專利名稱:廉價(jià)連續(xù)生產(chǎn)糖精的制作方法
鄰甲苯磺酰胺的氧化、關(guān)環(huán)制取糖精。
目前工業(yè)生產(chǎn)糖精主要技術(shù)路線有苯酐法和甲苯法。但由于苯酐屬于緊缺的化工原料，因此，甲苯路線加以改革仍是十分有意義的。由鄰甲苯磺酰胺制取糖精，以氧化法，主要有如下三種技術(shù)工藝
一、高錳酸鉀(鈉)的氧化法國(guó)內(nèi)和蘇聯(lián)等仍有采用此法生產(chǎn)。
二、以六價(jià)鉻氧化法
1.以鉻酐為氧化劑連續(xù)生產(chǎn)糖精，參見(jiàn)u、s、3.899.501
2.以鉻酐為氧化劑，采用電解使鉻酐和硫酸得到循環(huán)使用，陰極得付產(chǎn)物電解鋅，參見(jiàn)J74040232。
3.以氧氣一空氣為氧化劑，醋酸為溶劑，以鈷、錳、溴鹽為催化劑制備糖精，參見(jiàn)J58219170。
我們認(rèn)為，高錳酸鉀(鈉)法所花的“氧化”成本費(fèi)較高，屬于早期的工業(yè)生產(chǎn)法;以氧氣一空氣為氧化法來(lái)說(shuō)，一方面“氧化”得率較低，而且“氧化”成本費(fèi)也未能達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益，鉻酐法是目前國(guó)際上先進(jìn)國(guó)家所采用的較為成熟的工業(yè)化法。但是，美國(guó)所采用的“鉻酐”法尚未實(shí)現(xiàn)“氧化”和“電解”連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，日本所報(bào)導(dǎo)的“鉻酐”氧化法，雖已實(shí)現(xiàn)“氧化”和“電解”的循環(huán)，然而，生產(chǎn)一噸糖精需低壓蒸餾出水12-15噸，而且，不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝流程的連續(xù)自動(dòng)化循環(huán)。
基于上述“技術(shù)背景”，對(duì)于鄰甲苯磺酰胺氧化制成糖精，我們采用鉻酐氧化，電解使鉻酐和硫酸達(dá)到循環(huán)使用。著重解決，免去低壓蒸餾出水12-15噸的工序，并提供實(shí)現(xiàn)“氧化”和“電解”整個(gè)流程連續(xù)自動(dòng)化循環(huán)的實(shí)施可能，達(dá)到解決三廢問(wèn)題，避免污染。
本技術(shù)工藝包括氧化和電解二個(gè)部份



在硫酸濃度為50-58%，700-800ml的硫酸水溶液中，加入鉻酐160-200克，在溫度為40-60℃下，不斷攪拌下，加入100目以上的鄰甲苯磺酰胺100克(烘干97克)，恒溫8-12小時(shí)，即可仃止反應(yīng)。抽瀘得硫酸鉻母液可用于電解，瀘餅經(jīng)PH＝2的硫酸水溶液洗滌兩次，放入水中，加入20%的NaOH溶液約100ml，至約PH＝6，再過(guò)瀘。在其瀘液中加入鹽酸約35ml，使PH＝1-2，抽瀘、烘干，即得不溶性糖精。
電解工藝將制備糖精所得的母液進(jìn)行電解，可采用單室無(wú)隔膜電解槽，使鉻酐和硫酸再生循環(huán)使用，也可采用雙室隔膜式或三室兩用隔膜式電解槽進(jìn)行電解，使之循環(huán)使用，并且在陰極可得付產(chǎn)物電解鋅。
在30-50℃進(jìn)行電解，經(jīng)適當(dāng)時(shí)間后，可將陽(yáng)極電解液直接用于氧化制備糖精。
電解電流效率按下式進(jìn)行計(jì)算
a＝ (26.8×m×100)/(A.t.E)
m電解所得金屬重量(質(zhì)量、克)
A電解總電流(安培)
t電解時(shí)間(小時(shí));E電克當(dāng)量。
本技術(shù)工藝，由于我們免去了低壓蒸餾這個(gè)工序，可將氧化槽所得的母液通過(guò)過(guò)濾直接打入電解槽進(jìn)行電解，而電解槽經(jīng)電解后的電解液經(jīng)過(guò)濾(用尼綸纖維布或玻璃纖維布)后，可直接用于氧化槽制備糖精因而為整個(gè)流程內(nèi)的連續(xù)自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)提供了實(shí)施的可能。同時(shí)，由于免除了低壓蒸餾(蒸餾出12-15噸水/每噸糖精)和離心分離(從硫酸和硫酸鉻母液中離心分離出鉻酐)等工序，因而，就避免了耐酸性低壓蒸餾的設(shè)備，鍋爐房、離心機(jī)等龐大結(jié)構(gòu)和廠房，又能很好地節(jié)能;若采用單室無(wú)隔膜電解，可省去隔膜裝置，若采用三室雙用隔膜式電解槽也可從氧化鋅得到高純度的電解鋅。由于采用本法，設(shè)備簡(jiǎn)單，工序減少，成本降低，致使由鄰甲苯磺酰胺氧化制成每噸糖精的“氧化”成本費(fèi)降低至1000元左右。
實(shí)施例Ⅰ
(1)氧化
在50-58%硫酸水溶液(700-800ml)中，加入鉻酐160-200克，在不斷攪拌下，慢慢加入100目以上的鄰甲苯磺酰胺100克(烘干為97克)，反應(yīng)溫度在40-60℃，反應(yīng)時(shí)間為8-12小時(shí)，即可仃止反應(yīng)。
用砂芯漏斗或化學(xué)纖維布，抽瀘或過(guò)瀘，將瀘液直接用于電解，將瀘餅放入約100ml的PH＝2(硫酸)水中，洗滌、抽瀘、瀘液合并于母液用于電解，再如此洗滌一次。將瀘餅放入300ml水中，加入20%NaOH水溶液約100ml，使之PH6-7過(guò)瀘，其瀘餅中有鐵(鋅)、鉻等氫氧化物及未反應(yīng)的鄰位胺。在其瀘液中加入鹽酸約35ml，使之PH＝1-2。過(guò)瀘，烘其瀘餅在80-90℃烘15小時(shí)，即得不溶性糖精。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果得糖精98克，其理論氧化率達(dá)94.4%。
得未反應(yīng)鄰位胺0.5克，其理論總得率為94.9%。
經(jīng)元素分析C7H5SO3N
C H N S
理論值45.90% 2.93% 7.65% 17.5%
分析值45.2% 2.84% 7.25% 17.5%
由紅外光譜分析，所得產(chǎn)物的紅外譜圖與糖精譜圖完全一致。
由核磁共振分析，其純度達(dá)97%以上，其余為原料，鄰甲苯磺酰胺由原子吸收光譜分析，其鉻和鉛的殘留量為
鉻0.03-2.5ppm;
鉛0.5-0.7ppm。
(2)電解再生過(guò)程
用單室無(wú)隔膜電解槽進(jìn)行電解
約800ml母液倒入電解槽，電解槽放入50℃水浴恒溫槽中進(jìn)行電解。以特殊處理的鉛板或鉛棒為陽(yáng)極，以鉑絲為陰極。
電流密度陽(yáng)極2-4A/dm2;
陰極20-40A/dm2。
電解溫度40-60℃。
槽壓2.5-3.0伏。
電解電流約為5A(安培)，電解時(shí)間30-40小時(shí)，即可將此電解液用于氧化制備糖精。
電解結(jié)果電解122安時(shí)。
電解得CrO361.6克，電解電流效率40.6%。
實(shí)施例2
(1)鄰甲苯磺酰胺氧化制成糖精同實(shí)施例1;
(2)電解再生過(guò)程
采用三室雙用隔膜式電解槽進(jìn)行電解
電解液陽(yáng)極以母液(1600ml);陰極200克ZnO溶于1600ml硫酸水溶液，PH約為2-3;中間室1NH2SO4。
陽(yáng)極經(jīng)特殊處理的鉛棒(板)為陽(yáng)極;
電流密度3-5A/dm2;
溫度30-50℃。
陰極鋁板為陰極;
電流密度4-6A/dm2;
溫度30-50℃。
槽壓3.5-4.7伏;
隔膜F101離子交換樹(shù)脂型隔膜。
在陰極室加入動(dòng)物膠約0.5克。
電解電流為5-8A，電解進(jìn)行20-24小時(shí)后，將陰極室電解液取出，在鋁板上折下電解鋅，再倒入上述陰極電解液1600ml，繼續(xù)電解20-24小時(shí)，即可仃止。電解液可用于氧化制備糖精。
電解結(jié)果電解161安時(shí);
得Zn161g，電流效率為81.9%;
CrO3180g，電流效率90%。
電解鋅純度由發(fā)射光譜測(cè)得為99.9%，或99.9%以上。
權(quán)利要求
鄰甲苯磺酰胺的氧化，關(guān)環(huán)制備糖精的工藝，它包括鄰甲苯磺酰胺的氧化和電解，使氧化劑再生兩個(gè)過(guò)程。以酪酐為氧化劑，在硫酸水溶液中，加入鄰甲苯磺酰胺反應(yīng)而得。本發(fā)明的特征在于，氧化過(guò)程所用的硫酸水溶液的濃度為50-58%，反應(yīng)溫度在40-60℃，反應(yīng)時(shí)間為8-12小時(shí)。
專利摘要
關(guān)于鄰甲苯磺酰胺的氧化、關(guān)環(huán)制備糖精的改進(jìn)工藝。包括鄰甲苯磺酰胺的氧化和電解使氧化劑再生兩個(gè)過(guò)程。以鉻酐為氧化劑，在硫酸水溶液中，加入鄰甲苯磺酰胺反應(yīng)制得糖精，通過(guò)改變反應(yīng)條件，免去了繁雜的低壓蒸餾這個(gè)工序，避免了耐酸性蒸餾設(shè)備和鍋爐房等龐大結(jié)構(gòu)及廠房設(shè)備，提供實(shí)現(xiàn)“氧化”和“電解”整個(gè)流程連續(xù)自動(dòng)化循環(huán)的實(shí)施可能。反應(yīng)條件如下H2SO4濃度為50-58％，反應(yīng)溫度40-60℃，反應(yīng)時(shí)間8-12小時(shí)。
文檔編號(hào)C07D275/06GK85101615SQ85101615
公開(kāi)日1986年8月13日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者陳長(zhǎng)章, 高冬壽, 鄭曼娜, 葉桂芬 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan