一种芳香胺的连续重氮化生产工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种芳香胺的连续重氮化生产工艺，所述工艺如下：采用多级串联的重氮反应釜，将粉末状的芳香胺原料投入加料系统的料仓内，利用称重装置对加料系统及固体原料进行整体称重，通过自动给料器，连续、稳定地将芳香胺投加至重氮反应釜内，采用差量法计算单位时间内芳胺原料的投加量，按照芳香胺、硫酸、亚硝酰硫酸的进料摩尔比为1：（1~5）：（1.01~1.10）的配比，通过液体计量和调节装置连续、稳定地将亚硝酰硫酸和硫酸投加至重氮釜中，搅拌下控制温度在0~40℃下进行重氮化反应。本发明专利技术使得工业规模化生产成为可能，通过改进传统的原料间歇投加方式、精确控制反应原料配比、反应温度和反应时间，提高重氮盐收率，稳定重氮盐品质，减小批差。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种芳香胺的连续重氮化生产工艺，所述工艺如下：采用多级串联的重氮反应釜，将粉末状的芳香胺原料投入加料系统的料仓内，利用称重装置对加料系统及固体原料进行整体称重，通过自动给料器，连续、稳定地将芳香胺投加至重氮反应釜内，采用差量法计算单位时间内芳胺原料的投加量，按照芳香胺、硫酸、亚硝酰硫酸的进料摩尔比为1：（1~5）：（1.01~1.10）的配比，通过液体计量和调节装置连续、稳定地将亚硝酰硫酸和硫酸投加至重氮釜中，搅拌下控制温度在0~40℃下进行重氮化反应。本专利技术使得工业规模化生产成为可能，通过改进传统的原料间歇投加方式、精确控制反应原料配比、反应温度和反应时间，提高重氮盐收率，稳定重氮盐品质，减小批差。【专利说明】一种芳香胺的连续重氮化生产工艺(-)
本专利技术涉及一种芳香胺的连续重氮化生产工艺，尤其是一种用于染料合成的芳香胺的连续重氮化生产工艺。(二)
技术介绍
芳伯胺在无机酸的存在下，与亚硝酸作用生成重氮盐的反应，称为重氮化反应，其产物重氮盐是合成偶氮化合物的重要中间体，广泛应用于医药、农药、炸药、感光材料、染料等有机合成过程，尤其在染料工业，有60%以上产品是通过重氮化反应生产出来的。传统的重氮盐生产工艺通常采用顺式加料法进行，例如将亚硝酸钠滴加至重氮组分盐酸(或硫酸)溶液或悬浮液中进行重氮化，上述方法存在盐酸或硫酸用量大，导致酸性废水产生量大，治理成本较高，近年来，随着节能减排工作的深入开展，大多数芳胺的重氮化采用亚硝酰硫酸作为重氮化试剂，提高重氮化效率，其特点是酸的用量相较亚硝酸钠法大幅减少，但采用间歇釜式反应时，由于酸的使用量大幅减少，固态的芳胺难以在酸液中搅拌打浆开来，形成溶液或悬混液，因此，一般采用逆式加料法，即在间歇反应釜中，先加入酸液和亚硝酰硫酸液，重氮组分逐步投加的方式，由于逐步加入过程中，人工无法保证加料均匀恒定，造成局部反应温度不一致、反应工况不稳定，难以实现工艺的精确控制，产品质量稳定和收率受到影响。此外，间歇工艺中存在生产效率不高、作业环境不友好等缺点。对此，业内相继开发基于亚硝酸钠法重氮化的连续重氮偶合反应流程和装备，运用自动分析等先进仪器安装在连续重氮化和偶合的设备上并实现联动，自动调节重氮化反应时亚硝酸钠加入速率以及控制反应的pH及终点。如美国专利US4233213提供了一种芳胺的连续重氮化过程，芳胺、水、反应所需总量的50-95%亚硝酸盐先经预混，通过分析装置确定亚硝酸盐的补加量，配制芳胺悬浮液。绝大部分芳胺悬浮液进入重氮反应器，少量芳胺悬浮液进入反应停留时间远低于并行的重氮反应器的分析装置，然后分别向分`析装置和重氮反应器中加入无机酸进行重氮反应，通过测定分析装置中重氮反应后的亚硝酸盐含量确定前述亚硝酸盐的补加量，以保证其中的亚硝酸盐过量广10%。重氮反应器中的停留时间根据所使用芳胺的种类不同而异，且分析装置和重氮反应器中的停留时间相差3或4倍时，以保持重氮反应器中亚硝酸盐的过量是恒定的。同时，在重氮反应器后也设置自动分析仪，检测反应后亚硝酸盐含量，必要时向重氮反应器中补加亚硝酸盐溶液。分析装置通过电化学测量仪器测定芳胺悬浮液或重氮反应液中的亚硝酸盐含量。汽巴公司在专利US4246171中公开了一种利用两只串联反应釜进行连续重氮化的反应流程，第一反应釜采用外置换热器、第二反应釜通过夹套通入冷冻盐水控制反应温度，芳胺与无机酸搅拌打浆后与水经计量加入第一反应釜，同时计量加入亚硝酸盐溶液。第一反应釜出料经粗过滤器过滤后，未反应大颗粒介质被截留在第一反应釜中继续反应，滤过液进入第二反应釜，补加亚硝酸盐溶液进行重氮化反应，第二反应釜出料设置循环回路。两釜中亚硝酸钠溶液的加入量通过电位系统控制，反应物料中过量亚硝酸盐的存在会使电位系统电压迅速降低，通过电压变化控制亚硝酸盐加入量，保证重氮釜内反应物料中亚硝酸盐稍过量。上述美国专利均采用亚硝酸钠重氮流程，由于无机酸用量大，废水发生量大，目前已为大多数分散染料品种生产所摒弃。上海家化2002年在专利CN1365968中公开了一种连续化制备伯芳胺重氮盐的方法和装置，技术方案如下:伯芳胺与硫酸或盐酸的混合溶液与亚硝酸钠溶液一起连续输入带冷却夹套的第一管式反应器的底部，在该反应器中，亚硝酸钠首先与硫酸或盐酸进行反应，生成亚硝酸，然后亚硝酸与伯芳胺进行重氮化反应，生成伯芳胺重氮盐，最后反应产物从管式反应器的顶部流出反应器。反应温度一般为(T50°C;第一管式反应器的进料比为:伯芳胺:硫酸或盐酸:亚硝酸钠=1:(广8):(广1.1);物料在反应器中的停留时间为0.5飞Os。为提高生产效率，可使流出第一管式反应器顶部的反应产物通过一个冷却器进行冷却、并补充亚硝酸钠溶液后再进入带有冷却夹套的第二反应器的底部，以使没有反应完的伯芳胺继续与补充的亚硝酸进行反应，以提高反应效率。最后，合成的伯芳胺重氮盐溶液从第二反应器的顶部流出，部分回流，与芳胺、硫酸或盐酸的混合溶液、亚硝酸钠溶液一起再进入第一管式反应器，部分作为成品进入后续工段。上述方法中，由于管式反应器停留时间短，只能适用于反应速度较快的部分芳胺原料，部分重氮盐回流存在芳胺自偶合的可能，此外，对于重氮反应的关键环节，对如何实现原料配比的准确控制未述及。浙江工业大学2011年在专利CN102078789中公开了一种重氮化连续管式反应器，其技术构思如下:用多个储液槽分别存储重氮化反应的各种原料，反应原料通过管道和流量控制器进入混合器，各物料经混合器充分混合后进入管式反应器充分反应，产生的高温重氮化盐溶液流经急冷器喷嘴与循环冷却系统中的低温高压CO2气体喷射混合，冷却至常温后，重氮化盐溶液和CO2混合物进入重氮化盐分离储罐，经分离后，重氮化盐留在储罐中，CO2由储罐顶部的排气口进入气水分离器，脱除水分后再经压缩冷却，由管道输送到介质储罐中，低温高压的CO2气体经由节流阀送到急冷器喷嘴，形成冷却介质的循环。试验时，供料系统的流量控制器打开调节各反应原料的流量，按工艺所需比例供料，打开循环冷却系统的节流阀，反应物料源源不断进入管式反应器进行重氮化反应，反应生成重氮化盐溶液经冷却进入重氮盐分离贮槽收集，重氮化盐溶液由出液管定时或自动排出进行后续分析和利用，冷却介质CO2由循环冷却系统重复利用。上述专利更多侧重于重氮反应移热过程，对连续重氮化工艺过程控制并未详细说明。上述连续化工艺基本围绕亚硝酸盐法重氮化流程，与目前分散染料亚硝酰硫酸重氮法生产现状不符，现行亚硝酰硫酸重氮法多采用间歇逆式加料方式，但该方式存在反应工况不稳定、生产效率低、作业环境差等缺点，而通过连续化流程解决上述弊端的技术未见报道。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种芳香胺的连续重氮化生产工艺，克服亚硝酸盐顺式加料间歇法或亚硝酰硫酸逆式加料间歇法重氮工艺的不足，保证重氮化生产过程均匀稳定，从而实现产品的质量稳定，同时降低废水排放。本专利技术采用的技术方案是:一种芳香胺的连续重氮化生产工艺，所述工艺如下:采用多级串联的重氮反应釜，将粉末状的芳香胺原料(若为颗粒状，需先经粉碎过筛后以粉末进行投加)投入加料系统的料仓内，利用称重装置对加料系统及固体原料进行整体称重，通过自动给料器，连续、稳定地将芳香胺投加至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芳香胺的连续重氮化生产工艺，所述工艺如下：采用多级串联的重氮反应釜，将粉末状的芳香胺原料投入加料系统的料仓内，利用称重装置对加料系统及固体原料进行整体称重，通过自动给料器，连续、稳定地将芳香胺投加至一级重氮反应釜内，采用差量法计算单位时间内芳胺原料的投加量，按照芳香胺、硫酸、亚硝酰硫酸的进料摩尔比为1：（1~5）：（1.01~1.10）的配比，通过液体计量和调节装置连续、稳定地将亚硝酰硫酸和硫酸投加至一级重氮反应釜中，搅拌下控制温度在0~40℃下进行重氮化反应，上一级重氮反应釜出料溢流至下一级重氮反应釜继续重氮化，末级重氮反应釜出料连续进入重氮盐中间槽中，经检测反应完全后打入重氮盐储槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何旭斌，陶建国，孟明，朱敬鑫，杨伟军，李建勋，黄洪松，
申请(专利权)人：浙江龙盛集团股份有限公司， 浙江龙盛染料化工有限公司， 浙江龙盛化工研究有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33