基于自动连续化装置的芳伯胺重氮盐制备工艺研究
时间：2021-02-05 08:02:18 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：针对偶氮染料重氮盐间歇性生产的问题，本文详细论述了重氮组分芳伯胺重氮化试剂的选择、重氮化反应的机理以及重氮盐自动连续化制备的新工艺、新装置，并叙述了重氮化反应过程中各主要因素的控制及对重氮化反应的影响。结果表明，采用釜内自循环和若干管式反应器以及冷却夹套和管内列管式冷凝器装置的自动连续化新工艺，不仅使芳伯胺重氮盐制备的自动化程度和传质、传热效率高，而且具有更好的连续性、均匀性和稳定性，提高了偶氮染料的生产效率，提升了实际生产中所得芳伯胺重氮盐的品质。
关键词：重氮化；芳伯胺；自动化；连续化；偶氮染料
中图分类号：TQ612；TS736.3
文献标志码：A
文章编号：1009-265X（2017）03-0049-04
Study on the Preparation Technology of Aromatic Primary Amine
Diazonium Salt Based on Automatic and Continuous Device
XU Wanfu， FU Weisong， CHEN Huaxiang， XU Bin， ZHOU Naifeng
（Zhejiang Dibang Chemical co.， LTD.， Shangyu Zhejiang 312300， China）
Abstract：Aiming at the problem of intermittent production of azo dyes， this paper discusses the choice of aromatic primary arylamine diazotization reagent， the mechanism of diazotization reaction， the new manufacturing process and device for automatic and continuous preparation of aromatic primary amine diazonium salt. Besides， this paper narrates the effects of main factor control on diazotization reaction. The results indicate that the new automatic and continuous production process in which the self-circulation reactor， several tubular reactors， cooling jacket device and the array tube condenser device are used has a high degree of automation， high mass transfer efficiency and high heat transfer efficiency. Meanwhile， it also has better continuity， homogeneity and stability， and improves the production efficiency of azo dyes and the quality of aromatic primary amine diazonium salt.
Key words：diazotization； aromatic primary amine； automation； continuity； azo dyes
合成染料的分子結构中含有偶氮基的统称为偶氮染料[1]，偶氮染料占合成染料品种的一半以上，是人工合成染料最多的一类染料。偶氮染料主要包括活性染料、酸性染料、分散染料、阳离子染料、冰染染料、直接染料等染料品种，它们被广泛的应用于纺织印染、油漆、涂料、橡胶、食品、皮革、印刷等工业[2-3]。
偶氮染料的合成过程中，重氮化反应和偶合反应是两个最主要的基本反应。偶氮染料的工业生产具有规模小、品种多、间歇、操作复杂、劳动强度大、易燃易爆、对生产的安全性要求高等特点。传统的间歇式生产不仅生产方式落后、自动化程度低且生产的染料产品质量不稳定、生产效率低。本文基于重氮化反应的基本原理，详细论述了亚硝酰硫酸法自动连续化制备芳伯胺重氮盐工艺，使偶氮染料重氮盐的生产不仅具有连续性、均匀性、稳定性，而且生产效率更高。
1 重氮化反应及机理
1.1 重氮化反应
重氮化反应是芳伯胺在低温及强酸水溶液中，与重氮化试剂作用，生成重氮盐的过程。具体反应过程如下：
ArNH2+2HX+NaNO2
Ar—NN+X-+NaX+2H2O（1）
ArNH2+NOHSO4浓H2SO4
Ar—NN+HSO-4+H2O（2）
1.2 重氮化试剂
由于重氮化试剂亚硝酸稳定性差，所以在实际生产中，用盐酸、磷酸或者硫酸等[4]强酸和亚硝酸钠反应，间接得到的亚硝酸与芳伯胺直接重氮化反应得芳伯胺重氮盐，从而避免亚硝酸的直接分解。目前，精细化工染料生产过程中，普遍采用硫酸法，此外还有乙酸-丙酸法、醋酸法等[5-6]。
不同的无机酸，参与重氮化反应的亲电试剂不同。在稀硫酸中，参与反应的是亚硝酸酰（N2O3）；盐酸中参与反应的是亚硝酰氯（NOCl）；在浓硫酸中参与反应的是亚硝基正离子（NO+），如下式所示：
在稀硫酸中：
HONOH++ONO-（3）
HONO+H+H2O+—NO（4）
