专利名称：部分循环使用碱性母液由nts氧化制备dns酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种部分循环使用碱性母液由NTS氧化制备DNS酸的方法，属于DNS酸的合成技术。
背景技术：
DNS酸是化合物4，4′-二硝基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(分子式C14H10N2O10S2)的简称，它是染料中间体4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DSD酸)的合成原料，基于DSD酸制造的荧光增白剂有一百多种，活性染料五十余种，直接染料七十余种，以DSD酸合成的染料作为联苯胺类染料的替代品，由于无毒性，在人体内无积累，近年来受到广泛重视，发展迅速。
工业上，DNS酸及其盐的制备通常是在氧化剂存在下，于强碱性介质中将对硝基甲苯邻磺酸(NTS)进行氧化缩合而得，所用的氧化剂(通常伴随催化剂)可以是氧、富氧的空气、次氯酸钠或氯气等。此氧化过程由两步组成首先两分子的NTS于碱性介质中被氧化缩合成为中间化合物4，4′-二硝基二苯乙烷-2，2′-二磺酸(苄基物，DND)；然后DND进一步被氧化缩合成为DNS酸。
在碱性水介质中以空气氧化NTS生产DNS酸的技术由于操作简单，氧化剂来源广泛，因而得到了广泛的应用。但传统的生产工艺涉及很多问题。如，反应结束时反应体系游离碱的质量浓度约为4％，而工艺条件却要求在酸性下结晶，从而导致大量酸和碱的浪费，并产生大量高COD、高色度、高盐含量的极难处理的废水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种部分循环使用碱性母液由NTS氧化制备DNS酸的方法，该方法废水排放量少，生产成本低。
本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种部分循环使用碱性母液由NTS氧化制备DNS酸的方法。该方法是向游离碱质量浓度约为4％的NTS氢氧化钠溶液中，通入空气或氧气，并调节游离碱的质量浓度和控制体系反应温度53～73℃进行氧化缩合反应，反应结束后经冷却结晶、过滤可得DNS酸的晶体，其特征在于，过滤后的碱性母液的1/3～1/2循环用于下一次氧化合成反应所需的部分氢氧化钠溶液。
本发明的优点在于采用冷却结晶的方式结束氧化反应，降低了劳动强度，减少了硫酸用量；部分碱性母液得到回用，降低了废水排放量，节省了液碱用量。通常每吨DSD酸产生游离碱质量浓度约为4％的氧化反应液25m3左右，以回用率为1/3估算，则工业生产中每吨DSD酸产品可节约92％硫酸1.28吨、30％液碱1.04吨，减少废水排放量8m3，经济效益和环境效益十分显著。
具体实施例方式
实施实例一将游离碱质量浓度约为4％的NaOH溶液720mL加入到4L的氧化釜中作为碱性底液，通入流量为0.04m3/h的空气。然后，将200mL质量浓度为30％的NTS溶液在1h内滴加进反应釜中，同时滴加质量浓度30％的NaOH溶液，以维持体系的碱浓度不变。在此过程中，反应体系温度维持为53～54℃。
在反应的第一个2h，反应温度由53～54℃逐渐升至58～59℃，并用质量浓度30％的NaOH溶液将体系碱的质量浓度调节为5～6％，此时反应釜中的有机物总质量浓度约为12～14％。
在反应的第二个2h，温度由58～59℃升至68～69℃，然后加相同温度的水将体系碱的质量浓度调节为3～4％。然后，在2h内升温至69～73℃，维持该温度，待反应至HPLC检测结果中DND相对含量小于0.2％时，总反应时间为7.5～8h，停止通空气，将反应液冷却结晶，过滤得DNS酸钠盐和约1980ml的母液，取720ml用于第二次合成的碱性底液，其余方法同上。
以上述方法循环三次，各次反应的质量收率分别为86.45％，86.57％，86.12％。
实施实例二按例一方法进行，NTS溶液质量浓度为40％，三次反应的质量收率分别为85.78％，86.12％，85.69％。
实施实例三按例一方法进行，NTS溶液质量浓度为50％，三次反应的质量收率分别为85.43％，85.36％，85.27％。
权利要求
1.一种部分循环使用碱性母液由NTS氧化制备DNS酸的方法。该方法是向游离碱质量浓度约为4％的NTS氢氧化钠溶液中，通入空气或氧气，并调节游离碱的质量浓度和控制体系反应温度53～73℃进行氧化缩合反应，反应结束后经冷却结晶、过滤可得DNS酸的晶体，其特征在于，过滤后的碱性母液的1/3～1/2循环用于下一次氧化合成反应所需的部分氢氧化钠溶液。
全文摘要
本发明公开了一种部分循环使用碱性母液由NTS氧化制备DNS酸的方法，属于DNS酸的合成技术。该方法包括以下步骤向游离碱质量浓度约为4％的NTS氢氧化钠溶液(碱性底液)中，通入空气或氧气，并调节游离碱的质量浓度和控制体系反应温度53～73℃进行氧化缩合反应，反应结束后经冷却结晶、过滤可得DNS酸的晶体；过滤后的碱性母液的1/3～1/2循环用于下一次氧化合成反应开始时的部分碱性底液。本发明的优点在于降低了劳动强度，节省了硫酸和液碱，减少废水排放量，经济环境效益明显。
文档编号C07C309/00GK1603306SQ200410020219
公开日2005年4月6日 申请日期2004年7月30日 优先权日2004年7月30日
发明者张凤宝, 赵永江, 张国亮 申请人:天津大学