专利名称：铁粉还原dns钠盐制备dsd酸的半连续化方法
技术领域：
本发明涉及一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的半连续化方法，属于制备DSD酸的技术。
背景技术：
4，4’-二氨基二苯乙烯-2，2’-二磺酸(DSD酸)是制备二苯乙烯型荧光增白剂和茋氏直接染料、活性染料的重要中间体。目前DSD酸的主要工业生产工艺是Bechamp还原法，即在铁和亚铁盐存在下从4，4’-二硝基二苯乙烯-2，2’-二磺酸(DNS)钠盐直接还原得到。该方法由于在生产过程中需消耗铁粉因此产生大量的铁泥，并钝化铁粉表面，使得反应速率随着反应的进行逐步下降，故相应的DNS钠盐投加速度受限，投料结束后需要长时间保温，生产周期长。而且，传统的工艺在投加DNS钠盐的初期，伴随pH值的大幅度波动，使得产品质量难于控制。目前国内DSD酸生产厂家的还原操作均采用间歇操作方式，不但劳动强度大，反应完成的时间较长，而且产品质量不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的半连续化方法。该方法在生产过程中pH值易控，反应时间短，所生产的DSD酸的纯度和收率较高。
本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的半连续化方法，该方法采用两个反应器，其特征包括以下过程第一步向第一个反应器中加入按铁粉与水的质量比为1.5-1.8∶1的混合溶液，在强烈搅拌下，再向该反应器按每升水加入0.05-0.06摩尔的醋酸以及0.047-0.048摩尔的浓硫酸。加热至95-100℃并使铁粉预腐蚀1-2小时。在95-100℃，向反应器中投加上述混合液体积4.5-5倍的质量浓度为15-20％的DNS钠盐溶液。通过投料速率严格控制反应体系pH值在5.1-5.6。
第二步在第二个反应器中加入与第一个反应器中同体积的铁粉与水的质量比为1.5-1.8∶1的混合溶液，将第一个反应器中的反应液体积的2/3-3/4反应液导入第二个反应器。之后向第一个反应器按每升剩余反应液补加0.2-0.3千克铁粉以及0.05-0.06摩尔醋酸。并向第一个反应器继续投加其剩余反应液体积4.5-5倍的质量浓度为15-20％的DNS钠盐溶液。逐步加快投料速度并维持反应液的pH值在5.1-5.6；同时，第二个反应器中的反应液在95-100℃和强烈搅拌下继续保温1-1.5小时后，将第二个反应器中反应液全部导出并向该导出反应液加入质量浓度为30％的NaOH溶液调整pH值至9-11。过滤后除去铁泥，所得滤液加入硫酸溶液调整pH值至1-2，过滤得到DSD酸。
第三步连续5-6次重复第三步骤，最后停止并清除反应器中铁泥。
本发明的优点在于，用双反应器取代传统的单反应器，使投料步骤与保温步骤在两个反应器中单独进行，缩短生产周期，提高DSD酸产量。并且，为了适应体系反应速率的下降，传统的DNS钠盐的投加速度需逐步降低，而本发明采取不同投加方式，DNS钠盐的投加速度为先慢后快，逐步加速。解决了反应初期pH值大幅度波动问题，所得DSD酸产品质量较高。
具体实施例方式
实例一在装有涡轮搅拌，温度计，回流冷凝装置，加料口，pH计和加热装置的第一个2升不锈钢还原反应釜中装入200ml水和300克铁粉。在强搅拌条件下先后加入0.95克硫酸(98％)以及0.01mol的醋酸添加剂。开始加热至回流温度并保持30-60分钟。当pH值达到5.1-5.6时，逐滴加入质量浓度为17％的1升DNS钠盐溶液，并缓慢加快投料速度。严格控制pH值为5.1-5.6。投料时间为1.5-2.5小时。第一个反应釜加料结束后，将其中的800ml体积的反应液通过溢流进入第二个装有100克铁粉和200ml水的不锈钢还原反应釜。之后向第一个反应器中剩余的400ml反应液中补加0.01mol的醋酸添加剂和50克铁粉，继续投加质量浓度为17％的DNS钠盐溶液1升。逐步加快投料速度并使得pH值稳定在5.1-5.6；同时，第二个反应器中反应液继续反应1小时后全部导出。向导出后的混合液中加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调整pH值至9-11，过滤除去铁泥，向所得滤液中加入浓硫酸(98％)调整pH值至1-2，过滤得到DSD酸产品。重复上述操作五次后停止并清除反应器中铁泥。经高压液相色谱分析，五批产品的DSD酸含量平均达到98.2％，以DNS计的平均收率为理论收率的97.3％。
实例二质量含量为17％的DNS钠盐溶液7.5m3。在20m3带有搅拌器和底部卸料装置的不锈钢反应器中加入2m3水和3000千克铁粉。在强搅拌条件下先后加入10千克硫酸(93％)以及100mol的添加剂醋酸。开始加热至95℃并保持30-60分钟。当pH值达到5.1-5.6时，开始加入质量浓度为17％的DNS钠盐溶液，缓慢加快投料速度，严格控制pH值为5.1-5.6。投料时间为4-5.5小时。第一个不锈钢还原反应器加料10m3后，将约8m3的反应液通过溢流进入下一个装有1000千克铁粉和搅拌器的不锈钢还原反应器。之后向第一个反应器中剩余的4m3溶液中补加100mol的醋酸和500克铁粉，继续投加DNS钠盐溶液10m3。逐步加快投料速度并使得pH值稳定在5.1-5.6；同时，第二个反应器中反应液继续反应约1小时后通过溢流导出。导出的混合液中加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调整pH值至9-11，过滤除去铁泥，向所得滤液中加入浓硫酸(98％)调整pH值至1-2，过滤得到DSD酸产品。向重复上述操作五次后停止并清除铁泥。经高压液相色谱分析，五批产品的DSD酸含量平均达到98.1％，以DNS计的平均收率为理论收率的97.5％。
权利要求
1.一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的半连续化方法，该方法采用两个反应器，其特征包括以下过程(1)向第一个反应器中加入按铁粉与水的质量比为1.5-1.8∶1的混合溶液，在强烈搅拌下，再向该反应器按每升水加入0.05-0.06摩尔的醋酸以及0.047-0.048摩尔的浓硫酸；加热至95-100℃并使铁粉预腐蚀1-2小时，在95-100℃，向反应器中投加上述混合液体积4.5-5倍的质量浓度为15-20％的DNS钠盐溶液，通过控制投料速率严格控制反应体系pH值在5.1-5.6；(2)在第二个反应器中加入与第一个反应器中同体积的铁粉与水的质量比为1.5-1.8∶1的混合溶液，将第一个反应器中的反应液体积的2/3-3/4反应液导入第二个反应器；之后向第一个反应器按每升剩余反应液补加0.2-0.3千克铁粉以及0.05-0.06摩尔醋酸，并向第一个反应器继续投加其剩余反应液体积4.5-5倍的质量浓度为15-20％的DNS钠盐溶液，逐步加快投料速度并维持反应液的pH值在5.1-5.6；同时，第二个反应器中的反应液在95-100℃和强烈搅拌下继续保温1-1.5小时后，将第二个反应器中反应液全部导出并向该导出反应液加入质量浓度为30％的NaOH溶液调整pH值至9-11，过滤后除去铁泥，所得滤液加入硫酸溶液调整pH值至1-2，过滤得到DSD酸；(3)连续5-6次重复步骤(2)，最后停止并清除反应器中铁泥。
全文摘要
本发明公开了一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的半连续化方法，属于制备DSD酸的技术。该方法采用两个反应器，其过程包括向装有铁粉与水的第一个反应器中加入醋酸和浓硫酸作为添加剂。预腐蚀后向该反应器投加DNS钠盐溶液。并控制反应体系pH值在5.1－5.6；将第一个反应器中的部分反应液导入装有铁粉与水的第二个反应器。向第一个反应器补加铁粉以及醋酸后继续投加DNS钠盐溶液；同时，第二个反应器中的反应液继续反应后全部导出，并通过加入NaOH溶液调整溶液pH后过滤除去铁泥。所得滤液加入硫酸调整pH值后过滤得到DSD酸；连续5－6次重复上述操作后停并清除反应器中铁泥。本发明采用半连续化方法，缩短了生产周期，提高了产量，所得DSD酸产品质量较高。
文档编号C07C309/46GK1785969SQ200510122439
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者张凤宝, 范晓彬, 张国亮 申请人:天津大学