專利名稱：鐵粉還原dns鈉鹽制備dsd酸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鐵粉還原DNS鈉鹽制備DSD酸的方法，屬于由DNS鈉鹽制備DSD酸的技術。
背景技術：
4，4’-二氨基二苯乙烯-2，2’-二磺酸(DSD酸)是制備二苯乙烯型熒光增白劑、茋氏直接染料以及活性染料的重要中間體。2002年國內(nèi)外以DSD酸為原料合成的熒光增白劑占全部熒光增白劑總產(chǎn)量的60％以上。由DSD酸制造的多種活性染料與直接染料由于無毒性，在人體內(nèi)無積累而受到廣泛重視。
目前DSD酸的主要工業(yè)生產(chǎn)工藝是Bechamp還原法，即在鐵和亞鐵鹽存在下從其芳香硝基化合物4，4’-二硝基二苯乙烯-2，2’-二磺酸(DNS)鈉鹽直接還原得到。氯化銨、醋酸和鹽酸是目前應用于鐵粉還原過程的幾種常用添加劑，主要起預腐蝕鐵粉表面、加速反應速率以及控制pH值等作用。然而，氯化銨用量較大，目前每生產(chǎn)1噸DSD酸，約消耗氯化銨80kg，不僅成本高，而且增加了后續(xù)廢水處理的難度；鹽酸對設備的腐蝕性較強，限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中的應用；醋酸價格相對較高，因而成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鐵粉還原DNS鈉鹽制備DSD酸的方法。該方法所生產(chǎn)的DSD酸的純度及轉(zhuǎn)化率較高。相對而言，環(huán)境以及經(jīng)濟效益顯著。
本發(fā)明是通過下述技術方案加以實現(xiàn)的一種鐵粉還原DNS鈉鹽制備DSD酸的方法，其特征包括以下過程向第一個反應器中加入按鐵粉與水的質(zhì)量比為1.5-1.8∶1的混合溶液，在強烈攪拌下，向反應器內(nèi)按每升水加入0.05-0.06摩爾的醋酸鈉、甲酸或甲酸鈉以及0.047-0.048摩爾的濃硫酸，攪拌和加熱至95-100℃并使反應器中混合液回流1-1.5小時。鐵粉預腐蝕后，在95-100℃，向反應器中投加上述混合液總體積4.5-5倍的質(zhì)量濃度為15-20％的DNS鈉鹽溶液。并通過控制投料速率嚴格控制反應體系pH值在5.1-5.6。繼續(xù)在95-100℃保溫1-1.5小時后，將反應液全部導出。導出后的反應液加入NaOH溶液調(diào)整pH值至9-11，然后過濾除去鐵泥，所得濾液加入硫酸溶液調(diào)整pH值至1-2，過濾得到DSD酸。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，由于采用相對醋酸價格更為低廉的醋酸鈉、甲酸以及甲酸鈉作為添加劑，并且該方法所生產(chǎn)的DSD酸的純度，轉(zhuǎn)化率以及反應時間均與氯化銨、醋酸做添加劑時基本一致，故該方法的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著。
具體實施例方式
實例一向底部裝有攪拌裝置的1升3口圓底玻璃燒瓶中加入180克質(zhì)量含量為84％的DNS鈉鹽、750ml水，開啟攪拌，加熱保持一定的溫度(80℃左右)以確保DNS鈉鹽溶解。
在裝有渦輪攪拌、溫度計、冷凝回流裝置、加料口、pH計和加熱裝置的2升不銹鋼還原反應釜中加入200ml水以及350g鐵粉，在強烈攪拌下先后加入0.95克98％濃硫酸以及0.01mol的醋酸鈉。加熱至95-100℃并保持1小時，此時pH值逐漸上升至5-6。當pH值在半小時內(nèi)無明顯變化后，向反應釜投加上述制得的750mlDNS鈉鹽溶液并通過投料速度控制pH值為5.1-5.6。加料時間約為1.5-2.5小時，加料完畢后繼續(xù)攪拌并在95-100℃保溫1小時。反應完畢停止攪拌并分出上層反應液，同時用清水洗滌鐵泥中殘存的反應物并合并于上層反應液。在得到的濾液中加入NaOH溶液(質(zhì)量濃度為30％)調(diào)整pH至9.5-10，過濾以除去未反應的鐵粉以及鐵泥(主要為Fe3O4)。向所得濾液加入98％濃硫酸調(diào)整pH值為1-2，用布氏漏斗過濾，得到質(zhì)量含量為48.7％的DSD酸膏狀物261g，相當于理論量的97.8％。經(jīng)高壓液相色譜分析，DSD酸的純度為98.1％。
實例二以0.01mol的甲酸代替0.01mol的醋酸鈉，其余操作同實例一，得到質(zhì)量含量為48.9％的DSD酸膏狀物260g，相當于理論量的97.8％。經(jīng)高壓液相色譜分析，DSD酸的純度為97.9％。
實例三以0.01mol的甲酸鈉代替0.01mol的醋酸鈉，其余操作同實例一，得到質(zhì)量含量為47.2％的DSD酸膏狀物267g，相當于理論量的97.1％。經(jīng)高壓液相色譜分析，DSD酸的純度為98.0％。
實例四向裝有攪拌裝置的10m3不銹鋼立式容器中加入1800千克質(zhì)量含量為84％的DNS鈉鹽、7.5m3水，開啟攪拌，加熱保持一定的溫度(80℃左右)以確保DNS鈉鹽溶解。
在裝有渦輪攪拌、溫度計、加料口、pH計和直接蒸汽加熱裝置的20m3不銹鋼還原反應釜中加入2m3水，在強烈攪拌下依次加入3500千克鐵粉、10千克硫酸(93％)以及100mol的醋酸鈉。投料時間為3-4小時。所得結果見下表。
實例五以100mol的甲酸代替100mol的醋酸鈉，其余操作同實例四。所得結果見下表。
實例六以100mol的甲酸鈉代替100mol的醋酸鈉，其余操作同實例四。所得結果見下表。

權利要求
1.一種鐵粉還原DNS鈉鹽制備DSD酸的方法，其特征包括以下過程向第一個反應器中加入按鐵粉與水的質(zhì)量比為1.5-1.8∶1的混合溶液，并按每升水加入0.05-0.06摩爾的醋酸鈉、甲酸或甲酸鈉以及0.047-0.048摩爾的濃硫酸，攪拌和加熱至95-100℃并使反應器中混合液回流1-1.5小時；鐵粉預腐蝕后，在95-100℃，向反應器中投加上述混合液體積的4.5-5倍的質(zhì)量濃度為15-20％的DNS鈉鹽溶液，并通過控制投料速率嚴格控制反應體系pH值在5.1-5.6，繼續(xù)在95-100℃保溫1-1.5小時后，將反應液全部導出，導出后的反應液加入NaOH溶液調(diào)整pH值至9-11，然后過濾除去鐵泥，所得濾液加入硫酸溶液調(diào)整pH值至1-2，過濾得到DSD酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵粉還原DNS鈉鹽制備DSD酸的方法，屬于由DNS鈉鹽制備DSD酸的技術。該方法過程包括，在強烈攪拌下，向裝有鐵粉與水的反應器中加入醋酸鈉、甲酸或甲酸鈉以及濃硫酸作為添加劑。鐵粉預腐蝕后，在95－100℃以及強烈攪拌條件下投加DNS鈉鹽溶液?？刂苝H值在5.1－5.6。在95－100℃保溫后，將反應液全部導出并向其中加入NaOH溶液調(diào)整pH值至9－11，向過濾后所得濾液加入硫酸溶液調(diào)整pH值至1－2，再次過濾得到DSD酸。本發(fā)明的優(yōu)點在于，采用相對醋酸價格更為低廉的醋酸鈉、甲酸以及甲酸鈉作為添加劑，所生產(chǎn)的DSD酸的純度，轉(zhuǎn)化率較高，并且反應時間較短，經(jīng)濟效益以及環(huán)境效益顯著。
文檔編號C07C309/46GK1785970SQ200510122440
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權日2005年12月20日
發(fā)明者張鳳寶, 范曉彬, 張國亮 申請人:天津大學