一种偶氮染料连续偶合的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种偶氮染料连续偶合的方法，包括：将预先制备的偶合液和重氮液连续输入微反应器中进行偶合反应，再进入成熟‑转晶多功能反应釜进行转晶，后处理得到染料滤饼；所述的成熟‑转晶多功能反应釜包括靠近成熟区、转晶区以及过渡区，其中，成熟区的保温温度为0～20℃，转晶区的转晶温度为40～60℃。本发明专利技术还公开了实现上述方法的装置。本发明专利技术先利用微反应器将偶合液与重氮液高速碰撞混合，反应得到无悬浮物的清澈反应物直接进入成熟‑转晶多功能反应釜进行转晶，利用转晶区域释放的热量对偶合反应液进行初步转晶，减少热能损耗，提高转晶效率，使制得的染料粒径分布更集中，形状更为规则，品质更高。

A method and device for continuous coupling of azo dyes

The invention discloses a method for continuous coupling of azo dyes, which comprises the following steps: continuously inputting the prepared coupling liquid and diazo liquid into the microreactor for coupling reaction, then entering the mature \u2011 transgranular multi-functional reactor for transgranular reaction, and then processing to obtain the dye filter cake; the mature \u2011 transgranular multi-functional reactor comprises a mature region, a transgranular region and a transition region, wherein, the mature \u2011 transgranular multi-functional reactor comprises a mature region, a transgranular region and a transition region The temperature of heat preservation in the ripening zone is 0-20 \u2103, and that in the transgranular zone is 40-60 \u2103. The invention also discloses a device for realizing the method. In the invention, the coupling liquid and the diazonium liquid are first mixed by high-speed collision in a micro reactor, and the clear reactant without suspended substance is obtained through reaction and directly enters the mature \u2011 transgranular multifunctional reactor for transgranular transformation, and the heat released in the transgranular region is used for preliminary transgranular transformation of the coupling reaction liquid, so as to reduce the heat loss, improve the efficiency of transgranular transformation, and make the size distribution of the prepared dye more centralized and the shape more regular Higher quality.

【技术实现步骤摘要】
一种偶氮染料连续偶合的方法和装置
本专利技术属于精细化工的
，具体涉及一种偶氮染料连续偶合的方法和装置。
技术介绍
偶氮染料，是指分子中含有偶氮基(Ar-N＝N-Ar)的一类合成染料，其产量约占世界染料总产量的一半，广泛用于纺织印染、印刷、化妆等领域。在染料生产过程中主要涉及到两步反应：重氮化反应和偶合反应。由于重氮盐具有热不稳定性，且偶合反应是个放热过程，为了减少体系中的重氮盐分解，往往采用大量冰水来降温，控制反应温度在0℃左右，这样不仅耗用了大量的冷能，而且降低了偶合反应的速率，导致反应周期延长，生产成本增加。在实际工业化生产过程中，偶合反应普遍采用釜式间歇生产工艺，其反应釜容积一般在80方以上，常规的搅拌无法达到较好的传质传热效果，从而引起体系的局部温度过高、物料配比失调，导致重氮盐在偶合体系内不稳定，易发生副反应，影响产品质量。通常，体系中需要加入大量的冰块或冷却介质降温，保证偶合温度远低于重氮组份分解的温度。因此，传统的间歇式生产工艺存在能耗大、产能低、批差大等缺点，需开发一种偶氮染料连续化偶合反应的生产技术。这对于实现偶氮染料生产的节能减排、产品质量的提升具有重要的工业应用价值。为了实现偶氮染料偶合反应连续化生产，公开号为CN104830089A的专利申请文献提出一种染料连续偶合及减少能耗的方法，采用多级反应釜串联实现釜式连续偶合。但是，由于反应釜的传质传热效果不佳，特别是第一级反应釜，始终存在较多重氮组分，需要控制较低温度来避免重氮分解，使得完成反应的时间延长。同时，由于生产的染料容易沉淀析出，多釜之间的溢流容易出现堵塞，影响连续生产。公开号为CN105348847A的专利申请文献公开了一种染料的连续偶合工艺，采用数级串联的回路反应器结合外循环换热器来实现可控化的连续偶合反应；然而，此工艺未能有效解决间歇工艺中存在的降温能耗大的问题。公开号为CN107961755A的专利申请文献提出了一种利用塔式反应器进行偶合反应的方法，能有效提高偶合与重氮组分间的传质效率；但该方法并未提及如何减少反应过程中的能量消耗。同样，公开号为CN103146221A、CN103160145A等专利申请文献采用管道反应器来实现连续化。但是，重氮液与偶合液的初步混合是在反应釜内进行，其混合效果依赖于搅拌，传质传热效率有所欠缺；而且，初步混合过程中会产生较大的热量，若控温不当，容易导致重氮盐分解。此外，反应生成的料液粘稠度高，在传统的管式反应器内容易出现堵塞，很难实现大规模生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种偶氮染料连续偶合的方法，该方法先利用微反应器保证了偶合反应完全，再通过精准控制转晶过程，不仅提高了染料的产率和纯度，还提高了染料的品质。本专利技术的另一目的在于公开实现上述偶氮染料连续偶合方法的装置。本专利技术采用的技术方案如下：一种偶氮染料连续偶合的方法，包括以下步骤：(1)在打浆釜中加入底酸和乳化剂，然后加入偶合组分进行打浆得到偶合液；(2)将步骤(1)得到的偶合液和预先制备的重氮液分别连续输入微反应器中进行偶合反应得到反应液；(3)步骤(2)得到的反应液进入成熟-转晶多功能反应釜进行转晶，再经过后处理得到染料滤饼；步骤(3)中，所述的成熟-转晶多功能反应釜包括靠近进料口的成熟区、靠近出料口的转晶区以及成熟区与转晶区的过渡区，其中，成熟区的保温温度为0～20℃，转晶区的转晶温度为40～60℃。本专利技术将微反应器与成熟-转晶多功能反应釜联用以实现偶氮染料的连续偶合，先将偶合液与重氮液在微反应器中实现高速碰撞混合，瞬间达到均一的反应环境，不仅保证了偶合反应完全，缩短了物料在反应器内的停留时间，还避免了反应物及产物的分解及其他副反应的发生，得到的反应液直接进入成熟-转晶多功能反应釜进行转晶。本专利技术中偶合反应完全的反应液依次经过成熟-转晶多功能反应釜中的成熟区、过渡区和转晶区，反应液在成熟区时，温度较低，染料分子相互碰撞后逐步稳定，形成均一的形态；反应液流经过渡区时，转晶区传递的热量会对偶合反应液进行初步预热，降低分子间的相互作用力，避免其对晶型转变造成的阻碍；初步预热后的反应液进一步升温，经过转晶区进行转晶，大大提高了转晶效率，制得的染料粒径分布更集中，形状也更为规则，其品质更高。步骤(1)中，所述的乳化剂为平平加系列、TX系列、OP系列中的一种或多种。所述的偶合组分为苯胺类化合物，具体包括：包括N-乙基-N-氰乙基苯胺、N,N-二乙酰氧乙基间乙酰氨基苯胺、N,N-二乙酰氧乙基-2-甲氧基-4-乙酰氨基苯胺、N,N-二乙基-4-乙酰氨基苯胺、N,N-二烯丙基-2-甲氧基-4-乙酰氨基苯胺、N-氰乙基-N-苄基苯胺以及N,N-二氰乙基苯胺等。所述的底酸、乳化剂和偶合组分的质量比为1～3：0.02～0.2：1。步骤(2)中，将偶合液预先降温至-5～5℃，使微反应器内偶合反应温度为0～20℃。微反应器对于温度控制设备要求较低，该反应温度由偶合液时预先降温来控制，微反应器内外无需增设降温器件，同时也不需要额外的冷媒来降温，节约能源。所述的重氮液包括2,4-二硝基-6-氯苯胺重氮盐、2,4-二硝基-6-溴苯胺重氮盐、对硝基苯胺重氮盐、2-氰基-4-硝基苯胺重氮盐、2-氰基-4-硝基-6-氯苯胺重氮盐以及邻氯对硝基苯胺重氮盐。所述的偶合液中偶尔组分的浓度为0.5～20wt％，所述的重氮液中的重氮组分与偶合液中的偶合组分的摩尔比为0.95～1.05：1。步骤(3)中，所述的成熟区的保温温度为0～10℃，转晶区的转晶温度为40～50℃。所述反应液在成熟-转晶多功能反应釜的停留时间为1～3h，反应液在成熟区、过渡区和转晶区的停留时间比为1：0.1～10：0.1～10。作为优选，所述成熟区、过渡区和转晶区的停留时间比为1：0.1～2：0.1～2。本专利技术通过准确控制反应物料在成熟区、过渡区和转晶区中的停留时间，保证了反应液在成熟区先形成均一的形态，充分预热后并充分转晶，极大地提高了转晶效率。本专利技术还提供了一种实现上述的偶合连续化生产的装置，包括：串联的微反应器与成熟-转晶多功能反应釜，所述的微反应器的出料口与成熟-转晶多功能反应釜的进料口相连。所述的微反应器为单通道微反应器或多通道微反应器。本专利技术所述微反应器为微通道反应器，由微混合组件与盘管组成，微混合组件内微通道为单通道或多通道，该微反应器利用微混合组件进行快速混合反应，利用盘管控制反应时间。所述的微反应器进料口处设有清洗旁通管，出料口处设有温度传感器。所述的微反应器置于成熟-转晶多功能反应釜的顶部，偶合液和重氮液在微反应器中反应完全后，得到的反应液利用势能差直接进入成熟-转晶多功能反应釜中进行转晶。优选地，所述的微反应器出料口与成熟-转晶多功能反应釜进料口的距离不超过20cm。所述的成熟-转晶多功能反应器为立式反应器或横式反应器，所述的成熟-转晶多功能反应釜的成熟区外部设有冷夹套，转晶区外部设有热夹套，该成熟区采用冷夹套进行低温保温，转晶区采用热夹套进行升温转晶，处于中间区域的过渡层无需提供任何能源消耗。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术联用微反应器与成熟-转晶多功能反应釜，先利用微反应器将偶合液与重氮液高速碰撞混合，反应得到清澈反应液，无悬浮物，偶合收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偶氮染料连续偶合的方法，包括以下步骤：(1)在打浆釜中加入底酸和乳化剂，然后加入偶合组分进行打浆得到偶合液；(2)将步骤(1)得到的偶合液和预先制备的重氮液分别连续输入微反应器中进行偶合反应得到反应液；(3)步骤(2)得到的反应液进入成熟‑转晶多功能反应釜进行转晶，再经过后处理得到染料滤饼；步骤(3)中，所述的成熟‑转晶多功能反应釜包括靠近进料口的成熟区、靠近出料口的转晶区以及成熟区与转晶区之间的过渡区，其中，成熟区的保温温度为0～20℃，转晶区的转晶温度为40～60℃。

【技术特征摘要】
1.一种偶氮染料连续偶合的方法，包括以下步骤：(1)在打浆釜中加入底酸和乳化剂，然后加入偶合组分进行打浆得到偶合液；(2)将步骤(1)得到的偶合液和预先制备的重氮液分别连续输入微反应器中进行偶合反应得到反应液；(3)步骤(2)得到的反应液进入成熟-转晶多功能反应釜进行转晶，再经过后处理得到染料滤饼；步骤(3)中，所述的成熟-转晶多功能反应釜包括靠近进料口的成熟区、靠近出料口的转晶区以及成熟区与转晶区之间的过渡区，其中，成熟区的保温温度为0～20℃，转晶区的转晶温度为40～60℃。2.根据权利要求1所述的偶氮染料连续偶合的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的偶合组分为苯胺类化合物，所述的底酸、乳化剂和偶合组分的质量比为1～3：0.02～0.2：1。3.根据权利要求1所述的偶氮染料连续偶合的方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述的偶合液预先降温至-5～5℃，再输入微反应器中进行偶合反应。4.根据权利要求1所述的偶氮染料连续偶合的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的偶合液中偶尔组分的浓度为0.5％～20％，所述的重氮液中的重氮组分与偶合液中的偶合组分的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕阳成，徐万福，骆广生，傅伟松，陈华祥，
申请(专利权)人：浙江迪邦化工有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33