专利名称：铁粉还原dns钠盐制备dsd酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的方法，属于由DNS钠盐制备DSD酸的技术。
背景技术：
4，4’-二氨基二苯乙烯-2，2’-二磺酸(DSD酸)是制备二苯乙烯型荧光增白剂、茋氏直接染料以及活性染料的重要中间体。2002年国内外以DSD酸为原料合成的荧光增白剂占全部荧光增白剂总产量的60％以上。由DSD酸制造的多种活性染料与直接染料由于无毒性，在人体内无积累而受到广泛重视。
目前DSD酸的主要工业生产工艺是Bechamp还原法，即在铁和亚铁盐存在下从其芳香硝基化合物4，4’-二硝基二苯乙烯-2，2’-二磺酸(DNS)钠盐直接还原得到。氯化铵、醋酸和盐酸是目前应用于铁粉还原过程的几种常用添加剂，主要起预腐蚀铁粉表面、加速反应速率以及控制pH值等作用。然而，氯化铵用量较大，目前每生产1吨DSD酸，约消耗氯化铵80kg，不仅成本高，而且增加了后续废水处理的难度；盐酸对设备的腐蚀性较强，限制了其在工业生产中的应用；醋酸价格相对较高，因而成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的方法。该方法所生产的DSD酸的纯度及转化率较高。相对而言，环境以及经济效益显著。
本发明是通过下述技术方案加以实现的一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的方法，其特征包括以下过程向第一个反应器中加入按铁粉与水的质量比为1.5-1.8∶1的混合溶液，在强烈搅拌下，向反应器内按每升水加入0.05-0.06摩尔的醋酸钠、甲酸或甲酸钠以及0.047-0.048摩尔的浓硫酸，搅拌和加热至95-100℃并使反应器中混合液回流1-1.5小时。铁粉预腐蚀后，在95-100℃，向反应器中投加上述混合液总体积4.5-5倍的质量浓度为15-20％的DNS钠盐溶液。并通过控制投料速率严格控制反应体系pH值在5.1-5.6。继续在95-100℃保温1-1.5小时后，将反应液全部导出。导出后的反应液加入NaOH溶液调整pH值至9-11，然后过滤除去铁泥，所得滤液加入硫酸溶液调整pH值至1-2，过滤得到DSD酸。
本发明的优点在于，由于采用相对醋酸价格更为低廉的醋酸钠、甲酸以及甲酸钠作为添加剂，并且该方法所生产的DSD酸的纯度，转化率以及反应时间均与氯化铵、醋酸做添加剂时基本一致，故该方法的经济效益和环境效益显著。
具体实施例方式
实例一向底部装有搅拌装置的1升3口圆底玻璃烧瓶中加入180克质量含量为84％的DNS钠盐、750ml水，开启搅拌，加热保持一定的温度(80℃左右)以确保DNS钠盐溶解。
在装有涡轮搅拌、温度计、冷凝回流装置、加料口、pH计和加热装置的2升不锈钢还原反应釜中加入200ml水以及350g铁粉，在强烈搅拌下先后加入0.95克98％浓硫酸以及0.01mol的醋酸钠。加热至95-100℃并保持1小时，此时pH值逐渐上升至5-6。当pH值在半小时内无明显变化后，向反应釜投加上述制得的750mlDNS钠盐溶液并通过投料速度控制pH值为5.1-5.6。加料时间约为1.5-2.5小时，加料完毕后继续搅拌并在95-100℃保温1小时。反应完毕停止搅拌并分出上层反应液，同时用清水洗涤铁泥中残存的反应物并合并于上层反应液。在得到的滤液中加入NaOH溶液(质量浓度为30％)调整pH至9.5-10，过滤以除去未反应的铁粉以及铁泥(主要为Fe3O4)。向所得滤液加入98％浓硫酸调整pH值为1-2，用布氏漏斗过滤，得到质量含量为48.7％的DSD酸膏状物261g，相当于理论量的97.8％。经高压液相色谱分析，DSD酸的纯度为98.1％。
实例二以0.01mol的甲酸代替0.01mol的醋酸钠，其余操作同实例一，得到质量含量为48.9％的DSD酸膏状物260g，相当于理论量的97.8％。经高压液相色谱分析，DSD酸的纯度为97.9％。
实例三以0.01mol的甲酸钠代替0.01mol的醋酸钠，其余操作同实例一，得到质量含量为47.2％的DSD酸膏状物267g，相当于理论量的97.1％。经高压液相色谱分析，DSD酸的纯度为98.0％。
实例四向装有搅拌装置的10m3不锈钢立式容器中加入1800千克质量含量为84％的DNS钠盐、7.5m3水，开启搅拌，加热保持一定的温度(80℃左右)以确保DNS钠盐溶解。
在装有涡轮搅拌、温度计、加料口、pH计和直接蒸汽加热装置的20m3不锈钢还原反应釜中加入2m3水，在强烈搅拌下依次加入3500千克铁粉、10千克硫酸(93％)以及100mol的醋酸钠。投料时间为3-4小时。所得结果见下表。
实例五以100mol的甲酸代替100mol的醋酸钠，其余操作同实例四。所得结果见下表。
实例六以100mol的甲酸钠代替100mol的醋酸钠，其余操作同实例四。所得结果见下表。
权利要求
1.一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的方法，其特征包括以下过程向第一个反应器中加入按铁粉与水的质量比为1.5-1.8∶1的混合溶液，并按每升水加入0.05-0.06摩尔的醋酸钠、甲酸或甲酸钠以及0.047-0.048摩尔的浓硫酸，搅拌和加热至95-100℃并使反应器中混合液回流1-1.5小时；铁粉预腐蚀后，在95-100℃，向反应器中投加上述混合液体积的4.5-5倍的质量浓度为15-20％的DNS钠盐溶液，并通过控制投料速率严格控制反应体系pH值在5.1-5.6，继续在95-100℃保温1-1.5小时后，将反应液全部导出，导出后的反应液加入NaOH溶液调整pH值至9-11，然后过滤除去铁泥，所得滤液加入硫酸溶液调整pH值至1-2，过滤得到DSD酸。
全文摘要
本发明公开了一种铁粉还原DNS钠盐制备DSD酸的方法，属于由DNS钠盐制备DSD酸的技术。该方法过程包括，在强烈搅拌下，向装有铁粉与水的反应器中加入醋酸钠、甲酸或甲酸钠以及浓硫酸作为添加剂。铁粉预腐蚀后，在95－100℃以及强烈搅拌条件下投加DNS钠盐溶液。控制pH值在5.1－5.6。在95－100℃保温后，将反应液全部导出并向其中加入NaOH溶液调整pH值至9－11，向过滤后所得滤液加入硫酸溶液调整pH值至1－2，再次过滤得到DSD酸。本发明的优点在于，采用相对醋酸价格更为低廉的醋酸钠、甲酸以及甲酸钠作为添加剂，所生产的DSD酸的纯度，转化率较高，并且反应时间较短，经济效益以及环境效益显著。
文档编号C07C309/46GK1785970SQ200510122440
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者张凤宝, 范晓彬, 张国亮 申请人:天津大学