6-硝合成工艺改进的研究

6-硝合成工艺改进的研究

论文摘要

工业生产6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸(简称6-硝)主要采用碱溶法合成,总体收率为5860%,且生产过程中产生大量废水,色泽深,有机物浓度高,酸性强且难于生化降解。本论文主要从改变合成工艺条件入手,通过改变亚硝化反应条件来提高收率,同时力求从源头减少废水的排放。由于2-萘酚不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油等有机溶剂,拟用水-醇混合溶剂来代替液碱溶解2-萘酚进行亚硝化反应。影响亚硝化反应主要因素是有机溶剂的选择、反应温度、硫酸浓度、加酸速度等,并在亚硝化后对物料采取过滤、水洗、风干等后处理,实验结果表明亚硝化反应的最佳条件为:以30g2-萘酚为原料,亚硝化温度为03℃,亚硝化时间为4h,与500g.l-1硫酸22ml进行亚硝化,有机溶剂乙醇用量为100ml时,稀释硫酸用水量为100ml即硫酸浓度取9%时,亚硝化保温时间为1h,在亚硝化反应后进行过滤水洗并在空气中风干6h。亚硝化反应后所得废水由电渗析进行脱盐处理,本文探讨了电压和出水流量对电渗析脱盐率的影响,得出电渗析的脱盐条件:电压40V,脱盐的淡水流量为24L/h时,所得淡水脱盐率达94.89%,完全可以回用,而剩余的废水量仅为碱溶法工艺废水量的1/5。由于乙醇在亚硝化反应完成后已经精馏回收,在进行下一步的加成和磺化时体系内不含乙醇,本实验针对物料的用量、反应时间、催化剂的用量、反应温度等对加成反应和磺化反应的影响做了一系列的对比实验,得出最佳的实验条件:取亚硫酸氢钠的摩尔用量为2-萘酚的摩尔用量的2.5倍,在1.5h内进行媒介绿反应,并选择硫酸铜做催化剂,在5560℃转位6h。改进后的生产工艺在原料消耗、产品的收率、产生的废水量以及经济效益都比改进前有较明显的改善。醇溶法所需的原料均比碱溶法要少,1-氨基-2-萘酚-4-磺酸(简称1,2,4-酸)产率由68~70%提高到74.5%,亚硝化废水减少到原工艺的1/5,每合成1000kg1,2,4-酸节约生产成本约3290.4元,是一种经济可行的工艺,有利于工业化生产。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 课题概述
  • 1.1.1 课题来源
  • 1.1.2 6 -硝合成工艺简介
  • 1.1.3 现行工艺中存在的问题
  • 1.2 染料中间体的研究现状
  • 1.2.1 合成的研究情况
  • 1.2.2 染料废水的现状
  • 1.3 本文研究概要
  • 1.3.1 本论文的研究思路
  • 1.3.2 本论文的内容和预期目标
  • 1.3.3 本论文采用的技术路线
  • 2 6-硝生产工艺及改进的原理
  • 2.1 现有6-硝生产生艺流程
  • 2.2 现有工艺存在的问题
  • 2.3 对现有工艺改进的原理和方法
  • 2.3.1 对工艺改进的思路
  • 2.3.2 工艺改进的原理和方法
  • 2.4 分析检测方法
  • 2.4.1 外观分析
  • 2.4.2 重氮化分析原理
  • 2.4.3 测定方法
  • 2.4.4 1,2,4-酸的百分含量计算
  • 2.5 电渗析的原理和方法
  • 2.5.1 电渗析的基本原理
  • 2.5.2 电渗析脱盐的实验方法
  • 2.5.3 电导率的测定方法
  • 3 亚硝化过程的改进
  • 3.1 主要实验器材与试剂
  • 3.2 亚硝化的影响因素
  • 3.2.1 有机溶剂的选择
  • 3.2.2 亚硝化温度
  • 3.2.3 乙醇的用量和硫酸浓度
  • 3.2.4 亚硝化反应时间
  • 3.2.5 亚硝化保温时间
  • 3.2.6 亚硝化后处理
  • 3.2.7 小结
  • 3.3 亚硝化废水的处理和回用
  • 3.3.1 两种工艺条件亚硝化各参数的对比
  • 3.3.2 有机溶剂乙醇的回收
  • 3.3.3 电渗析脱盐
  • 4 醇溶法亚硝化对媒介绿和转位的影响
  • 4.1 主要实验试剂与器材
  • 4.2 媒介绿的影响因素
  • 4.2.1 亚硫酸氢钠的用量
  • 4.2.2 反应时间
  • 4.2.3 废水的循环利用对媒介绿反应的影响
  • 4.3 转位的影响因素
  • 4.3.1 催化剂硫酸铜的用量对转位的影响
  • 4.3.2 催化剂硫酸亚铁的用量对转位的影响
  • 4.3.3 转位反应温度
  • 4.3.4 转位反应时间
  • 4.3.5 转位废水的后续处理
  • 5 改进工艺的效果评价
  • 5.1 原料消耗对比
  • 5.2 产生废水对比
  • 5.3 生产操作对比
  • 5.4 经济效益对比
  • 5.5 改进前后工艺流程对比
  • 6 结论与建议
  • 6.1 结论
  • 6.2 建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 相关论文文献

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