本发明属于有机合成技术领域，特别涉及一种提高间苯二甲酸-5-磺酸收率的生产方法。
背景技术
以间苯二甲酸为起始原料合成三单体（化学名称：间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠，英文缩写为sipm），生产上多采用发烟硫酸“一锅煮”法，将间苯二甲酸用不同浓度的发烟硫酸磺化，磺化物不经分离，利用剩余废酸作催化剂直接进行酯化，再经中和、精制得到sipm。
现有技术中采用间苯二甲酸与发烟硫酸反应制备间苯二甲酸-5-磺酸工艺，主要存在如下技术问题：
（1）间苯二甲酸-5-磺酸的工业化生产中收率低，收率不超过97%。
（2）现有技术中制备的间苯二甲酸-5-磺酸的纯度较低，杂质多，间苯二甲酸-5-磺酸中含有多种不同结构的含有多个磺酸基的苯环化合物。
（3）采用间苯二甲酸-5-磺酸进一步制备的三单体，存在酸值和色度较高的不足。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种提高间苯二甲酸-5-磺酸收率的生产方法，以实现以下发明目的：
（1）提高间苯二甲酸-5-磺酸的收率；
（2）提高间苯二甲酸-5-磺酸的纯度；
（3）采用间苯二甲酸-5-磺酸制备三单体，降低三单体的酸值和色度。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种提高间苯二甲酸-5-磺酸收率的生产方法，所述生产方法，包括以下步骤：
（1）加入间苯二甲酸和部分发烟硫酸
将总量80%的发烟硫酸放入磺化釜，开启搅拌；将全部的间苯二甲酸在60-70分钟内加入磺化釜；
间苯二甲酸：65%发烟硫酸（重量比）=1.17-1.179：1。
（2）升压
间苯二甲酸加毕，向磺化釜内充入氮气，当氮气压力达到0.014-0.017mpa时（表压，即压力表显示的数据，下同），关闭氮气加入阀。
（3）磺化反应
a、第一阶段反应
60-70分钟内将磺化釜釜温从常温升至124-127℃，反应65-75分钟。
b、第二阶段反应
48-55分钟内将磺化釜釜温从124-127℃升至145-148℃，在该温度下反应55-60分钟后开启氮气排空阀。
c、加入剩余发烟硫酸
待磺化釜釜内压力降至压力表显示为0后，加入剩余的总量20%的发烟硫酸。
d、第三阶段反应
剩余的发烟硫酸加毕，向磺化釜内充入氮气，当氮气压力达到0.01-0.012mpa时，关闭氮气加入阀门，继续对磺化釜升温。调整反应温度为158-162℃，继续反应65-70分钟。
e、第四阶段反应
当观察到磺化釜温度高于162℃且呈上升趋势时，开启氮气排空阀，待磺化釜釜内压力降至压力表显示的数据为0后，开启真空泵对磺化釜抽真空，磺化釜釜内真空度为0.065-0.07mpa，控制反应温度不超过168℃。在真空度为0.065-0.07mpa、温度162℃-168℃条件下继续反应65-70分钟。
取样，采用液相色谱法分析磺化釜内物料中间苯二甲酸-5-磺酸的纯度。磺化釜内物料放入酯化釜与甲醇进行酯化反应，然后经过中和、精制、干燥制得三单体。
采用上述技术方案，本发明的有益效果：
（1）本发明制备的间苯二甲酸-5-磺酸，工业化收率为99.11-99.14%。
（2）本发明制备的间苯二甲酸-5-磺酸，纯度在98.82-98.88%，副反应少，杂质少。
采用分阶段加入发烟硫酸、结合分阶段控制温度、压力，减少三氧化硫从磺化釜的损耗，磺化反应中磺酸基定位基本上在苯环编号-5-位上，减少了多磺化物和砜类化合物的生成，提高间苯二甲酸-5-磺酸的纯度，同时，降低了反应温度，反应平稳，避免了局部过热发生聚合、焦化、氧化等副反应。
（3）本发明采用间苯二甲酸-5-磺酸进一步制备的三单体，酸值和色度较低，
三单体的酸值为0.27-0.36mgkoh/g；色度为10；同时，三单体的其他质量指标为：皂化值为377.68-379.66mgkoh/g，硫酸根含量为36.65-57.78mg/kg，三价铁离子含量为2.33-3.56mg/kg，氯离子含量为2.66-5.68mg/kg，色度为10，水分含量为0.24-0.38%。
（4）本发明的反应时间约8小时，现有工业化工艺反应时间超过10小时。
本发明的最高反应温度≤168℃。
（5）本发明减少三氧化硫损耗，发烟硫酸用量减少，比现有工艺用量减少5%以上。
具体实施方式
实施例1一种提高间苯二甲酸-5-磺酸收率的生产方法
包括以下步骤：
（1）加入间苯二甲酸和部分发烟硫酸
物料配比：间苯二甲酸1975千克；65%发烟硫酸1675千克；反应在3000l搪玻璃釜内进行。
将1675千克的发烟硫酸计量打入高位槽，将1340千克的发烟硫酸放入磺化釜，开启搅拌；将1975千克间苯二甲酸在70分钟内加入磺化釜。
（2）升压
间苯二甲酸加毕，向磺化釜内充入氮气，当氮气压力达到0.014mpa时，关闭氮气加入阀，升温进行磺化反应。
（3）第一阶段反应
开始进行升温，70分钟内将磺化釜釜温从常温升至125℃，维持反应65分钟。
（4）第二阶段反应
在125℃反应65分钟后，55分钟内将磺化釜釜温从125℃升至145℃，反应60分钟后开启氮气排空阀。
（5）加入剩余发烟硫酸
待磺化釜釜内压力降至压力表显示的数据为0后，从高位槽加入剩余的发烟硫酸。
（6）第三阶段反应
第三阶段，剩余的发烟硫酸加毕，向磺化釜内充入氮气，当氮气压力达到0.01mpa时，关闭氮气加入阀门，继续对磺化釜升温。调整反应温度为160℃，继续反应65分钟。
（7）第四阶段反应
当观察到磺化釜温度高于160℃且呈上升趋势时，开启氮气排空阀，待磺化釜釜内压力降至压力表显示的数据为0后，开启真空泵对磺化釜抽真空，磺化釜釜内真空度为0.065mpa，控制反应温度不超过165℃。在真空度为0.065mpa、温度162℃条件下继续反应70分钟。
取样，采用液相色谱法分析磺化料中的间苯二甲酸-5-磺酸的纯度。分析结果：间苯二甲酸-5-磺酸的纯度为98.82%，收率99.11%；
磺化釜内物料放入酯化釜与甲醇进行酯化反应，然后经过中和、精制、干燥制得三单体。制备的sipm产品质量指标如下表1。
表1本发明实施例1制备的sipm产品质量指标
实施例2一种提高三单体合成用间苯二甲酸-5-磺酸收率的生产方法
包括以下步骤：
（1）加入间苯二甲酸和部分发烟硫酸
物料配比：间苯二甲酸2025千克；65%发烟硫酸1730千克；反应在3000l搪玻璃釜内进行。
将1730千克的发烟硫酸计量打入高位槽，将1385千克的发烟硫酸放入磺化釜，开启搅拌；将2025千克间苯二甲酸在60分钟内加入磺化釜。
（2）升压
间苯二甲酸加毕，向磺化釜内充入氮气，当氮气压力达到0.014mpa时，关闭氮气加入阀，升温进行磺化反应。
（3）第一阶段反应
开始进行升温，60分钟内将磺化釜釜温从常温升至124℃，维持反应75分钟。
（4）第二阶段反应
第二阶段，在124℃反应75分钟后，48分钟内将磺化釜釜温从124℃升至145℃，反应55分钟后开启氮气排空阀。
（5）加入剩余发烟硫酸
待磺化釜釜内压力降至压力表显示的数据为0后，从高位槽加入剩余的发烟硫酸。
（6）第三阶段反应
剩余的发烟硫酸加毕，向磺化釜内充入氮气，当氮气压力达到0.01mpa时，关闭氮气加入阀门，继续对磺化釜升温。调整反应温度为158℃，继续反应70分钟。
（7）第四阶段反应
当观察到磺化釜温度高于160℃且呈上升趋势时，开启氮气排空阀，待磺化釜釜内压力降至压力表显示的数据为0后，开启真空泵对磺化釜抽真空，磺化釜釜内真空度为0.07mpa，控制反应温度不超过165℃。在真空度为0.07mpa、温度164℃条件下继续反应65分钟。
取样，采用液相色谱法分析磺化料中的间苯二甲酸-5-磺酸的纯度。分析结果：间苯二甲酸-5-磺酸的纯度为98.84%，收率99.12%；
磺化釜内物料放入酯化釜与甲醇进行酯化反应，然后经过中和、精制、干燥制得三单体。制备的sipm产品质量指标如下表2。
表2本发明实施例2制备的sipm产品质量指标
实施例3一种提高三单体合成用间苯二甲酸-5-磺酸收率的生产方法
包括以下步骤：
（1）加入间苯二甲酸和部分发烟硫酸
物料配比：间苯二甲酸1850千克；65%发烟硫酸1580千克；反应在3000l搪玻璃釜内进行。
将1580千克的发烟硫酸计量打入高位槽，将1265千克的发烟硫酸放入磺化釜，开启搅拌；将1850千克间苯二甲酸在65分钟内加入磺化釜。
（2）升压
间苯二甲酸加毕，向磺化釜内充入氮气，当氮气压力达到0.017mpa时，关闭氮气加入阀，升温进行磺化反应。
（3）第一阶段反应
开始进行升温，第一阶段，60分钟内将磺化釜釜温从常温升至127℃，维持反应75分钟。
（4）第二阶段反应
第二阶段，在127℃反应75分钟后，50分钟内将磺化釜釜温从127℃升至148℃，反应60分钟后开启氮气排空阀。
（5）加入剩余发烟硫酸
待磺化釜釜内压力降至压力表显示的数据为0后，从高位槽加入剩余的发烟硫酸。
（6）第三阶段反应
第三阶段，剩余的发烟硫酸加毕，向磺化釜内充入氮气，当氮气压力达到0.012mpa时，关闭氮气加入阀门，继续对磺化釜升温。调整反应温度为162℃，继续反应67分钟。
（7）第四阶段反应
当观察到磺化釜温度高于160℃且呈上升趋势时，开启氮气排空阀，待磺化釜釜内压力降至压力表显示的数据为0后，开启真空泵对磺化釜抽真空，磺化釜釜内真空度为0.07mpa，控制反应温度不超过168℃。在真空度为0.07mpa、温度168℃条件下继续反应65分钟。
取样，采用液相色谱法分析磺化料中的间苯二甲酸-5-磺酸的纯度。分析结果：间苯二甲酸-5-磺酸的纯度为98.88%，收率99.14%；
磺化釜内物料放入酯化釜与甲醇进行酯化反应，然后经过中和、精制、干燥制得三单体。制备的sipm产品质量指标如下表3。
表3本发明实施例3制备的三单体的质量指标
除非特殊说明，本发明采用的百分比，均为质量百分比，采用的比例，均为质量比例，本发明中所述充氮气后的压力为表压，即压力表显示的数据，常压为压力表显示为0。