液温度降至约60℃时，调节搅拌转速至10～40转/分，以确保结晶晶核形成，并维持静态时间2小时以上，保证晶体的长大，最后结晶料降至室温以利脱水分离。
7、成品最后获得142.5kg聚酯染色改性剂SIPM结晶产品。
权利要求
1.聚酯染色改性剂SIPM合成工艺，包括将间苯二甲酸先磺化，然后酯化、成盐、精制、重结晶，最后烘干得到成品，其特征在于采用游离SO3-浓度为30～50％发烟硫酸在170～200℃温度下进行磺化。
2.根据权利要求1所述聚酯染色改性剂SIPM合成工艺，其特征在于成盐后期酸度控制在1～10％。
3.根据权利要求1或2所述聚酯染色改性剂SIPM合成工艺，其特征在于采用连续精制，动态结晶。
4.根据权利要求3所述聚酯染色改性剂SIPM合成工艺，其特征在于将成盐压滤后粗品按一定比例投入到预冷的一次精制母液中，调节PH至5.5～6.5，将打浆并调节好PH的粗品混浊液用泵打入换热器中，通过调节流量，以确保粗品混浊溶液经换热器后迅速溶解呈澄清溶液，打入精制釜中，加入一定量活性碳除杂脱色，并用泵将其快速通过PA精密过滤器除去杂质，进入动态结晶器中迅速冷却结晶。
全文摘要
聚酯染色改性剂SIPM合成工艺，涉及一种化工产品的工业生产工艺，特别是聚酯染色改性剂第三单体的生产工艺。将间苯二甲酸先磺化，然后酯化、成盐、精制、重结晶，最后烘干得到成品，其中，采用游离SO
文档编号D06P3/52GK1673450SQ20051003797
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月7日 优先权日2005年3月7日
发明者蒋建平, 王国华, 陆春明, 杨传林 申请人:江苏群发化工有限公司