合成蒽醌的製備方法
2023-10-06 17:25:29
專利名稱：合成蒽醌的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種合成蒽醌的製備方法，屬於化工技術領域。
背景技術：
合成蒽醌是一種重要的化工原料，它廣泛應用於合成顏料、造紙和農業生產防止鳥類吞食果子等領域。目前全球年產量約在9萬噸左右。已有技術合成蒽醌的製備，是以苯酐與苯在無水三氯化鋁催化下縮合，生成苯甲醯苯甲酸鋁複合鹽，經水解酸化得苯甲醯苯甲酸，再以發煙硫酸為脫水劑脫水閉環得製成品。已有技術製備合成蒽醌的工藝依次包括聚合一水解一酸化一蒸餾一造粒一抽濾—離心脫水一包裝一投料一脫水一閉環一稀釋一過濾一脫水一乾燥一得製成品。綜觀已有技術合成蒽醌的製備方法，不但工藝過程複雜，生產周期長，製備成本高，而且由於其所生成的排放水未能得到再開發利用，而浪費了資源，汙染了環境。
發明內容
本發明旨在針對已有技術所存在的不足進行改進，而提供一種工藝相對比較簡單，排放廢水得以開發利用，從而大幅度降低綜合製備成本的一種合成蒽醌的製備方法。本發明實現其目的的技術構想在於一是壓縮工藝流程，將水解、酸化、水洗、蒸餾步驟集約在同一反應釜內一步完成，以有效縮短生產周期；二是在水解酸化水洗蒸餾步驟採用鋁薄酸(即在高純度鹽酸中含有2%wt的鋁)替代硫酸，以其回收得率較高的氯化鋁；三是延長相應的工藝鏈，採用相對比較簡單的工藝，從廢鋁鹽水和廢硫酸水中分別回收商業化工原料，以較大幅度降低綜合製備成本，降低環境汙染。從而實現本發明的目的。基於上述技術構想，本發明實現其目的的技術方案是
一種合成蒽醌的製備方法，依次包括聚合，水解酸化水洗蒸餾，閉環，稀釋，脫水和乾燥步驟，而其
(1)、所述聚合步驟是，向反應釜內按苯三氯化鋁苯酐=5:1. 8 :0. 9重量份比分別投料後，攪拌升溫至50°C 90°C，保溫5(T65min，反應獲得苯甲醯苯甲酸鋁複合鹽；
(2)、所述水解酸化水洗蒸餾步驟是
a、在反應釜內按底水含鋁2%wt(重量百分含量，以下同)的鋁薄鹽酸=5 :1. 8重量份比投料後，在40 min內再加入由所述聚合步驟獲得的全部苯甲醯苯甲酸鋁複合鹽，攪拌5^10 min，攪拌後靜止:T5 min，同步實施水解酸化，生成BB酸和鋁鹽水混合物，完成水解酸化過程；
b、接著從釜底將鋁鹽水排清，而浮在鋁鹽水表面溶於苯內的BB酸和少量鋁鹽水的混合物留存在反應釜內；然後向反應釜內投放8(Tl00°C的水使所述BB酸和鋁鹽水混合物充分稀釋，同時攪拌5 10min，攪拌後靜止5lmin，再由反應釜底排清鋁鹽水，得留存在反應釜底部的溶於苯的BB酸，完成水洗過程；C、接著向反應爸內通入3 6kg/cm2壓力的蒸汽，當反應爸內溫度達到10(Tl03°C時蒸懼分離苯，得到高溫液態BB酸，並將其放入計量槽內，完成蒸餾過程；
d、接著將計量槽內的高溫液態BB酸，導入閉環脫水釜內進行真空脫水，即得液態BB
酸；
從而在同一反應釜內一步完成水解酸化水洗蒸餾步驟；而所排出的鋁鹽水經濃縮烘燥處理，得固態氯化鋁；
(3)所述閉環步驟，接著向閉環脫水釜內按純硫酸液態BB酸=I:1. 3重量份比加入純硫酸，攪拌加熱至13(Tl35°C,保溫45 70 min,得溶於硫酸的合成蒽醌；
(4)所述稀釋步驟是，緊接步驟(3)，向閉環脫水釜內投放75 85°C熱水稀釋溶於硫酸的合成蒽醌；當硫酸重量百分含量達到< 45%、溫度< 65°C時放料，得稀釋的溶於硫酸水的合成蒽醌；
(5)所述脫水步驟是，將步驟(4)所得稀釋的合成蒽醌導入脫水設備實施蒽醌和廢硫酸水分離，得含水量< 10%wt的固態合成蒽醌；而所排出的廢硫酸水，經加入鋁酸鈣粉處理，得含量為7. 5%wt的硫酸鋁；
(6)所述乾燥步驟是，將含水量<10%wt的固態合成蒽醌輸入乾燥設備實施粉碎和乾燥，得製成品含水量< 0. 5%wt的合成蒽醌，即完成製成品合成蒽醌的製備。由以上所給出的主旨技術方案並結合上述技術構想可見，本發明實現了其所要實現的目的。在上述技術方案中，為了有效實現均勻升溫加熱，避免因局部過熱而影響正常的合成反應，本發明還主張，步驟(I)聚合的升溫和步驟(3)閉環的加熱升溫，均採用隔套反應爸蒸汽/導熱介質加熱。出於對水解酸化的有效進行，和降低物料的消耗之考慮，本發明經過反覆試驗後優選的所述步驟(2) a的水解酸化液的鹽酸含量為8 10%wt。上述技術方案得以實施後，本發明所具有的工藝相對簡單，生產周期較短，製備成本較低，廢液開發利用，環境無汙染等特點，是顯而易見的。
圖I是本發明一種具體實施方式
的工藝流程圖。
具體實施例方式一種典型的具體實施方式
，如附圖I所示。一種合成蒽醌的製備方法，包括聚合，水解酸化水洗，蒸懼，閉環，稀釋，脫水和乾燥步驟，而其
(1)、所述聚合步驟是，向IOt反應釜內投放苯5t:三氯化鋁1.8t :苯酐0. 9t後，攪拌升溫至73°C ±2°C，保溫60min，反應獲得苯甲醯苯甲酸鋁複合鹽；
(2)、所述水解酸化水洗蒸餾步驟是
a、在20t反應釜內投放底水5t :含鋁2%wt的鋁薄鹽酸I. 8t後，在40 min內再加入由所述聚合步驟獲得的全部苯甲醯苯甲酸鋁複合鹽，攪拌5min，攪拌後靜止5 min,同步實施水解酸化，生成BB酸和鋁鹽水混合物，完成水解酸化過程；b、接著從釜底將鋁鹽水排清，而浮在鋁鹽水表面溶於苯內的BB酸和少量鋁鹽水的混合物留存在反應釜內；然後向反應釜內投放8(TlO(TC的水使所述BB酸和鋁鹽水混合物充分稀釋，同時攪拌lOmin，攪拌後靜止5lmin，再由反應釜底排清鋁鹽水，得留存在反應釜底的溶於苯的BB酸，完成水洗過程；
c、接著向反應爸內通入3 6kg/cm2壓力的蒸汽，當反應爸內溫度達到10(Tl03°C時蒸懼分離苯，得到高溫液態BB酸，並將其放入計量槽內，完成蒸餾過程；
d、接著將計量槽內的高溫液態BB酸，導入閉環脫水釜內進行真空脫水，即得液態BB
酸；
從而在同一反應釜內一步完成水解酸化水洗蒸餾步驟；而所排出的鋁鹽水經濃縮和導熱油切片滾筒處理，固態得聚合氯化鋁水處理劑；
(3)所述閉環步驟，接著向閉環脫水釜內加入純硫酸I.56t，攪拌加熱至13(Tl35°C，保溫60 min,得溶於硫酸的合成蒽醌；
(4)所述稀釋步驟是，緊接步驟(3)，向閉環脫水釜內投放80°C熱水稀釋溶於硫酸的合成蒽醌；當硫酸重量百分含量達到< 45%、溫度60°C時放料，得稀釋的溶於硫酸水的合成蒽醌；
(5)所述脫水步驟是，將步驟(4)所得稀釋的合成蒽醌導入高速離心脫水機實施蒽醌和廢硫酸水分離，得含水量< 10%wt的固態合成蒽醌；而所排出的廢硫酸水，經加入鋁酸鈣粉處理，得含量為7. 5%wt的硫酸鋁；
(6)所述乾燥步驟是，將含水量<10%wt的固態合成蒽醌輸入氣流乾燥機實施粉碎和乾燥，即得製成品含水量< 0. 5%wt的合成蒽醌，即完成製成品合成蒽醌的製備。且步驟(I)聚合的升溫和步驟(3 )閉環的加熱升溫，均採用隔套反應釜蒸汽加熱。而所述步驟(2) a的水解酸化液的鹽酸含量(濃度)為8 10%wt。如上述具體實施方式
小試效果顯示
1、本發明由於在其水解酸化步驟採用鋁薄酸代替硫酸，而每生產It合成蒽醌，可回收含量為30%wt的氯化鋁水處理劑3噸。按目前氯化鋁市場價2400元/t計算，每生產It合成蒽醌，可增收RMB7200元。2、本發明由於將廢鋁鹽水和廢硫酸水，分別經過處理回收了氯化鋁和硫酸鋁，因而無汙水排放，改善了環境條件。3、已有技術是將高熱BB酸用16°C水冷卻結晶後，分別經造粒、抽離、離心脫水和包裝，再加入後續反應釜進行後續工藝步驟，而本發明則趁熱(不冷卻)進行脫水、閉環，節省了蒸汽耗量。光這一工藝過程，每生產It合成蒽醌可節省蒸汽2t，且硫酸耗量從3. 4t降低至I. 3t。4、本發明由於是全程管道直壓，毋需人工包裝吊運，因而節約了人員工資成本和管理費用開支，也不會汙染環境。本發明與已有技術相比，由於具有以上所述諸多效果，而取得了十分明顯的技術經濟效益，為合成蒽醌生產開闢了一條節能、降耗、環保、增效的新途徑。
權利要求
1.ー種合成蒽醌的製備方法，依次包括聚合，水解酸化水洗蒸餾，閉環，稀釋，脫水和乾燥步驟，其特徵在幹 (1)、所述聚合步驟是，向反應釜內按苯三氯化鋁苯酐=5:1.8:0.9重量份比分別投料後，攪拌升溫至50°C 90°C，保溫5(T65min，反應獲得苯甲醯苯甲酸鋁複合鹽； (2)、所述水解酸化水洗蒸餾步驟是 a、在反應爸內按底水含招2%wt的招薄鹽酸=5:1. 8重量份比投料後,在40 min內再加入由所述聚合步驟獲得的全部苯甲醯苯甲酸鋁複合鹽，攪拌5 10 min,攪拌後靜止3、min,同步實施水解酸化，生成BB酸和鋁鹽水混合物，完成水解酸化過程； b、接著從釜底將鋁鹽水排清，而浮在鋁鹽水表面溶於苯內的BB酸和少量鋁鹽水的混合物留存在反應釜內；然後向反應釜內投放8(Tl00°C的水使所述BB酸和鋁鹽水混合物充分稀釋，同時攪拌ClOmin，攪拌後靜止5 8min，再由反應釜底排清鋁鹽水，得留存在反應釜底部的溶於苯的BB酸，完成水洗過程； C、接著向反應爸內通入3 6kg/cm2壓カ的蒸汽，當反應爸內溫度達到10(Tl03°C時蒸懼分離苯，得到高溫液態BB酸，並將其放入計量槽內，完成蒸餾過程； d、接著將計量槽內的高溫液態BB酸，導入閉環脫水釜內進行真空脫水，即得液態BB酸； 從而在同一反應釜內一歩完成水解酸化水洗蒸餾步驟；而所排出的鋁鹽水經濃縮和烘燥處理，得固態氯化鋁； (3)所述閉環步驟，接著向閉環脫水釜內按純硫酸酸=I:1. 3重量份比加入純硫酸，攪拌加熱至13(Tl35°C,保溫45 70 min,得溶於硫酸的合成蒽醌； (4)所述稀釋步驟是緊接步驟(3)，向閉環釜內投放75 85°C熱水稀釋溶於硫酸的合成蒽醌；當硫酸重量百分含量達到< 45%、溫度< 65°C時放料，得稀釋的溶於硫酸水的合成蒽醌； (5)所述脫水步驟是，將步驟(4)所得稀釋的合成蒽醌導入脫水設備實施蒽醌和廢硫酸水分離，得含水量< 10%wt的固態合成蒽醌；而所排出的廢硫酸水，經加入鋁酸鈣粉處理，得含量為7. 5%wt的硫酸鋁； (6)所述乾燥步驟是，將含水量<10%wt的固態合成蒽醌輸入乾燥設備實施粉碎和乾燥，得製成品含水量< O. 5%wt的合成蒽醌，即完成製成品合成蒽醌的製備。
2.根據權利要求I所述的合成蒽醌的製備方法，其特徵在於，步驟(I)聚合的升溫和步驟(3)閉環的加熱升溫，均採用隔套反應釜蒸汽/導熱介質加熱。
3.根據權利要求I所述的合成蒽醌的製備方法，其特徵在於，所述步驟(2)a的水解酸化液的鹽酸含量為8 10%wt。
全文摘要
本發明所公開的是一種合成蒽醌的製備方法，以其依次包括聚合，水解酸化水洗蒸餾，閉環，稀釋，脫水和乾燥步驟，且其採用鋁薄酸代替硫酸實施水解酸化，廢鋁鹽水和廢硫酸水分別經處理回收氯化鋁和硫酸鋁為主要特點，具有工藝簡單，生產周期短，製備成本低，環保安全等特點。本發明具有十分明顯的技術經濟效益。
文檔編號C07C50/18GK102659551SQ20121011965
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者張晗 申請人:張晗