蒽醌染料生產(chǎn)工藝
蒽醌染料生產(chǎn)工藝
蒽醌染料以其色澤鮮艷、固色率高、染色牢度好等特點(diǎn)，已經(jīng)成為目前比較重要的一種染料。然而，蒽醌類染料大多數(shù)是芳香族化合物，有穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜又難降解，存在潛在毒性。1835年，首次用硝酸氧化蒽制備蒽醌。蒽醌衍生物是有色的，廣泛存在于自然界中。天然產(chǎn)物中的蒽醌類化合物大多含有羥基，羥基常以游離態(tài)或與糖結(jié)合形成糖苷的狀態(tài)存在。理論上，蒽醌可能有10種異構(gòu)體，目前只制備了1，2-蒽酯、1，4-蒽醌和9，10-蒽醌，通常稱為9，10-蒽醌。第一次世界大戰(zhàn)前，蒽醌的產(chǎn)量很少，只有用重鉻酸鈉將蒽醌氧化成蒽醌一種生產(chǎn)方法。蒽的氣相催化氧化是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來的。目前美國(guó)普遍采用萘醌法，近年來中國(guó)也開始發(fā)展萘醌法和苯乙烯法。蒽醌染料常見的生產(chǎn)工藝有四種：蒽氣相催化氧化法、苯酐法、萘醌法、苯乙烯法，下面上海精顏化工為您簡(jiǎn)單介紹一下。
一、蒽氣相催化氧化法
蒽氧化法是以精制蒽為原料，空氣為氧化劑，五氧化二釩為催化劑進(jìn)行氣相催化氧化。有兩種類型的反應(yīng)器，固定床和硫化物床上。國(guó)內(nèi)蒽醌裝置多采用固定床反應(yīng)器，采用含量大于90%的精制蒽。熔融后用300°C左右的熱風(fēng)以1560立方米/h的流量將汽化后的精蒽取出。在熱風(fēng)管中混合后，經(jīng)過固定床催化氧化管式反應(yīng)器，總收率達(dá)80%-85%。原料消耗定額：精蒽(90%)1260kg/t。用于氧化蒽醌的精制蒽來自煤焦油蒸餾，不含無機(jī)離子。氧化蒽醌生產(chǎn)過程主要采用蒸餾和氣相催化氧化，不產(chǎn)生廢水、廢氣，不產(chǎn)生大氣離子、硫酸根離子和鐵離子。因此，氧化蒽醌作為高檔染料具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)是原料精制蒽受煤焦油產(chǎn)品的制約。
二、苯酐法
用苯酐、苯為原料，以三氯化鋁為催化劑，進(jìn)行付克反應(yīng)，然后再使用濃硫酸脫水，最后得到蒽醌。苯酐法又可以分為溶劑法、球磨法和氣相收縮法。我國(guó)多采用溶劑法，即使用用過量的苯作溶劑，這種方法原料易得，可從石油入手。具有反應(yīng)溫度低、設(shè)備簡(jiǎn)單、副反應(yīng)少等優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)是污染嚴(yán)重，三氯化鋁廢酸水處理困難，并且生產(chǎn)成本高。采用苯酐法合成蒽醌原料消耗定額：苯酐768kg/t、純苯700kg/t、硫酸（98%）1364kg/t、三氯化鋁1554kg/t、發(fā)煙硫酸1000kg/t。
三、萘醌法
以氯化亞銅為催化劑，萘醌和丁二烯脫氫得到蒽醌。由于石化工業(yè)的快速發(fā)展，提供了大量的原料丁二烯和萘醌，該方法具有消耗低、三廢少等優(yōu)點(diǎn)，在日本和美國(guó)已有相當(dāng)規(guī)模，前景看好，日本川崎公司采用這種方法生產(chǎn)。我國(guó)科研部門做了大量研究，小型化、中國(guó)式雖然取得了成功，但并沒有產(chǎn)業(yè)化。這種方法的缺點(diǎn)是萘醌和丁二烯的價(jià)格比較高，目前由于對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究不足，催化劑性能較差，床溫?zé)龤КF(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，操作彈性較小。
四、苯乙烯法
在苯乙烯法中，苯乙烯先二聚，再氧化成鄰苯甲酸，再環(huán)合成醌。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是原料易得，又避免了苯酐法鋁鹽廢水造成的污染，色彩成本低。但對(duì)反應(yīng)時(shí)的環(huán)境要求高、工藝復(fù)雜、設(shè)備要求高，是德國(guó)巴斯夫研究的新成果，但目前尚未擴(kuò)大到工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。此外，日本三井化學(xué)公司獲得了甲苯制取蒽醌的專利，由于其工藝簡(jiǎn)單，原料便宜，引起了人們的關(guān)注。
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