兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基t酸-硫酸-水混合液的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種化工萃取分離工藝，特別是設(shè)及一種兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基Τ 酸-硫酸-水混合液的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 硝基Τ酸，又名8-硝基1，3,6糞Ξ橫酸，英文名稱：
[0003]S-nitronaPhthalenel, 3,G-trisulfonate，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0004]
[0005] 硝基T酸分子中，含有糞環(huán)和-SO3H官能團(tuán)，具有l(wèi)ewis酸的性質(zhì)。
[0006] 硝基T酸加氨還原可制備T酸（1-糞胺-3,6,8-Ξ橫酸），T酸是制備Η酸（1-氨 基-8-糞酪-3,6-二橫酸單鋼鹽）的前體。Η酸是一種重要的糞系染料中間體，廣泛用于酸 性染料、直接染料、活性染料和偶氮染料的生產(chǎn)，如：活性艷紅Χ-3Β，活性黑ΚΝ-Β、直接耐曬 黑G、直接藍(lán)2Β、酸性品紅6Β等90余種染料，運(yùn)些染料被廣泛應(yīng)用于毛紡、皮革、棉織物的 染色。目前，由于國(guó)際上一些聯(lián)苯胺類合成的染料被禁用，許多棉、毛、麻絲纖維用染料均需 要WΗ酸合成出的染料來(lái)替代，運(yùn)大大增加了染料工業(yè)對(duì)Η酸的需求。公開(kāi)資料顯示，2013 年國(guó)內(nèi)Η酸產(chǎn)能達(dá)8. 7萬(wàn)噸/年，且逐年遞增。
[0007] 工業(yè)上采用糞為原料，經(jīng)橫化，硝化后生成硝基Τ酸，反應(yīng)歷程如下：
[0008]
[0009] 反應(yīng)過(guò)程中過(guò)量的硫酸參與，造成反應(yīng)產(chǎn)物中含有大量硫酸難W分離，產(chǎn)品含量 低，設(shè)備耗損大，且不利于下一步還原生成Τ酸。
[0010] 硝基Τ酸、硫酸混合液的傳統(tǒng)分離提純方法：一種是采用正下醇作為萃取劑，但只 對(duì)濃度在8%W下的溶液具有一定的萃取效果，且由于水與正下醇互溶度較高，造成萃取效 率低，萃取效果差；另一種則是采用Ξ辛胺為絡(luò)合劑，化0Η溶液為反萃劑，得到硝基Τ酸鹽 溶液，分離產(chǎn)物發(fā)生變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種硝基Τ酸-硫酸-水混合液分離硝基Τ酸的新的方法， W便有效地從混合液中分離出硝基τ酸，使硝基Τ酸純度達(dá)到99%w上，收率達(dá)到98%w 上。
[0012] 完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是，一種兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基T酸-硫酸-水混 合液的工藝，其特征在于，ΚΞ正下胺、苯及正下醇組成絡(luò)合萃取劑，對(duì)混合液進(jìn)行兩次錯(cuò) 流萃取，萃取相精饋分離得到硝基T酸。
[0013]所述方法的步驟是，ΚΞ正下胺，苯，正下醇組成絡(luò)合萃取劑，對(duì)硝基T酸-硫 酸-水混合液進(jìn)行第一次錯(cuò)流萃取，分層分離；采用相同的絡(luò)合萃取劑，對(duì)第一次萃取的萃 余相進(jìn)行第二次錯(cuò)流萃取，分層分離；第一次萃取相和第二次萃取相合并，經(jīng)精饋分離，得 到硝基T酸，同時(shí)回收絡(luò)合萃取劑循環(huán)使用。
[0014]所述的絡(luò)合萃取劑ΚΞ正下胺為萃取劑、苯做稀釋劑、正下醇為促溶劑，其中Ξ正 下胺：苯：正下醇的質(zhì)量比=5~7 :4~2 :1，優(yōu)選Ξ正下胺：苯：正下醇的質(zhì)量比=7:2:1。
[0015]所述的方法中，原料硝基T酸-硫酸-水混合液中，硝基T酸濃度10~15 %，硫酸 為36~42%。
[0016]所述的方法中，第一次錯(cuò)流萃取原料/溶劑體積比為1:1，第二次錯(cuò)流萃取原料/ 溶劑體積比為1:2。
[0017] 所述的方法中，精饋分離的條件為壓力為0. 〇15MPa、塔板數(shù)為35、進(jìn)料位置為第 18板、回流比為2-3。
[0018]本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵在于：選擇一種合適的萃取劑將硝基T酸從混合液萃取出來(lái)， 且沸點(diǎn)與硝基T酸相差較大。常溫下，將絡(luò)合萃取劑和混合液加入一級(jí)萃取蓋中，通過(guò)機(jī)械 攬拌使絡(luò)合萃取劑和混合液充分接觸進(jìn)行傳質(zhì)，分層后將有機(jī)相從混合液中分離出來(lái)，萃 余相進(jìn)入二級(jí)萃取蓋中，加入萃取劑后經(jīng)機(jī)械攬拌充分混合接觸，分層后將有機(jī)相從混合 液中分離出來(lái)。一級(jí)萃取有機(jī)相和二級(jí)萃取有機(jī)相經(jīng)精饋塔減壓精饋，得到高濃度的硝基 T酸，萃取劑循環(huán)使用。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)正下胺，苯，正下醇組成絡(luò)合萃取劑，采用圖1所示的錯(cuò)流萃 取工藝能有效分離硝基Τ酸-硫酸-水混合液中的硝基Τ酸，分離后硝基Τ酸純度達(dá)到99% W上，收率達(dá)到98%W上。萃取相溶劑經(jīng)精饋塔減壓精饋處理后循環(huán)使用。萃取過(guò)程均在 常溫下進(jìn)行，不僅工藝簡(jiǎn)單，而且萃取效率高，和傳統(tǒng)分離方法相比，可節(jié)約大量能耗，具有 較高的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為兩級(jí)錯(cuò)流攬拌式萃取工藝流程示意圖；其中1原料液2絡(luò)合萃取劑3 - 級(jí)萃取相4一級(jí)萃余相5絡(luò)合萃取劑6二級(jí)萃余相7二級(jí)萃取相。
[0021] 圖2為精饋塔裝置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1
[0023]-種兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基Τ酸-硫酸-水混合液的工藝，按Ξ正下胺：苯：正下 醇的質(zhì)量比=7:2:1的比例配制萃取劑，參照?qǐng)D1所示的工藝流程，對(duì)混合液進(jìn)行兩次錯(cuò)流 萃取分離。
[0024] 一級(jí)錯(cuò)流萃取工藝具體流程是：常溫常壓下，原料為硝基Τ酸濃度13. 3%，硫酸為 39 %的混合水溶液，加入一級(jí)萃取蓋中，然后加入萃取劑，原料/溶劑體積比為1 :1，機(jī)械攬 拌速度為48化Α，攬拌30min，靜置30min，分層，萃余相進(jìn)入二級(jí)萃取蓋。一級(jí)萃取后，萃余 相硝基T酸濃度1. %，萃取率90. 9 %。
[00巧]二級(jí)錯(cuò)流萃取工藝具體流程是：一級(jí)錯(cuò)流萃取的萃余相加入二級(jí)萃取蓋中，按照 原料/溶劑體積比為1:2,加入萃取劑，機(jī)械攬拌速度為48化A，攬拌30min，靜置30min，分 層。萃余水相顏色接近澄清。經(jīng)二級(jí)萃取，萃余相硝基T酸濃度0. 26wt%，萃取率78. 3%。 兩級(jí)萃取總萃取率98%。
[0026] 產(chǎn)品分離及萃取劑回收：將一級(jí)錯(cuò)流萃取和二級(jí)錯(cuò)流萃取的萃取相合并后進(jìn)入精 饋塔減壓精饋，精饋塔的操作條件為：壓力為0. 〇15MPa、塔板數(shù)為35、進(jìn)料位置為第18板、 回流比為2-3,塔頂出料為萃取劑（Ξ正下胺，苯，正下醇），塔蓋出料為硝基T酸。硝基T 酸濃度達(dá)99%W上，萃取劑循環(huán)使用。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 采用與實(shí)施例1相同的步驟和條件，兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基T酸-硫酸-水混合 液，其中按Ξ正下胺：苯：正下醇的質(zhì)量比=5 :4 :1的比例配制萃取劑。結(jié)果如下表1所示。 [002引 實(shí)施例3
[0030] 采用與實(shí)施例1相同的步驟和條件，兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基T酸-硫酸-水混合 液，其中按Ξ正下胺：苯：正下醇的質(zhì)量比=6 :3 :1的比例配制萃取劑。結(jié)果如下表1所示。
[0031] 表1不同配比的絡(luò)合萃取劑一級(jí)錯(cuò)流萃取分離結(jié)果（原料/溶劑比為1:1)
[0032]
[0033] 對(duì)比例
[0034] W正下醇和Ξ辛胺作為萃取劑，采用與實(shí)施例1相同的步驟和條件，兩級(jí)錯(cuò)流萃 取分離硝基T酸-硫酸-水混合液，萃取結(jié)果如下表2 :
[003引表2不同萃取劑，相同萃取條件下的萃取結(jié)果
[0036]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基T酸-硫酸-水混合液的工藝，其特征在于，以三正丁 胺，苯，正丁醇組成絡(luò)合萃取劑，對(duì)混合液進(jìn)行兩次錯(cuò)流萃取，萃取相精餾分離得到硝基Τ 酸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基Τ酸-硫酸-水混合液的工藝，其特征 在于，所述方法的步驟是：以三正丁胺，苯，正丁醇組成絡(luò)合萃取劑，對(duì)硝基Τ酸-硫酸-水 混合液進(jìn)行第一次錯(cuò)流萃取，分層分離；采用相同的絡(luò)合萃取劑，對(duì)第一次萃取的萃余相進(jìn) 行第二次錯(cuò)流萃取，分層分離；第一次萃取相和第二次萃取相合并，經(jīng)精餾分離，得到硝基 Τ酸，同時(shí)回收絡(luò)合萃取劑循環(huán)使用。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基Τ酸-硫酸-水混合液的工藝， 其特征在于：所述的絡(luò)合萃取劑組分質(zhì)量配比：三正丁胺：苯：正丁醇=5~7 :4~2 :1。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基Τ酸-硫酸-水混合液的工藝，其特 征在于：所述的絡(luò)合萃取劑組分質(zhì)量配比：三正丁胺：苯：正丁醇=7:2:1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基Τ酸-硫酸-水混合液的工藝， 其特征在于：所述的原料硝基Τ酸-硫酸-水混合液中，硝基Τ酸濃度10~15 %，硫酸為 36 ~42%。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基Τ酸-硫酸-水混合液的工藝，其特 征在于：所述的方法中，第一次錯(cuò)流萃取原料/溶劑體積比為1:1。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基Τ酸-硫酸-水混合液的工藝，其特 征在于：所述的方法中，第二次錯(cuò)流萃取原料/溶劑體積比為1: 2。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基Τ酸-硫酸-水混合液的工藝，其特 征在于：所述的精餾分離的條件為壓力為0. 〇15MPa、塔板數(shù)為35、進(jìn)料位置為第18板、回流 比為2-3。
【專利摘要】一種兩級(jí)錯(cuò)流萃取分離硝基T酸、硫酸和水的工藝，步驟是：采用絡(luò)合萃取技術(shù)，絡(luò)合萃取劑組成為三正丁胺為萃取劑，苯做稀釋劑，正丁醇為促溶劑，對(duì)混合液進(jìn)行兩級(jí)錯(cuò)流萃取，分層分離后，萃取相精餾處理，萃取劑循環(huán)使用，同時(shí)得到硝基T酸。優(yōu)化方案中絡(luò)合萃取劑配比為：三正丁胺：苯：正丁醇的質(zhì)量比＝7:2:1，一次萃取原料/溶劑體積比為1:1，二次萃取原料/溶劑體積比為1:2。本發(fā)明的萃取分離工藝，最終萃取率達(dá)98％以上。萃取相溶劑經(jīng)精餾塔處理后循環(huán)使用。萃取過(guò)程在常溫下進(jìn)行，萃取效率高，效果好，具有高效性，能產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【IPC分類】C07C309/40, C07C303/44
【公開(kāi)號(hào)】CN105348153
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510753552
【發(fā)明人】顧正桂, 侯玉
【申請(qǐng)人】南京師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日