专利名称：一种染料连续偶合及能量利用方法
技术领域：
本发明涉及一种化工连续自动化生产技术，更具体地，涉及一种染料合成中的连续偶合及能量利用的方法。
背景技术：
染料生产过程中，几乎所有的化学反应过程都需要控制在一定的温度下进行，为了达到和保持所要求的温度，反应物料常需加热或冷却到一定温度，而加热和冷却过程均需消耗能量。染料行业60%以上的染料品种都是偶氮型结构，重氮化、偶合是合成该类型染料所必需的步骤，重氮反应、偶合反应中会释放出大量的热量，由于温度的升高会导致物料的分解，从而影响产品质量和收率，因此需要进行冷却才能满足生产要求。 在实际生产过程中，偶合反应普遍采用间歇生产工艺，由于反应釜的容积较庞大，搅拌器对物料进行搅拌时无法达到较好的传质传热效果，体系的局部温度过高，重氮盐在偶合体系内不稳定，偶合过程易发生副反应，产品的收率和纯度受影响，并且，大容积反应釜表面积大，冷量损耗较大。大多数染料品种的偶合温度需控制在0°c左右，为控制反应温度，必须加入大量的冰块，也导致废水量大。一方面染料偶合过程放热量大，需要通入大量冷却介质降温，另一方面偶合反应结束后需要升温进行染料转晶操作，蒸汽耗用较大，由于是间歇式操作，物料蕴含的冷热能无法储存及得到有效回收利用，造成了能源的浪费，不利于节能减排。此外，间歇生产也存在产品品质批次差异的问题。间歇偶合的染料生产装置在生产效率、产品质量和运行稳定性方面均存在不足，生产过程废水量大、能耗高仍是有待解决的问题，提高偶合过程的生产效率和产品品质，实现能源的综合利用，降低生产成本，成为偶合工艺革新的关键。
发明内容
针对现有间歇偶合过程中生产效率低、冷热能消耗大且无法有效利用的问题，本发明提供一种连续偶合生产及能量综合利用的方法。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是—种染料连续偶合及能量利用方法，所述方法包括将偶合组分、水和助剂混合打浆，得到的偶合液通过计量装置连续泵入偶合反应釜内，同时，重氮盐溶液通过计量装置，连续泵入偶合反应釜内，控制进料重氮盐偶合组分的摩尔比为1:0. 95 1.05，通过偶合反应釜附属换热装置，调节换热装置内冷却介质流量控制偶合温度为-10°C 20°C，在搅拌下进行偶合反应，偶合反应出料经热交换回收能量后进入热转晶锅，视需要通入蒸汽调节转晶温度至35飞5°C，转晶0. 5 3h，转晶出料经压滤、水洗得到染料滤饼，水洗过程分离的洗涤水与偶合反应后的低温出料进行热交换，热交换后的出水用作偶合反应工艺用水。本发明方法关键在于间歇偶合改进为连续偶合，实现能量的在线循环利用，适用于现有偶氮型分散染料的生产。进一步，本发明所述的染料连续偶合及能量利用工艺，偶合组分、重氮液连续进料，偶合产物连续出料，偶合产物经换热器换热后进入转晶锅，优选通过两级换热，实现生产过程热能和冷能的同时有效利用。所述二级换热的换热装置由换热器I和换热器2组成，所述偶合反应出料与洗涤水在换热器I中进行能量(冷能)交换，降温的洗涤水用作偶合反应工艺用水，经初次换热温度升高的偶合反应液与浓缩冷凝水在换热器2中再次进行能量(热能)交换，再次升温后的偶合反应液进入转晶锅转晶，降温后的冷凝水可根据洗涤的需要适当补充部分新鲜水用于染料滤饼洗涤。转晶出料经压滤分离得到母液，母液经中和、浓缩后的浓缩冷凝水(50^95 0C )，作为换热器2的热源。进一步，本发明所述的染料连续偶合及能量利用工艺，偶合反应釜的级数可根据实际生产需求设定，所述偶合反应釜可为21级反应釜(优选2 3级)，上一级反应釜出料溢流至下一级反应釜，最后一级反应釜出料再进行热交换操作。控制加入的偶合液及重氮液中偶合组分与重氮盐的折百总摩尔比为I :0. 95 1. 05，偶合液一次性加入一级偶合反应釜，重氮液可一次性加入一级偶合反应釜，也可在各级反应釜中逐级加入。偶合反应釜附属换热装置一般可采用釜外夹套、内部换热器(如盘管)、外置换热 器或其组合。所述冷却介质可采用冷冻盐水或低温水等。本发明的有益效果主要体现在如下几方面I.实现了连续化偶合生产，提高了生产效率、产品收率和产品品质；2.偶合出料经多级换热，使得偶合物料冷能及浓缩冷凝水热能均得到有效利用；3.分离的母液可单独或集中进行处理，母液水经中和、浓缩结晶回收硫酸铵，冷凝水用于染料滤饼洗涤，洗水经换热后进一步用作偶合工艺用水。洗涤产生的酸度较高的洗涤废水也可采用此方法进行处理。该方法实现了废水的再利用和资源化，大幅降低废水排放。
图I为本发明工艺流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此实施例I :流程图参见图I。将折百995kg的2-甲氧基-5-乙酰氨基-N，N- 二乙酰氧乙基苯胺、12500L经换热器I降温的洗涤水、5kg的助剂TX-10进行打浆，得到7. 4%的偶合组分打浆液。 将上述打浆液以3857kg/h的流量连续泵入一级偶合反应釜内，同时以870kg/h的流量向三级偶合釜中打入30%的2，4- 二硝基-6-氯苯胺硫酸重氮盐溶液，在搅拌下进行偶合反应，控制加入料中重氮盐与偶合组分的折百摩尔比为1:1. 01，重氮液按6:3:1的比例分别加入一 三级偶合釜。一级偶合反应出料溢流至二级偶合釜，二级偶合釜出料溢流至三级偶合釜，控制各偶合釜反应温度(T5°C。三级偶合釜出料在换热器I中与来自洗水缓冲槽2的洗涤水进行热交换，降温后的洗水进入工艺水缓冲槽用作偶合组分打浆水，偶合物料升温至约15°C进入换热器2中，与母液中和后浓缩过程的高温冷凝水进行热交换，偶合物料升温至约35°C进入热转晶锅，转晶2h，转晶出料压滤，用经换热器2降温后的冷凝水洗涤，得到C. I.分散蓝79染料滤饼。压滤分离的酸性母液经氨中和、净化，净化液浓缩产生的70°C冷凝水用作换热器2的热源，与经换热器I升温后的偶合产物进行热交换后进入洗水缓冲槽1，加上补充的9800kg水，用于染料滤饼的洗涤。采用上述染料连续偶合及能量利用工艺得到的C. I.分散蓝79染料滤饼，实现了染料的连续偶合，提高了染料品质，相对于间歇偶合工艺，染料收率提高I. 4%，滤饼强度提高2. 1%，实现了偶合生产过程冷、热能的有效利用，能量利用率达到80%，还实现了废水的再利用和资源化，染料废水排放量减少 77%(按照间歇工艺采用相同的偶合浓度、滤饼洗涤耗用的洗涤水量相同的可比口径核算)。实施例2
将折百926kg的3-乙酰氨基-N，N- 二乙基苯胺、10500L经换热器I降温的洗涤水、5kg的助剂TX-10进行打浆，得到8. 1%的偶合组分打浆液。将上述打浆液以3352kg/h的流量连续泵入一级偶合反应釜内，同时以1580kg/h的流量向偶合釜中打入30%的2，4- 二硝基-6-溴苯胺硫酸重氮盐，在搅拌下进行偶合反应，控制重氮液与偶合液折百摩尔比为I: I. 03，重氮液在二级偶合釜中加入的比例为7:3。一级偶合反应出料溢流至二级偶合釜，控制各偶合釜反应温度(T5°C。二级偶合釜出料在换热器I中与来自洗水缓冲槽2的洗涤水进行热交换，降温后的洗水进入工艺水缓冲槽，继续用作偶合组分打浆水，偶合物料升温至约20°C进入换热器2中，与母液中和后浓缩过程的约10000L高温冷凝水进行热交换，降温后的冷凝水进入洗水缓冲槽补加10000L新鲜水后用于染料滤饼洗涤，偶合物料升温至约44°C进入热转晶锅，转晶3h，转晶出料经压滤，用换热降温后的冷凝水洗涤得到C. I.分散紫93染料滤饼。压滤分离的酸性母液用氨中和、净化。净化液浓缩产生的80°C冷凝水用作换热器2的热源，与经换热器I升温后的偶合产物进行热交换后进入洗水缓冲槽1，用于染料滤饼的洗漆。采用上述染料连续偶合及能量利用工艺得到的C. I.分散紫93染料滤饼，实现了染料的连续偶合，提高了染料品质，相对于间歇偶合工艺，染料收率提高约I. 5%，滤饼强度提高约3%，实现了偶合生产过程冷、热能的有效利用，能量利用率达到85%，还实现了废水的再利用和资源化，染料废水排放量减少64%以上。实施例3 061#,重氮、偶合液一次性加入，收率98%将折百740kg的N-乙基-N-氰乙基苯胺、11500L经换热器I降温的洗涤水、5kg的助剂TX-10进行打浆，得到6%的偶合组分打浆液。将上述打浆液以3140kg/h的流量连续泵入一级偶合反应釜内，同时以1412kg/h的流量向偶合釜中打入30%的2，6- 二溴-4-硝基苯胺硫酸重氮盐，在搅拌下进行偶合反应，控制重氮液与偶合液折百摩尔比为I: I. 04，重氮液全部加入一级偶合反应釜中。一级偶合反应出料溢流至二级偶合釜，二级偶合釜出料溢流至三级偶合釜，控制各偶合釜反应温度0 5°C。三级偶合釜出料在换热器I中与来自洗水缓冲槽2的洗涤水进行热交换，降温后的洗水进入底水缓冲槽循环用作偶合组分打浆水和偶合反应底水，偶合物料升温至约18°C进入换热器2中，与母液中和后浓缩过程的高温冷凝水进行热交换，降温后的冷凝水进入洗水缓冲槽用于染料滤饼洗涤，偶合物料升温至约38°C进入热转晶锅，转晶3h，转晶出料经压滤，用换热降温后的冷凝水洗涤得到C. I.分散橙61染料滤饼。压滤分离的酸性母液用氨中和、净化。净化液浓缩产生的80°C冷凝水用作换热器2的热源，与经换热器I升温后的偶合产物进行热交换后进入洗水缓冲槽1，用于染料滤饼的洗漆。采用上述染料连续偶合及能量利用工艺得到的C. I.分散橙61染料滤饼，实现了染料的连续偶合，提高了染料品质，相对于间歇偶合工艺，染料收率提高约I. 7%，滤饼强度 提高约4%，实现了偶合生产过程冷、热能的有效利用，能量利用率达到75%，实现了废水的再利用和资源化，染料废水排放量减少。
权利要求
1.一种染料连续偶合及能量利用方法，所述方法包括将偶合组分、水和助剂混合打浆，得到的偶合液通过计量装置连续泵入偶合反应釜内，同时，重氮盐溶液通过计量装置，连续泵入偶合反应釜内，控制进料重氮盐偶合组分的摩尔比为1:0. 95 1.05，通过偶合反应釜附属换热装置，调节冷却介质流量控制偶合温度为-10°C 20°C，在搅拌下进行偶合反应，偶合反应出料经热交换后进入热转晶锅，调节转晶温度至35飞5°C，转晶O. 5 3h，转晶出料经压滤、水洗得到染料滤饼，水洗过程分离的洗涤水与偶合反应后的出料进行热交换，热交换后的出水用作偶合反应工艺用水。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述偶合反应出料为2级热交换，换热装置由换热器I和换热器2组成，所述偶合反应后的出料与洗涤水在换热器I中进行能量交换，降温的洗涤水用作偶合反应工艺用水，经初次换热温度升高的偶合反应液与浓缩冷凝水在换热器2再次中进行能量交换，再次升温后的偶合反应液进入转晶锅转晶，降温后的冷凝水用于染料滤饼洗涤；转晶出料经压滤分离得到母液，母液经中和、浓缩后的5(T95°C浓缩冷凝水，作为换热器2的热源。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述偶合反应釜为2 4级反应釜，上一级反应釜出料溢流至下一级反应釜，最后一级反应釜出料再进行热交换操作。
全文摘要
本发明提供了一种染料连续偶合及能量利用方法，所述方法包括将偶合组分悬浮液和重氮液分别通过计量装置连续泵入偶合反应釜内，调节冷却水流量控制偶合温度为-10℃～20℃，在搅拌下进行偶合反应，偶合反应出料经热交换后进入热转晶锅，35～65℃转晶0.5～3h，转晶出料经压滤、水洗得到染料滤饼；本发明的有益效果主要体现在1.实现了连续化偶合生产，提高了生产效率和收率，改善和稳定了产品品质；2.偶合产物经多级换热，使得偶合物料冷能及浓缩冷凝水热能均得到有效利用；3.母液水中和、浓缩结晶回收硫酸铵，浓缩冷凝水的热能经换热回收，降温的冷凝水用于滤饼洗涤，洗水进一步用作偶合组分打浆用水，实现了废水的再利用和资源化，大幅降低废水排放。
文档编号C09B29/085GK102796394SQ20121025747
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者何旭斌, 陶建国, 孟明, 朱敬鑫, 杨伟军, 杨日升, 孟福庆 申请人:浙江龙盛集团股份有限公司, 浙江龙盛化工研究有限公司