專利名稱：一種直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吖嗪酸性染料的制備，具體的說是一種直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法。
背景技術(shù)：
吖嗪酸性染料中的水溶性苯胺黑(索引號[CI]ACID BLACK 2(52420))的分子 式為C36H26O6N5S2Na(參見圖1)，水溶性苯胺黑的別名名稱有酸性粒子元、酸性粒子元NBL、 酸性皮元NL、酸性粒子元青、酸性黑2 ；英文名稱有=Acid nigrosine, C. I.Acid black 2、 calco nigrosine ο 2p>ci 50420、ci acid black 2、lurazol deep blue eb>nigrosin、 nigrosine b、nigrosine wl water soluble、nigrosine wsb ；通常為粒子狀或粉末狀；廣 泛的應(yīng)用于羊毛染色(在強(qiáng)酸浴中進(jìn)行，PH掌握在3.5以下，加元明粉作緩染劑，以提高 勻染性)、高級墨水、蠶絲染色(在精練液中進(jìn)行，加醋酸或硫酸可得灰黑色)、皮革底皮染 色或制皮革涂飾劑(顏料膏)等領(lǐng)域中，其通常為黑色帶有金屬光澤的粒狀物或黑色均勻 粉末，易溶于水，溶于乙醇呈藍(lán)色，在濃硫酸中呈藍(lán)色，稀釋后有紫色沉淀；水溶液呈藍(lán)光紫 色，加氫氧化鈉呈暗紫色沉淀。目前國內(nèi)生產(chǎn)水溶性苯胺黑時，需要先將苯胺和硝基苯經(jīng)三氯化鐵催化縮合，經(jīng) 酸化、水洗、過濾、干燥制得醇溶性苯胺黑，然后再將醇溶性苯胺黑進(jìn)行磺化、離析、水洗、中 和、干燥，最終制得水溶性苯胺黑。該生產(chǎn)工藝周期長、能耗高，每生產(chǎn)一噸水溶性苯胺黑需 耗2. 5噸標(biāo)煤，熱能浪費大。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑 的方法，工藝步驟簡化，縮短了工藝周期，節(jié)約了大量的能源和勞力資源，同時減少了廢水 排放，大大提高了勞動生產(chǎn)效率。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于其具體步驟為步驟1，將苯胺和硝基苯在三氯化鐵的催化下進(jìn)行縮合反應(yīng)；步驟2，將縮合好的混合物自然冷卻至常溫；步驟3，將自然冷卻好的混合物粉碎，直接投入硫酸中進(jìn)行磺化反應(yīng)；步驟4，將磺化好的混合物放在冷水中離析；步驟5，將離析完畢的混合物進(jìn)行固液分離和水洗，然后進(jìn)行脫水處理；步驟6，將脫水后的混合物用氫氧化鈉或碳酸鈉進(jìn)行中和反應(yīng)；步驟7，將中和完畢的混合物進(jìn)行干燥，即制得粒子狀的水溶性苯胺黑。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括以下步驟步驟8，將粒子狀的水溶性苯胺黑進(jìn)行粉碎，即制得粉末狀的水溶性苯胺黑。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟8中，粉碎后的粉末狀的水溶性苯胺黑的細(xì)度小于80目。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟1中，縮合反應(yīng)的溫度控制在175 210°C。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟3中，自然冷卻好的混合物和硫酸的質(zhì)量配比為 1 1.8，硫酸的濃度大于98%，反應(yīng)溫度控制在120 130°C，保溫1小時45分 2小時。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟4中，離析完畢的混合物中的余酸濃度控制在 18 20%。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟5中，水洗后的混合物的終點PH值為2 3。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟6中，中和反應(yīng)的反應(yīng)溫度控制在90 95°C，調(diào)整 PH值到6 8，采用玻璃棒插入中和液中取樣測定，確認(rèn)無顆粒存在視反應(yīng)完畢。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟7中，采用箱式或隧道式烘房對中和完畢的混合 物進(jìn)行干燥，干燥尾氣出風(fēng)溫度控制在65 75°C，混合物水份終點在6%以下。本發(fā)明所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，工藝步驟簡化，縮短了工藝周期，節(jié) 約了大量的能源和勞力資源，同時減少了廢水排放，大大提高了勞動生產(chǎn)效率。


本發(fā)明有如下附圖圖1水溶性苯胺黑結(jié)構(gòu)式圖2縮合反應(yīng)過程原理3磺化反應(yīng)過程原理4中和反應(yīng)過程原理圖
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其具體步驟為步驟1，將苯胺和硝基苯在三氯化鐵的催化下進(jìn)行縮合反應(yīng)；步驟2，將縮合好的混合物自然冷卻至常溫；步驟3，將自然冷卻好的混合物粉碎，直接投入硫酸中進(jìn)行磺化反應(yīng)；步驟4，將磺化好的混合物放在冷水中離析；步驟5，將離析完畢的混合物進(jìn)行固液分離和水洗，然后進(jìn)行脫水處理；步驟6，將脫水后的混合物用氫氧化鈉或碳酸鈉進(jìn)行中和反應(yīng)；步驟7，將中和完畢的混合物進(jìn)行干燥，即制得粒子狀的水溶性苯胺黑。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括以下步驟步驟8，將粒子狀的水溶性苯胺黑進(jìn)行粉碎，即制得粉末狀的水溶性苯胺黑。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟8中，粉碎后的粉末狀的水溶性苯胺黑的細(xì)度小 于80目。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟1中，縮合反應(yīng)的溫度控制在175 210°C。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟3中，自然冷卻好的混合物和硫酸的質(zhì)量配比為 1 1.8，硫酸的濃度大于98%，反應(yīng)溫度控制在120 130°C，保溫1小時45分 2小時。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟4中，離析完畢的混合物中的余酸濃度控制在 18 20%。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟5中，水洗后的混合物的終點PH值為2 3。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟6中，中和反應(yīng)的反應(yīng)溫度控制在90 95°C，調(diào)整 PH值到6 8，采用玻璃棒插入中和液中取樣測定，確認(rèn)無顆粒存在視反應(yīng)完畢。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟7中，采用箱式或隧道式烘房對中和完畢的混合 物進(jìn)行干燥，干燥尾氣出風(fēng)溫度控制在65 75°C，混合物水份終點在6%以下。以下結(jié)合附圖，通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。步驟1，將苯胺和硝基苯在三氯化鐵的催化下進(jìn)行縮合反應(yīng)；縮合反應(yīng)過程原理 如圖2所示。本發(fā)明中的苯胺、硝基苯和三氯化鐵配比為1 0.53 0.54 0.22 0.23， 例如苯胺800kg、硝基苯430kg、三氯化鐵180kg，步驟1的具體過程為先將苯胺和三氯化鐵在反應(yīng)釜內(nèi)混合后升溫脫水，當(dāng)溫度達(dá)到175°C時縮合反應(yīng) 的脫水階段基本完成；開始滴加硝基苯，控制硝基苯滴加速度先慢后快，且硝基苯的滴加時 間控制在5小時，第一個小時滴加速度控制在總量的六分之一，后面的4個小時以余下的六 分之五為總量，每小時滴加四分之一，滴加時釜溫控制在175°C 185°C ；硝基苯滴加完畢 后，控制在185 190°C溫度下保溫30分鐘，然后升溫到210°C，再保溫3 4小時。步驟2，將縮合好的混合物自然冷卻至常溫；步驟3，將自然冷卻好的混合物粉碎，直接投入硫酸中進(jìn)行磺化反應(yīng)(由于混合物 含有的游離苯胺和三氯化鐵反應(yīng)后的二氧化鐵，需要硫酸來轉(zhuǎn)化為苯胺硫酸鹽和硫酸亞鐵 以及醇溶性苯胺黑磺化)；磺化反應(yīng)過程原理如圖3所示，其具體過程為自然冷卻好的混合物和硫酸的質(zhì)量配比為1 1.8，例如500kg混合物需要 900kg硫酸，硫酸的濃度大于98%，反應(yīng)溫度控制在120 130°C，保溫1小時45分 2小 時。更具體的說自然冷卻好的混合物投入硫酸這一加料過程必須做到均勻、緩慢(控制粉 碎速度，例如，每分鐘加料12. 5kg IOkg)，正常情況，加料全過程需要40 50分鐘。加料 過程中時刻觀察釜溫的變化與二氧化硫氣體產(chǎn)生的情況，磺化反應(yīng)在投料過程中釋放大量 熱能，加料完畢，溫度自然上升到120°C左右，保溫10分鐘后再加溫升至122 130°C，在此 溫度下，保溫1小時45分 2小時。步驟4，將磺化好的混合物放在冷水中離析；用于離析的冷水的體積是磺化好的 混合物的3倍，離析完畢的混合物中的余酸濃度控制在18 20%。例如先將3倍于磺化 好的混合物的體積的冷水放在離析鍋里，然后將磺化好的混合物放在冷水中進(jìn)行離析。所 說的冷水是指溫度低于30°C、高于1°C的水，自來水、蒸餾水均可。步驟5，將離析完畢的混合物進(jìn)行固液分離和水洗，然后進(jìn)行脫水處理；例如采 用可洗型壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，用自來水來水洗固液分離后的混合物，得到濾餅，濾餅的終 點PH值為2 3。步驟6，將脫水后的混合物用氫氧化鈉或碳酸鈉進(jìn)行中和反應(yīng)；中和反應(yīng)過程原 理如圖4所示，其具體過程為將步驟5得到的濾餅加水調(diào)整含固量為18 20%，加按成 品重量(成品重量根據(jù)水溶性苯胺黑化學(xué)分子式和投料量以及醇溶性苯胺黑磺化反應(yīng)生 成磺酸的轉(zhuǎn)化率來推算)5 10%的分散劑(木質(zhì)素或MF分散劑)，然后加氫氧化鈉或碳 酸鈉進(jìn)行中和反應(yīng)，中和反應(yīng)的反應(yīng)溫度控制在90 95°C，調(diào)整PH值到6 8，采用玻璃 棒插入中和液中取樣測定，確認(rèn)無顆粒存在視反應(yīng)完畢?；撬峤?jīng)中和反應(yīng)后生成磺酸鈉，磺 酸鈉會完全溶解在水中，顆粒是沒經(jīng)中和反應(yīng)的磺酸物質(zhì)，如果PH值已到8還有顆粒說明反應(yīng)的時間不夠，應(yīng)該延長反應(yīng)時間，直到顆粒完全消失。步驟7，將中和完畢的混合物進(jìn)行干燥，即制得粒子狀的水溶性苯胺黑。采用箱式 或隧道式烘房對中和完畢的混合物進(jìn)行干燥，干燥尾氣出風(fēng)溫度控制在65 75°C，混合物 水份終點在6%以下。如果想得到粉末狀的水溶性苯胺黑，只需要再將干燥得到的粒子狀的 水溶性苯胺黑進(jìn)行粉碎即可。
本發(fā)明的優(yōu)點在于簡化了傳統(tǒng)工藝先制成醇溶性苯胺黑過程中的酸化、水洗、過 濾、干燥四個煩瑣的工藝步驟(每制成1噸醇溶性苯胺黑，干燥大約需要消耗IOOOkg左右 標(biāo)煤、40噸水；酸化、水洗、過濾、干燥工段要耗費約10個工時)，節(jié)約了大量的能源和勞力 資源，同時減少了廢水排放，大大縮短了工藝周期、降低了生產(chǎn)成本，提高了勞動生產(chǎn)效率， 社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
權(quán)利要求
一種直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于其具體步驟為步驟1，將苯胺和硝基苯在三氯化鐵的催化下進(jìn)行縮合反應(yīng)；步驟2，將縮合好的混合物自然冷卻至常溫；步驟3，將自然冷卻好的混合物粉碎，直接投入硫酸中進(jìn)行磺化反應(yīng)；步驟4，將磺化好的混合物放在冷水中離析；步驟5，將離析完畢的混合物進(jìn)行固液分離和水洗，然后進(jìn)行脫水處理；步驟6，將脫水后的混合物用氫氧化鈉或碳酸鈉進(jìn)行中和反應(yīng)；步驟7，將中和完畢的混合物進(jìn)行干燥，即制得粒子狀的水溶性苯胺黑。
2.如權(quán)利要求1所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于還包括以下步驟步驟8，將粒子狀的水溶性苯胺黑進(jìn)行粉碎，即制得粉末狀的水溶性苯胺黑。
3.如權(quán)利要求2所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于步驟8中，粉碎后 的粉末狀的水溶性苯胺黑的細(xì)度小于80目。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于步驟1 中，縮合反應(yīng)的溫度控制在175 210°C。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于步驟3 中，自然冷卻好的混合物和硫酸的質(zhì)量配比為1 1.8，硫酸的濃度大于98%，反應(yīng)溫度控 制在120 130°C，保溫1小時45分 2小時。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于步驟4 中，離析完畢的混合物中的余酸濃度控制在18 20%。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于步驟5 中，水洗后的混合物的終點PH值為2 3。
8.如權(quán)利要求1或2或3所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于步驟6 中，中和反應(yīng)的反應(yīng)溫度控制在90 95°C，調(diào)整PH值到6 8，采用玻璃棒插入中和液中 取樣測定，確認(rèn)無顆粒存在視反應(yīng)完畢。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，其特征在于步驟7 中，采用箱式或隧道式烘房對中和完畢的混合物進(jìn)行干燥，干燥尾氣出風(fēng)溫度控制在65 750C，混合物水份終點在6 %以下。
全文摘要
一種直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，涉及吖嗪酸性染料的制備，其具體步驟為步驟1，將苯胺和硝基苯在三氯化鐵的催化下進(jìn)行縮合反應(yīng)；步驟2，將縮合好的混合物自然冷卻至常溫；步驟3，將自然冷卻好的混合物粉碎，直接投入硫酸中進(jìn)行磺化反應(yīng)；步驟4，將磺化好的混合物放在冷水中離析；步驟5，將離析完畢的混合物進(jìn)行固液分離和水洗，然后進(jìn)行脫水處理；步驟6，將脫水后的混合物用氫氧化鈉或碳酸鈉進(jìn)行中和反應(yīng)；步驟7，將中和完畢的混合物進(jìn)行干燥，即制得粒子狀的水溶性苯胺黑。本發(fā)明所述的直接生產(chǎn)水溶性苯胺黑的方法，工藝步驟簡化，縮短了工藝周期，節(jié)約了大量的能源和勞力資源，同時減少了廢水排放，大大提高了勞動生產(chǎn)效率。
文檔編號C07D241/46GK101817791SQ20091000927
公開日2010年9月1日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者嚴(yán)紀(jì)一 申請人:嚴(yán)紀(jì)一