一种改进的制备扩散剂的生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及染料助剂技术领域，具体涉及一种改进的制备扩散剂的生产工艺。
【背景技术】
[0002]分散剂MF，又称为扩散剂MF，全名为聚亚甲基二甲基萘二磺酸钠，是一种阴离子型分散剂，呈棕色粉末，易溶于水、吸潮、不燃，具有优良的扩散性和热稳定性，无渗透性和起泡性，耐酸碱、硬水及无机盐，对棉麻等纤维无亲和力，对蛋白质和聚酰胺纤维有亲和力，可与阴离子型和非离子型表面活性剂一起使用，但不能与阳离子型染料或表面活性剂混合使用。
[0003]分散剂MF常见的合成工艺为:以煤焦油中馏程235?250°C的馏分(α -甲基萘和β-甲基萘为主要成分)为主要原料，经过浓硫酸磺化得到甲基萘磺酸，然后加入一定量的水，再与甲醛缩合，最后经液碱或石灰中和而制得浆料，浆料可进行喷雾干燥，最后得到的浆料或者粉剂即为成品。然而此工艺生产过程中会产生很多硫酸钙废渣，对环境造成巨大压力。
[0004]公开号为CN104096509A的中国发明专利文献公开了一种用303做磺化剂生产分散剂MF的工艺，具体步骤为:将S03通入萘系原料中进行磺化反应，磺化产物中加入甲醛进行缩合反应；然后加入液碱调节pH至中性；过滤后得分散剂MF水溶液；最后烘干即得固体粉末分散剂MF。该方法虽简化了工艺，避免浓硫酸引起的安全隐患或环境问题，但该方法中采用液碱中和，会产生大量的硫酸钠，导致分散剂MF产品中硫酸钠含量超标。
[0005]公开号为CN103360285A的中国发明专利文献公开了一种不含喹啉物质的分散剂MF的生产工艺，具体步骤为:甲基萘和浓硫酸经磺化反应、水解反应后，加入甲醛溶液进行缩合，再加入CaCl2去除喹啉，用液碱和Ca (0H) 2进行中和，最后压滤、烘干即得分散剂MF产品。本工艺方法同样存在着CaSOjP Na 204如何处理的问题。
[0006]扩散剂N，又名减水剂ΝΝ0，学名为亚甲基二萘磺酸钠减水剂，系由萘磺化后与丁醇缩合，再经中和而制成，具有减水、早强双功能的阴离子表面活性剂。扩散剂N的制造过程中，同样存在硫酸钙与硫酸钠如何处理的问题。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种改进的制备扩散剂的生产工艺，利用电渗析技术去除扩散剂溶液中的硫酸钠盐，使扩散剂产品中的硫酸钠含量达标，同时避免了硫酸钙危废的产生。
[0008]—种改进的制备扩散剂的生产工艺，包括:
[0009]步骤1，在150?170°C条件下，甲基萘或萘与磺化剂进行磺化反应；
[0010]步骤2，磺化反应产物与甲醛水溶液，进行缩合反应；
[0011 ] 步骤3，利用液碱调节缩合反应产物pH至1?7 ;
[0012]步骤4，将步骤3所得产物进行电渗析处理，得到扩散剂的有机溶液和硫酸钠水溶液；
[0013]步骤5，除去扩散剂的有机溶液的溶剂，得到扩散剂粉末产品。
[0014]步骤1中，将甲基萘升温至105?115°C后，缓慢加入磺化剂，搅拌均匀后，温度上升至150?170°C进行磺化反应，磺化反应时间为2?4h。
[0015]步骤1中，将萘升温至125?130°C，缓慢加入磺化剂，搅拌均匀后，温度上升至150?170°C进行磺化反应，磺化反应时间为2?4h。
[0016]作为优选，步骤1中为甲基萘与磺化剂发生磺化反应时，步骤2中，磺化反应产物与甲醛在115?130°C条件下，进行缩合反应。缩合反应产物为扩散剂MF的初产物。
[0017]作为优选，步骤1中为萘与磺化剂发生磺化反应时，步骤2中，磺化反应产物与甲醛在95?105°C条件下，进行缩合反应。磺化反应产物升温至90°C以上，然后加入甲醛，缓慢升温至缩合反应温度(即95?105°C )，缩合反应时间为12?16h。缩合反应产物为扩散剂N的初产物。
[0018]作为优选，步骤1中，磺化剂为硫酸或三氧化硫。进一步优选，磺化剂为质量分数为98%的浓硫酸、质量分数为104?106%的发烟硫酸(即105酸)、三氧化硫中的一种。
[0019]为了保证扩散剂MF产品的收率，步骤1中甲基萘的纯度>65%。
[0020]步骤2中，甲醛水溶液中甲醛的质量分数为34?36 %。缩合反应时间为2?4小时。
[0021]制备扩散剂MF时，作为优选，各反应物的重量份配比如下:
[0022]甲基萘20?25;
[0023]磺化剂15?20 ;
[0024]甲醛水溶液 10?15。
[0025]进一步优选，各反应物的重量份配比如下:
[0026]甲基萘22 ;
[0027]磺化剂15?20 ;
[0028]甲醛水溶液 10?15。
[0029]制备扩散剂N时，作为优选，各反应物的重量份配比如下:
[0030]萘30 ?40 ;
[0031]磺化剂23?32;
[0032]甲醛水溶液 10?15。
[0033]进一步优选，各反应物的重量份配比如下:
[0034]萘35 ；
[0035]磺化剂23?32 ;
[0036]甲醛水溶液 10?15。
[0037]作为优选，步骤3中利用液碱调节缩合反应产物pH至1?5。为了满足电渗析的需要，在调节pH之前，利用水对缩合反应产物进行稀释，稀释倍数依据需要进行选择。
[0038]电渗析技术是一种膜分离技术，将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用特质的隔板隔开，组成淡化(除盐)和浓缩两个系统，在电场的作用下，以电位差为动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
[0039]本发明步骤4采用电渗析技术对步骤3所得产物进行处理，不仅能够有效去除扩散剂产品中的硫酸钠盐，使扩散剂产品中的硫酸钠含量达标，同时能有效避免硫酸钙危废的产生。
[0040]作为优选，电渗析处理的反应条件为:单张膜的电压< 2V，电流密度为100?600A/m2,反应温度为1?40°C。
[0041]为了达到更好的处理效果，兼顾生产成本以及硫酸钠去除率，进一步优选，电渗析处理的反应条件为:单张膜的电压< 2V，电流密度为200?500A/m2，反应温度为5?30°C。
[0042]步骤4得到的硫酸钠水溶液经蒸发浓缩后得到硫酸钠固体，该硫酸钠固体可用于活性染料和酸性染料的填充剂，或用于其它工业生产过程中。
[0043]步骤5中，扩散剂的有机溶液经喷塔喷干后，得到扩散剂的粉末产品。
[0044]本发明与现有技术相比，技术上的优势在于:
[0045]1、本发明技术工艺简单，操作方便，易于产业化。
[0046]2、本发明采用电渗析技术，能够避免硫酸钙危废的产生。
[0047]3、本发明利用电渗析技术去除扩散剂溶液中的硫酸钠，使扩散剂产品中硫酸钠含量达标。
【附图说明】
[0048]图1为本发明的生产工艺流程图。
【具体实施方式】
[0049]以下通过实施例进一步说明本发明。
[0050]实施例1
[0051]1、磺化:将100g甲基萘加入到反应釜内，升温至110°C，然后缓慢加入77g 105硫酸，加完105硫酸后反应釜内温度维持在160°C，保温反应3h。
[0052]2、缩合:用冷却水将磺化反应产物的温度降至75°C后，加入42g质量分数为36%的甲醛水溶液，升温至125°C，搅拌反应3h，然后加水稀释1倍(防止产物凝固，可以根据产物状态选择稀释倍数)后通入中和反应槽。
[0053]3、中和:加入液碱(质量分数为30%的氢氧化钠水溶液)调节缩合反应产物至pH=5，过滤除杂得分散剂MF溶液。
[0054]4、电渗析:对步骤3得到的分散剂MF溶液进行电渗析处理，得分散剂MF有机溶液和硫酸钠水溶液。电渗析条件:单张膜的压力为2V，电流密度为500A/m2，反应温度为30°C。
[0055]5、干燥:将步骤4得到的分散剂MF有机溶液干燥后，即得分散剂MF粉末产品，粉末产品中硫酸钠含量为5.2 %，达到了分散剂MF产品中对硫酸钠含量的要求，HG/T2499-2006中规定分散剂MF中硫酸钠质量含量< 8%。
[0056]实施例2
[0057]1、磺化:将100g甲基萘加入到反应釜内，升温至110°C，然后缓慢加入77g 105硫酸，加完105硫酸后反应釜内温度维持在160°C，保温反应3h。
[0058]2、缩合:用冷却水将磺化反应产物温度降至75°C后，加入42g质量分数为36%的甲醛水溶液，升温至125°C，搅拌反应3h，然后加水稀释1倍后再通入中和反应槽。
[0059]3、中和:加入液碱(质量分数为30%氢氧化钠水溶液)调节缩合反应产物溶液至pH = 5，过滤除杂得分散剂MF溶液。
[0060]4、电渗析:对步骤3得到的分散剂MF溶液进行电渗析处理，得分散剂MF有机溶液和硫酸钠水溶液。电渗析条件:单张膜的压力为1.5V，电流密度为200A/m2，反应温度为30。。。
[0061]5、干燥:将步骤4得到的分散剂MF有机溶液干燥后，即得分散剂MF粉末产品，粉末产品中硫酸钠含量为7.8%，达到了分散剂MF产品中对硫酸钠含量的要求。
[0062]与实施例1相比，本实施例其它条件保持不变，只改变电渗析的操作条件，发现电渗析单张膜的电压及电流密度对电渗析除盐效果有影响。
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