一种1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法及产物技术

本发明专利技术涉及化学合成和反应工程技术领域，更具体地，本发明专利技术涉及一种1,2‑重氮氧基萘‑4‑磺酸的连续硝化方法及产物；所述1,2‑重氮氧基萘‑4‑磺酸的连续硝化方法，其包括：物料F和物料N同时分n次于0‑90℃进料，连续在n个反应模块中于0‑50℃进行反应，气液分离后即得。本发明专利技术提供的硝化反应工艺比原有的传统硝化工艺耗时大大缩短，硝化产物纯度高、杂质少，原料反应更完全，原料成本下降，三废可减少近30％，易于实现自动控制，操作简便，更加环保。

【技术实现步骤摘要】
一种1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法及产物
本专利技术涉及化学合成和反应工程
，更具体地，本专利技术涉及一种1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法及产物。
技术介绍
硝化反应是有机合成化学和化工生产中重要的单元反应。混酸硝化法(硝酸与硫酸以一定比例混合使用)是传统的硝化方法，其突出优点是反应设备简单，工艺稳定，因此一直是工业生产硝基化合物的主要方法。但该工艺通常存在着一些不可忽视的缺点：工艺产生大量的废酸和含有机物的废水；硝化过程选择性较差导致原材料随着废酸浪费；强酸造成设备的腐烛；反应过程中由于传质和传热不佳往往导致发生多硝化、氧化等副反应并可能带来安全隐患等。我国目前许多萘系中间体生产工艺落后，生产技术远远落后世界先进水平，研究与改进潜力较大。以广泛使用的染料中间体6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸(简称6-硝基-1,2,4-酸氧体，或者6-硝)的生产为例，现行工艺由1,2-重氮氧基萘-4-磺酸(简称1,2,4-酸氧体)在硫酸中用混酸经硝化反应生成6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸。硫酸的使用量为底物的3倍左右，硝化产品通过稀释硫酸进行结晶析出，产品通常同时含有6-硝基-1,2,4-酸氧体和副产物8-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸(简称8-硝基-1,2,4-酸氧体，或者8-硝)，产物中通常还伴随着一些深度硝化产物，如多硝基化合物等。传统方法生产的产品通常需要经过深度精制才能达到国家标准中6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸90％的含量规定。重结晶需要排放溶液总重量10-15倍的酸性废水，不但成本上升，也给环境带来危害。传统的搅拌釜反应工艺虽已较为成熟，但存在废酸回收困难，副反应多、收率较低等问题。很多发达国家早已不再生产6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸而从我国进口，使得生产该产品具有了较高的经济效益。部分染料生产厂家6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的工业生产工艺仍沿袭上世纪的工艺条件，总体收率低和废水量大成为制约企业可持续发展的瓶颈。另一方面，6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸生产过程也多半采用人工操作，这样不仅生产效率较低，产品质量(如产品的一致性评价如质量指标和可用性等)也难以控制。由于上述的工艺弊端，采用清洁工艺和新技术的应用都在摸索和开发中。CN105732536公开了一种利用有机溶剂(主要为氯代烷烃，如二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷等)中1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的硝化方法，该方法将1,2-重氮氧基萘-4-磺酸在有机溶剂二氯乙烷中溶解后再进行硝化反应，方法的有益效果是减少了硫酸的使用量，产品的收率和纯度都有所提高，有机溶剂容易回收。该方法有机溶剂用量为酸氧体的两倍以上才能获得较好的反应效果，且过程需要多步控制体系温度，操控较为繁琐，有机溶剂的大量使用势必降低设备利用率。CN105712947公开了一种在混酸硝化反应液中加入双氧水和硫酸亚铁进行氧化水解反应的方法，目的是为了提高硝体产品收率和6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的纯度，减少硫酸的使用，降低生产成本。引入双氧水和硫酸亚铁也使得过程步骤增加，双氧水的使用可能带来安全隐患。日益严格的环保和安监要求、工人对于工作环境的提高期望以及过程产品质量稳定性都希望实现产品的连续硝化，同时实现产品的清洁化和和安全化生产、废酸的减量化及其资源化。自上世纪中期微反应器技术兴起以来，其应用于有机合成方面的报道已愈千篇。国内外研究者开始将微反应器应用于芳烃的硝化反应中。于洋等报道了一种连续流微通道反应合成3,4-二氯硝基苯的工艺技术。与传统塔式反应工艺相比，连续流微通道反应工艺提高了3,4-二氯硝基苯收率，缩短了反应时间，减少了原料消耗，并且更加环保和安全(于洋,杨明霞,张照坡,缪立华,司腾飞.(2016).连续流微通道反应合成3,4-二氯硝基苯.河南化工,33(6),23-25)。任吉秋公开了一种微通道反应器合成4-氯-3-三氟甲基苯胺的方法(CN108191670)；刘桂梅等公开了一种微通道反应器合成3,4-二氯苯胺和2-氯-5-硝基苯甲酸的方法(CN107973720，CN106674016)；陈光文等公开了一种三氟甲氧基苯硝化的方法(CN107266321)；任吉秋等人公开了一种微通道反应器合成3-氟-4-(4-吗啉基)苯胺的方法(CN106397358)。这些报道大都集中在利用当前比较成熟的微通道技术进行反应评价，获得了较好的反应效果，所报道的体系几乎都是均相的体系，即便有固体参与的反应，固体含量通常需要在5％以下，且固体必须很好的分散于液体中，堵塞等问题依然会时常发生。目前，市场上主流的反应器，如Chemtrix,Corning等微通道均存在此类局限，限制了高固含量的固体或高粘度物料的应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的一些问题，本专利技术第一个方面提供了一种1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法，其包括：物料F和物料N同时分n次于0-90℃进料，连续在n个反应模块中于0-50℃进行反应，气液分离后即得；所述n≥2；按重量份计，所述物料F包括5-50份1,2-重氮氧基萘-4-磺酸、30-95份硫酸、0-65份溶剂；按重量份计，所述物料N包括60-98份硝酸、0-80份硫酸、0-50份溶剂。作为本专利技术的一种优选地技术方案，按重量份计，所述物料F包括20-45份1,2-重氮氧基萘-4-磺酸、30-80份硫酸、0-40份溶剂。作为本专利技术的一种优选地技术方案，按重量份计，所述物料N包括80-95份硝酸、0-50份硫酸、0-30份溶剂。作为本专利技术的一种优选地技术方案，所述反应模块的结构为单螺旋或双螺旋组成的挤压推进单元。作为本专利技术的一种优选地技术方案，所述反应模块的温度为20-45℃。作为本专利技术的一种优选地技术方案，当n＝2时，所述1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法包括下面步骤：物料F1和物料N1在0-90℃的进料温度连续进入反应模块1中于0-50℃进行反应；同时物料F2和物料N2在0-90℃的进料温度连续进入反应模块2中于0-50℃进行反应，气液分离后即得；按重量份计，所述物料F1和物料F2分别独立地包括5-50份1,2-重氮氧基萘-4-磺酸、30-95份硫酸、0-65份溶剂；按重量份计，所述物料N1和物料N2分别独立地包括60-98份硝酸、0-80份硫酸、0-50份溶剂。作为本专利技术的一种优选地技术方案，所述物料F1中1,2-重氮氧基萘-4-磺酸和物料N1中硝酸的摩尔比为1：(0.8-2.2)，优选为1：(0.9-1.5)。作为本专利技术的一种优选地技术方案，所述物料F2中1,2-重氮氧基萘-4-磺酸和物料N2中硝酸的摩尔比为1：(0.6-1.5)，优选为1：(0.8-1)。作为本专利技术的一种优选地技术方案，所述物料F1的进料温度为25-45℃；所述物料F2的进料温度为30-60℃。本专利技术第二个方面提供了一种所述1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法制备得到的6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法，其特征在于，其包括：物料F和物料N同时分n次于0-90℃进料，连续在n个反应模块中于0-50℃进行反应，气液分离后即得；所述n≥2；按重量份计，所述物料F包括5-50份1,2-重氮氧基萘-4-磺酸、30-95份硫酸、0-65份溶剂；按重量份计，所述物料N包括60-98份硝酸、0-80份硫酸、0-50份溶剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法，其特征在于，其包括：物料F和物料N同时分n次于0-90℃进料，连续在n个反应模块中于0-50℃进行反应，气液分离后即得；所述n≥2；按重量份计，所述物料F包括5-50份1,2-重氮氧基萘-4-磺酸、30-95份硫酸、0-65份溶剂；按重量份计，所述物料N包括60-98份硝酸、0-80份硫酸、0-50份溶剂。


2.根据权利1所述1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法，其特征在于，按重量份计，所述物料F包括20-45份1,2-重氮氧基萘-4-磺酸、30-80份硫酸、0-40份溶剂。


3.根据权利1所述1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法，其特征在于，按重量份计，所述物料N包括80-95份硝酸、0-50份硫酸、0-30份溶剂。


4.根据权利要求1所述1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法，其特征在于，所述反应模块的结构为单螺旋或双螺旋组成的挤压推进单元。


5.根据权利要求1所述1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法，其特征在于，所述反应模块的温度为20-45℃。


6.根据权利要求1-5任一项所述1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法，其特征在于，当n＝2时，所述1,2-重氮氧基萘-4-磺酸的连续硝化方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丰杰，唐安定，杨伟，于东方，
申请(专利权)人：恒升化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32