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DSD酸合成技术进展
2003年16期 发行日期:2006-04-17
作者:梁诚
DSD酸合成技术进展□梁诚4,4′-二氨基二苯乙烯-2,2′-二磺酸(DSD酸)是重要的精细化工中间体,以其为原料合成的荧光增白剂占国内荧光增白剂总量的75%以上。我国目前DSD酸产量占世界总产量的45%,是世界DSD酸的主要生产国与供应国。国内外DSD酸生产工艺主要以对硝基甲苯为原料,经过磺化、氧化、还原三大合成步骤完成。我国目前常用的工艺是对硝基甲苯用发烟硫酸磺化得到对硝基甲苯邻磺酸(NTS),然后以硫酸铁作催化剂,空气氧化得到4,4,′-二硝基二苯乙烯-2,2′-二磺酸(DNS酸),再用铁粉还原得到DSD酸。该工艺落后,尤其是环境污染严重,每生产1tDSD酸,要产生4t多废硫酸、4t多废铁泥和42t左右废水。因此,提升DSD酸的生产工艺,将一部分污染消灭在生产过程中已成为当务之急。  1.磺化  工业磺化方法主要有发烟硫酸法和SO3磺化法。国外一些生产厂家主要使用SO3磺化法,文献报道主要有两种:一是在溶剂存在的情况下进行磺化。如德国以二氯乙烷作反应溶剂,SO3与对硝基甲苯的摩尔比为1.6:1,该技术磺化收率高,爆炸的危险性降低。还有采用液态SO2作溶剂,将对硝基甲苯和液态SO2以质量比1∶5混合,用SO2/SO3混合气体进行磺化,废气用液态SO2逆向吸收后返回循环利用。二是用惰性气体稀释SO3,再进行磺化。大连理工大学开发出以N2保护的SO3气体参与磺化反应,加入溶剂(砜类)。  SO3磺化的关键在于:一是控制反应温度,使反应缓和进行,及时导出反应热,避免过磺化;二是提高SO3的稳定性,使其在常温下保持液体状态,便于贮运和使用。通常加入稳定剂(如硼酸盐、五氯化锑、五氟化锑等)抑制其聚合。  2.氧化  由于许多废水是在氧化工序中产生,因此国内外在氧化单元操作进行大量研究与改进,主要集中在以下几个方面:  次氯酸钠氧化  国外报道在82℃下、0.1~0.9mol/L NaOH溶液中用次氯酸钠氧化得到NTS酸。与传统工艺相比,该法NaOH用量减少,废液中无机盐含量降低。国内吉化公司也开发出次氯酸钠氧化工艺,氧化收率可达81%,但是废水量没有减少。  碱/水介质空气氧化法  德国专利介绍用LiOH代替NaOH作碱剂,Mn(OAc)2作催化剂,用空气氧化缩合得到NTS酸,产品质量和收率明显提高,工业化关键在于LiOH的回收。国内主要采用NaOH/水介质中空气氧化法,天津大学化工学院开发出新的碱/水介质下合成NTS工艺,并在河北华煜化工有限公司工业化使用,产品收率提高近10%,每吨产品耗碱量减少1t、能耗减少80%,反应时间缩短25%左右。  有机溶剂空气氧化法  国外有多家企业采用该法,如瑞士汽巴公司采用无水液氨及其烷基衍生物或它与水的混合物作反应介质,催化剂选用Mn(OAc)2,DNS酸收率可达到94.1%。我国沈阳化工研究院正在开发DMSO作溶剂的方法。该法可选用的溶剂有环脲衍生物或脲、氢氧化四烷基铵和水;异十二烷和聚乙二醇C12烷基醚与水等。  3.还原  催化加氢  该技术已成为目前有机中间体还原工艺大力推广应用的清洁单元操作。DSD酸催化加氢还原技术已经进行中试,其中催化加氢尤其值得注意:一是催化剂的选择与使用,国外有的使用选择性高的贵金属催化剂,贵金属催化剂的制备、使用、回收都是值得今后认真研究的工作;二是催化剂与反应物料的分离;三是助催化剂的选择;四是催化加氢的工艺条件;五是催化加氢反应的选型与制备。国内开发催化加氢技术一定要注意以上问题,不仅在合成技术上,还要重点考虑工程化方面存在的问题。  铁粉还原新法  国内外对铁粉还原法进行了改进,用更活泼的电解质NH4Cl代替亚铁盐进行反应,或者将NH4Cl与铁粉混合。新方法比传统铁粉法收率明显提高,产品品质也有较好改善,设备腐蚀大大减轻。目前国内有的企业已经投入工业化运行。  电化学还原  国外已有工业化实例,国内实验室DSD酸收率达到99.5%。



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