2，4-二硝基苯磺酸催化加氢工艺研究

2，4-二硝基苯磺酸催化加氢工艺研究 2，4-二硝基苯磺酸催化加氢工艺研究 第46卷第6期 2009年l2月 染料与染色 DYESTUFFSANDCOLORATION Vo1.46No.6 December2o09 2,4一二硝基苯磺酸催化加氢工艺研究 余勇赵勇冀效峥肖蓉 (山东富原化工公司,济南250101) 摘要:本文以2,4一二硝基苯磺酸为原料,经催化加氢合成了2,4一二氨基苯磺酸.通过正交实验考察了不同 的反应浓度,反应温度,不同的氢气压力对还原反应纯度的影响.考察了不同的反应浓度对还原反应收率的影 响.试验确定的最佳工艺条件是:水和硝基物的体积质量比为8:I,反应温度在85,90?,氢气压力O.8,1.0 MPa,还原收率可以达到98.2%,纯度在99.5%以上. 关键词:2,4一二硝基苯磺酸;催化加氢;合成;2,4一二氨基苯磺酸 中图分类号:TQ612.2文献标识码:A文章编号:1672—1179(2009)06—36—2 2,4一二氨基苯磺酸(俗称间双)不仅是个重 要的染料中间体,同时也是一个重要的医药中间 体.是C.I.媒介棕33,中性亮黄S一5GL,C.I.活 性橙107,C.I.活性黄160,C.1.活性蓝5,c.1. 活性蓝194,C.I.活性蓝222等染料品种的主要原 料?J.其一般合成方法有两种:一是以间苯二胺磺 化而成,二是以2,4一二硝基苯磺酸通过还原而 成jJ.后者,工业上一般采用铁粉还原法进行生 产,其优点是铁粉来源广泛易得,但其缺点是铁粉 消耗量大,"三废"量大,污染严重,且产品后处 理困难.随着国内外清洁生产理念的盛行,催化加 氢以其低物耗,高转化,清洁,环保而备受青 睐』.本文尝试采用催化加氢法进行2,4一二氨 基苯磺酸的合成,所得产品纯度高.不仅提高了反 应的转化率,而且还减少了"三废"的排放. HzNH2.z~leumNa2SO..~3NH2.Cal/I-t2NO\丫kNH2\丫kNO2\Y2 .o3H占 1实验部分 1.1仪器及试剂 SpD—IOA高效液相色谱仪(日本Shimadzu公 司);1L高压反应釜(威海汇鑫化工机械公司); 2,4一二硝基苯磺酸(?98%,河北泰丰化工公 司);H(钢瓶装,?99.5%,山东东大公司); 3%Pd/C(宝鸡瑞科公司). 1.2实验方法 将60g2,4一二硝基苯磺酸,2gPd/C催化 剂,加入到1L高压釜中,用氮气置换釜内气体三 次,然后用氢气置换釜内气体三次,通人氢气压力 到0.6,1.2MPa,开启搅拌调速到750r/分钟.升 到适当温度并在此温度下反应2小时,然后在1.0 ? 36. MPa下强化反应30分钟.反应毕,冷却到室温,停 止搅拌取出反应液,过滤,分析纯度.滤液经真空 浓缩到原体积的一半,冷却到20%下,用浓盐酸调 节pH:1一1.5酸析,过滤.滤饼经真空干燥后折 算收率. 2结果与讨论 2.1正交因素水平 采用正交试验考察不同的反应浓度,反应温 度,不同的氢气压力对还原反应纯度的影响.正交 因素水平见表1. 表1正交因素水平 2.2正交试验结果分析 按表1的正交试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 进行实验的结果如表2 所示. 通过实验结果可以看出:反应温度和氢气压力 对还原液的纯度影响有限.温度在85—95?间均能 很好反应,温度在85?下反应纯度稍差.反应液纯 度随着氢气压力增大而上升.但在实际生产过程 中,过高的压力给反应容器的气密性带来更高的要 求并不可取.本文选定0.8,1.0MPa为最佳氢气压 力.反应浓度(水和硝基物的体积质量比)对反应 液的纯度影响很大,反应液的纯度随着浓度的增加 反而下降.说明过高的浓度不利于催化加氢反应的 进行. 染料与染色Vo1.46No.6余勇,等,=三基苤磺酸堡氢王苎盟三生 表2正交实验结果分析 2.3反应物浓度对收率的影响 根据上述正交试验结果选择反应条件(反应温 度90,95%,氢气压力0.8,1.0MPa,反应到不再 吸氢为止),按照前述步骤进行实验,考察反应物 浓度(水和硝基物的体积质量比)对收率的影响. 所得实验结果如表3所示. 表3浓度对收率的影响 反应时间随反应物浓度下降而下降,而且还原 液纯度随浓度下降而上升,由于2,4,二氨基苯磺 酸的水溶性很好,过低的反应物浓度反而降低了产 品收率.故本文选定8:1为最佳水和硝基物的体积 质量比. 3结论 通过以上实验分析可见,影响还原反应收率的 主要因素是反应浓度,反应温度,不同的氢气压 力,最终确定最佳反应条件为反应温度85,90cIC, 氢气压力0.8—1.0MPa,水和硝基物的体积质量比 8:1.在此条件下收率可以达到98.2%.本方法试 验所得产品纯度高,不仅提高了反应的转化率,而 且还减少了"三废"的排放. 参考文献 1]肖刚,杨新玮,孙朝晖,等.世界染料品种一20o5[M].全国 染料业信息中心,2005. [2]徐克勋.精细有机化工原料及中间体手册[M.北京:化学工 业出版社.1998. [3]李玉昌利用硝基氯苯焦油状废液制备2,4一二氨基苯磺酸钠 [J].河南城建高等专科学校,2002,11(2):40—4I. [4]孟明扬,杨文东,马瑛,等.催化加氢合成3,4一:氯苯胺工 艺研究[J],染料与染色.2007.44(2):25—27. [5]叶桂军,王东.Raney-Fe催化加氢设备4一氯一2一氨基苯酚 [J].染料与染色,2007,44(4):44. [6]徐方亮,马忠亮,徐晓娟.合成2,4一二硝基氯苯的最佳工艺 [J].云南化工,2007,34(6):7—9. [7]何国新.加氢还原法制备5一氯一2一甲基苯胺Jj.江苏化 工,1998,26(2):18一l9. [8]文福姬,李键秀,邹长军,等.催化加氢还原法制备DSD酸 [J]精细化工中间体,2002.32(3):33,34. [9]曹晓群,张成金,王萍,等.加氢还原法合成邻氨基苯甲醚的 工艺研究[J].化工进展,2005,24(7):767—769. AStudyonCatalyticHydrogenationProcessof2,4一DinitrobenzenesulfonicAcid YUYongZHAOYongJIXiao—zhengXIAORong (ShanDongFuYuanChemicalIndustryCompany,Jinan250101,ShandongChina) Abstract:2,4-diaminobenzenesulfonicacidwassynthesizedfrom2,4-dinitrobenzenesulfonicacidbycatalytichydrogenation.The effectsofreactionconcentration,reactiontemperatureandhydrogenpressureOilpurityofreductionreactionwereinvestigatedbyonhog- onalexperiments.TheeffectofreactionconcentrationOilthereductionyieldwasstudied.Theoptimumconditionsdeterminedbythe experimentsweretheratioofnitratequantitytOwatervolumewas1:8,thereactiontemperatureWas85—90"12, hydrogenpressurewas 0.8—1.0MPa.Theyieldofreductionwasupto98.2%andPuritywasabove99.5% Keywords:2,4-dinitrobenzenesulfonicacid;catalytichydrogenation;synthesis;2,4-diaminobenzenesulfonicacid (收稿日期2009年5月) ? 37?