本发明涉及一种制备DSD酸的方法,尤其是一种高温加氢还原DNS二钠盐制备DSD酸的方法。该方法包括以下步骤:(1)原料DNS酸的溶解;(2)催化剂和物料加入加氢反应器内进行加氢反应;(3)过滤催化剂;(4)酸析;(5)板框压滤。本发明的创新在于,开发了一种采用加氢还原DNS二钠盐制备DSD酸的方法。由于采用高浓度DNS酸二钠盐制备DSD酸,提高了设备的时空产能,减少了设备的一次性投资;采用高温下连续进料的方式反应,使反应向着更有利于主反应的方向进行,有效控制了副反应,从而能够有效地控制有色杂质的生成,大大提高了DSD酸的质量和收率。
1.一种高温加氢还原制备4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸的方法,其特征在于包括如下步骤:(1)在溶解釜中加入固体4,4′-二硝基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸二钠盐,加水调节4,4′-二硝基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸二钠盐质量浓度为40-70%,开启搅拌,升温到120℃使4,4′-二硝基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸二钠盐充分溶解;(2)将催化剂加入催化加氢反应器中,加入反应器容积15%的水,将反应器内置换为氮气气氛后,通入氢气,维持压力0.5-3.0Mpa;(3)开启加氢反应器搅拌,升温至250-300℃,将溶解釜内的4,4′-二硝基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸二钠盐溶液用1-2h的时间连续打入加氢反应器内进行反应,进料完毕后,继续维持上述反应条件20min;(4)反应完毕经过滤器过滤出催化剂,回收留作套用,物料进入酸析釜内;(5)开启酸析釜搅拌,加入质量浓度为50%的硫酸溶液,酸析至pH值为1-2,得到4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸悬浊液;(6)酸析后4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸悬浊液打入板框压滤机压滤,得成品4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸;所述催化剂为钯碳、铂碳或钌碳;所述催化剂的加入量为4,4′-二硝基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸二钠盐质量的0.5-5%。
2.如权利要求1所述的一种高温加氢还原制备4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸的方法,其特征在于所述步骤(1)中4,4′-二硝基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸二钠盐质量浓度为50-60%。
3.如权利要求1所述的一种高温加氢还原制备4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸的方法,其特征在于所述反应压力为0.8-1.8Mpa。
4.如权利要求1所述的一种高温加氢还原制备4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸的方法,其特征在于所述反应温度为260-280℃。
5.如权利要求1所述的一种高温加氢还原制备4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸的方法,其特征在于所述催化剂中金属质量分数为0.5-10%。
6.如权利要求5所述的一种高温加氢还原制备4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸的方法,其特征在于所述催化剂中金属质量分数为1-3%。技术领域
本发明涉及一种制备DSD酸的方法,尤其是一种高温加氢还原DNS酸二钠盐制备DSD酸的方法。xa0
背景技术
4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸(DSD酸)及其二钠盐是制备二苯乙烯型荧光增白剂、芪氏直接染料和活性染料的重要中间体。由DSD酸制造的直接染料与多种活性染料由于无毒性,在人体内无积累而受到广泛重视。目前,DSD酸的生产工艺主要采用铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的方法。专利文献CN1785970A公开了一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的方法,该方法过程包括:在强烈搅拌下,向装有铁粉与水的反应器中加入醋酸钠、甲酸或甲酸钠以及浓硫酸作为添加剂。铁粉预腐蚀后,在95-100℃以及强烈搅拌条件下投加DNS钠盐溶液,控制pH值在5.1-5.6。在95-100℃保温后,将反应液全部导出并向其中加入NaOH溶液调整pH值至9-11,过滤除去铁泥,向过滤后所得滤液加入硫酸溶液调整pH值至1-2,再次过滤得到DSD酸。该工艺过程复杂、能耗高,废水量大,并且产生的大量危险固体废弃物铁泥对环境造成严重污染。根据科学发展的要求,国家对环保要求日益严格,铁粉还原工艺正在被逐步淘汰,因而开发清洁、低能耗的催化加氢还原工艺,势在必行。对于DSD酸加氢工艺,文献(陈宏博等,精细化工,2003,6,374)用水作反应介质,Pd/C为催化剂,研究了液相催化加氢法还原4,4′-二硝基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸(DNS)制备4,4′-二氨基二苯乙烯xa02,2′-二磺酸(DSD酸)。通过一系列条件实验,确定的最佳工艺条件是:原料DSD酸二钠盐10g;质量浓度为180g/L;Pd/C催化剂0.8g;助催化剂OVN80mg;反应体系pH=6;反应温度65℃;压力0xa08MPa。但此工艺存在如下不足之处:一是收率低;二是反应温度低,反应速率慢,容易生成偶氮类化合物,所得产品纯度低,导致棉线染色指标不合格;三是采用的DNS酸二钠盐的浓度低,使设备生产能力受到限制,要提高生产能力,必然要加大设备投资。因此,至今未见DSD酸加氢工艺工业化的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题提供具有环保、低能耗、易于实现工业化等优点的一种高温加氢还原DNS酸二钠盐制备DSD酸的方法。本发明的方法包括如下步骤:(1)在溶解釜中加入固体DNS酸二钠盐,加水调节DNS酸二钠盐质量浓度为40-70%,开启搅拌,升温到120℃使DNS酸二钠盐充分溶解;(2)将催化剂加入催化加氢反应器中,加入反应器容积15%的水,将反应器内置换为氮气气氛后,通入氢气,维持压力0.5-3.0Mp;(3)开启加氢反应器搅拌,升温至250-300℃,将溶解釜内的DNS酸二钠盐溶液用1-2h的时间连续打入加氢反应器内进行反应,进料完毕后,继续维持上述反应条件20min;(4)反应完毕经过滤器过滤出催化剂,回收留作套用,物料进入酸析釜内;(5)开启酸析釜搅拌,加入质量浓度为50%的硫酸溶液,酸析至pH值为1-2,得到DSD酸悬浊液;(6)酸析后DSD酸悬浊液打入板框压滤机压滤,得成品DSD酸。步骤(1)中,优选的DNS酸二钠盐质量浓度为50-60%。步骤(2)中,优选的反应压力为0.8-1.8Mpa;优选的反应温度为260-280℃。步骤(2)中,所述催化剂的加入量为DNS酸二钠盐质量的0.5-5%。步骤(2)中,所述催化剂为钯碳、铂碳或钌碳。催化剂中金属质量分数为0.5-10%,优选的催化剂中金属质量分数为1-3%。本发明的优点在于:1.由于采用氢气还原取代铁粉还原,避免产生大量的危险固体废弃物铁泥对环境造成的严重污染;2.采用高浓度DNS酸二钠盐制备DSD酸,大大提高了反应速率,节省了反应时间。3.采用高浓度DNS酸二钠盐制备DSD酸,提高了设备的时空产能,减少了设备的一次性投资;4.采用高温下连续进料的方式反应,使反应向着更有利于主反应的方向进行,有效控制了副反应,从而能够有效地控制有色杂质的生成,提高DSD酸的收率和纯度,xa0DSD酸的收率可达99%以上,纯度在98.5以上。xa05.解决了DSD酸加氢工艺难于工业化的难题,其实施将产生显著的经济效益、环境效益和社会效益。
具体实施方式
实施例1在1000L的搅拌式釜中,加入水400L,固体DNS酸二钠盐400kg,开启搅拌,升温至120℃使DNS酸二钠盐充分溶解。在1000L加氢反应器内加入金属质量分数为3%的铂碳催化剂12kg,加入水150L,置换为氮气气氛,通入氢气,维持压力1.8MPa。开启反应器搅拌,升温至250℃,用1h将溶解釜内的DNS酸二钠盐溶液用进料泵连续匀速打入加氢反应器内进行反应。进料完毕后,继续维持上述反应条件20min。将反应器内氢气放空并置换为氮气气氛,经高性能过滤器过滤出催化剂,催化剂回收留作套用,物料进入酸析釜内。开启酸析釜搅拌,用质量浓度为50%硫酸溶液酸析至pH值为2,得到DSD酸悬浊液。将酸析釜内的DSD酸悬浊液经板框压滤机压滤后得DSD酸湿品502kg。产品以DNS酸二钠盐计收率为99.8%,DSD酸HPLC含量98.5%。实施例2在1000L的搅拌式釜中,加入水150L,固体DNS酸二钠盐350kg,开启搅拌,升温至120℃使DNS酸二钠盐充分溶解。在1000L加氢反应器内加入金属质量分数为1%的钯碳催化剂3.5kg,加入水150L,置换为氮气气氛,通入氢气,维持压力0.8MPa。开启反应器搅拌,升温至300℃,用1.5h将溶解釜内的DNS酸二钠盐溶液用进料泵连续匀速打入加氢反应器内进行反应。进料完毕后,继续维持上述反应条件20min。将反应器内氢气放空并置换为氮气气氛,经高性能过滤器过滤出催化剂,催化剂回收留作套用,物料进入酸析釜内。开启酸析釜搅拌,用质量浓度为50%硫酸溶液酸析至pH值为1,得到DSD酸悬浊液。将酸析釜内的DSD酸悬浊液经板框压滤机压滤后得DSD酸湿品426.9kg。产品以DNS酸二钠盐计收率为99.5%,DSD酸HPLC含量98.8%。实施例3在1000L的搅拌式釜中,加入水200L,固体DNS酸二钠盐300kg,开启搅拌,升温至120℃使DNS酸二钠盐充分溶解。在1000L的加氢反应器内加入金属质量分数为10%的钯碳催化剂1.5kg,加入水150L,置换为氮气气氛,通入氢气,维持压力3MPa。开启反应器搅拌,升温至260℃,用2h将溶解釜内的DNS酸二钠盐溶液用进料泵连续匀速打入加氢反应器内进行反应。进料完毕后,继续维持上述反应条件20min。将反应器内氢气放空并置换为氮气气氛,经高性能过滤器过滤出催化剂,催化剂回收留作套用,物料进入酸析釜内。开启酸析釜搅拌,用质量浓度为50%硫酸溶液酸析至pH值为2,得到DSD酸悬浊液。将酸析釜内的DSD酸悬浊液经板框压滤机压滤后得DSD酸湿品357.3kg。产品以DNS酸二钠盐计收率为99.6%,DSD酸HPLC含量99.1%。实施例4在1000L的搅拌式釜中,加入水450L,固体DNS酸二钠盐300kg,开启搅拌,升温至120℃使DNS酸二钠盐充分溶解。在1000L加氢反应器内加入金属质量分数为0.5%的钌碳催化剂15kg,加入水150L,置换为氮气气氛,通入氢气,维持压力0.5MPa。开启反应器搅拌,升温至280℃,用1h将溶解釜内的DNS酸二钠盐溶液用进料泵连续匀速打入加氢反应器内进行反应。进料完毕后,继续维持上述反应条件20min。将反应器内氢气放空并置换为氮气气氛,经高性能过滤器过滤出催化剂,催化剂回收留作套用,物料进入酸析釜内。开启酸析釜搅拌,用质量浓度为50%硫酸溶液酸析至pH值为1,得到DSD酸悬浊液。将酸析釜内的DSD酸悬浊液经板框压滤机压滤后得DSD酸湿品383.2kg。产品以DNS酸二钠盐计收率为99.5%,DSD酸HPLC含量98.6%。实施例5在1000L的搅拌式釜中,加入水350L,固体DNS酸二钠盐350kg,开启搅拌,升温至120℃使DNS酸二钠盐充分溶解。在1000L加氢反应器内加入金属质量分数为2%的钌碳催化剂10.5kg,加入水150L,置换为氮气气氛,通入氢气,维持压力1.0MPa。开启反应器搅拌,升温至270℃,用1h将溶解釜内的DNS酸二钠盐溶液用进料泵连续匀速打入加氢反应器内进行反应。进料完毕后,继续维持上述反应条件20min。将反应器内氢气放空并置换为氮气气氛,经高性能过滤器过滤出催化剂,催化剂回收留作套用,物料进入酸析釜内。开启酸析釜搅拌,用质量浓度为50%硫酸溶液酸析至pH值为1,得到DSD酸悬浊液。将酸析釜内的DSD酸悬浊液经板框压滤机压滤后得DSD酸湿品447.1kg。产品以DNS酸二钠盐计收率为99.5%,DSD酸HPLC含量98.7%。实施例6在1000L的搅拌式釜中,加入水450L,固体DNS酸二钠盐300kg,开启搅拌,升温至120℃使DNS酸二钠盐充分溶解。在1000L加氢反应器内加入金属质量分数为5%的钯碳催化剂6kg,加入水150L,置换为氮气气氛,通入氢气,维持压力2.0MPa。开启反应器搅拌,升温至290℃,用1.5h将溶解釜内的DNS酸二钠盐溶液用进料泵连续匀速打入加氢反应器内进行反应。进料完毕后,继续维持上述反应条件20min。将反应器内氢气放空并置换为氮气气氛,经高性能过滤器过滤出催化剂,催化剂回收留作套用,物料进入酸析釜内。开启酸析釜搅拌,用质量浓度为50%硫酸溶液酸析至pH值为1,得到DSD酸悬浊液。将酸析釜内的DSD酸悬浊液经板框压滤机压滤后得DSD酸湿品383.2kg。产品以DNS酸二钠盐计收率为99.5%,DSD酸HPLC含量98.6%。