本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種工業(yè)化水相連續(xù)加氫合成1-氨基蒽醌的方法。以1-硝基蒽醌和氫氣為原料，其特征是包括以下步驟：以水為反應(yīng)溶劑，在第一個(gè)還原釜中加入水和催化劑，分別加入1-硝基蒽醌堿溶液和氫氣，進(jìn)行還原反應(yīng)；還原釜中的反應(yīng)液達(dá)到出液口時(shí)，經(jīng)出液口連續(xù)依次流出至與上述還原釜串聯(lián)的第二級(jí)和第三級(jí)還原釜中，反應(yīng)液經(jīng)第三級(jí)還原釜的出液口液口流出至沉降過濾設(shè)備中進(jìn)行催化劑分離，濾液進(jìn)入氧化釜中；氧化完畢，濾餅即為1-氨基蒽醌。本方法能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)加氫反應(yīng)，所得產(chǎn)品質(zhì)量提高，收率增高，成本降低，生產(chǎn)穩(wěn)定，適合工業(yè)化大生產(chǎn)，本方法采用環(huán)境友好的水為反應(yīng)介質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)催化劑和溶劑的循環(huán)利用，無三廢排出，減輕了環(huán)境壓力。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種1-氨基蒽醌的制備方法，具體涉及一種工業(yè)化水相連續(xù)加氫合 成1-氨基蒽醌的方法，屬有機(jī)合成化學(xué)的
。
技術(shù)介紹
蒽醌系染料，是僅次于偶氮系染料的第二大類染料，它們具有兩大主要優(yōu)點(diǎn)：一是 耐曬牢度優(yōu)良，二是能產(chǎn)生鮮艷的顏色，在橙紅、紫、藍(lán)、綠，特別是藍(lán)色等深色染料中，蒽醌 染料占有無可取代的重要地位。1-氨基蒽醌在國際和國內(nèi)市場都比較緊俏，近年來，由于 三廢等原因，北美及歐洲等地對蒽醌系中間體、蒽醌系還原及分散染料已減產(chǎn)或停產(chǎn)，轉(zhuǎn) 而向發(fā)展中國家求購高品質(zhì)蒽醌系中間體，高品質(zhì)產(chǎn)品的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足出口的需要。 故改進(jìn)工藝、提高質(zhì)量、降低成本、減少污染是1-氨基蒽醌生產(chǎn)所要面臨的重大課題。 國內(nèi)普遍采用硫化堿還原法。一般用10% -20%的Na2S溶液在95-100°C將1-硝 基蒽醌還原成1-氨基蒽醌。用該法合成的1-氨基蒽醌雜質(zhì)含量較高，需要復(fù)雜的純化工 序，其主要的精制方法有保險(xiǎn)粉法、升華法、精餾法及硫酸法。此工藝流程長、三廢多，對環(huán) 境污染大。 中國專利（201010596904. 7)公開了一種催化加氫制備高純度1-氨基蒽醌的方 法，該方法以1-硝基蒽醌為原料，N，N-二甲基甲酰胺（DMF)或二甲苯等為溶劑，加入催化劑 進(jìn)行加氫還原反應(yīng)，濾除催化劑后，還原液于氧化劑中攪拌或靜置，利用還原液中少量過加 氫產(chǎn)物的氧化產(chǎn)生1-氨基蒽醌以促使溶液過飽和來實(shí)現(xiàn)均相結(jié)晶，從而獲得高純度1-氨 基蒽醌。其中，所用的活性炭催化劑組成是：？(1、附、(30、(311、1?11、？〖中的一種或幾種的摻雜， 包括其非負(fù)載形態(tài)、負(fù)載形態(tài)及非晶態(tài)形式，優(yōu)選骨架鎳或Pd/C催化劑。雖然在說明書中 記載了產(chǎn)品純度高達(dá)99%，收率高達(dá)98%以上，但是并沒有公開該技術(shù)方案的詳細(xì)實(shí)質(zhì)性 內(nèi)容，而記載的方法僅留在小試階段，并無工業(yè)化大生產(chǎn)的數(shù)據(jù)描述。此外，本方法還存在 以下不足：（1)采用間歇生產(chǎn)工藝，操作工序繁瑣，操作人員必須時(shí)刻在現(xiàn)場，存在人為安 全隱患，而且間歇式生產(chǎn)每次都需置換，置換需消耗一定的氮?dú)夂蜌錃猓也糠秩軇?huì)帶 入空氣中，產(chǎn)生污染；（2)采用有機(jī)溶劑N，N-二甲基甲酞胺（DMF)或二甲苯等，對空氣或地 表水等存在一定的污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供。 實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的的技術(shù)解決方案為： -種工業(yè)化連續(xù)加氫合成1-氨基蒽醌的方法，以1-硝基蒽醌和氫氣為原料，以水 為反應(yīng)溶劑，在催化劑、助劑作用下連續(xù)通過一個(gè)以上還原釜經(jīng)充分還原后再經(jīng)沉降裝置 分離催化劑，最后在氧化釜中與空氣接觸氧化后制備得到1-氨基蒽醌；所述還原釜、沉降 裝置、氧化釜為串聯(lián)連接；所述催化劑為活性炭負(fù)載貴金屬催化劑；所述助劑為堿液。 所述活性炭負(fù)載貴金屬催化劑中貴金屬為鈀、鉬、釕、銠中的一種或多種，金屬負(fù) 載量為0. 5-3wt%。 所述催化劑的加入量為1-硝基蒽醌的l-5wt% ;1-硝基蒽醌和堿液的質(zhì)量比為 1:10-15 ； 所述氫氣的通入量保持還原荃中壓力為0. 6-0. 8Mpa ;還原荃中反應(yīng)溫度為 45-95。。。 所述堿液為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液中的一種或多種。 所述還原釜個(gè)數(shù)為2-5個(gè)且各還原釜之間串聯(lián)連接，優(yōu)選3個(gè)。 上述還原釜中的反應(yīng)液達(dá)到出液口時(shí)，經(jīng)出液口流出至與上述還原釜串聯(lián)的第二 個(gè)還原釜中，反應(yīng)液中未反應(yīng)完全的原料在第二個(gè)還原釜中繼續(xù)反應(yīng)；反應(yīng)液達(dá)到第二個(gè) 還原釜的出液口時(shí)，經(jīng)出液口流出至與第二個(gè)還原釜串聯(lián)的第三個(gè)還原釜中，反應(yīng)液中未 反應(yīng)完全的原料在第三個(gè)還原釜中繼續(xù)攪拌下反應(yīng)；反應(yīng)液達(dá)到第三個(gè)還原釜的出液口 時(shí)，經(jīng)出液口流出至沉降裝置中進(jìn)行催化劑分離，反應(yīng)至終點(diǎn)后物料經(jīng)分離進(jìn)入氧化釜，在 在氧化釜中與空氣接觸氧化后制備得到1-氨基蒽醌。 在第一個(gè)還原釜中，原料轉(zhuǎn)化率達(dá)到95 %以上，在第二個(gè)還原釜中，原料的轉(zhuǎn)化率 達(dá)到99 %以上，在第三個(gè)還原釜中，原料的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%。 所用的三個(gè)還原釜均為提供反應(yīng)的環(huán)境，三釜中溫度、壓力相同，原料中催化劑的 含量也保持相同，如果在反應(yīng)過程中發(fā)現(xiàn)第二個(gè)還原釜或第三個(gè)還原釜中轉(zhuǎn)化率未滿足要 求時(shí)，除調(diào)節(jié)原料流速外，也要考慮是否催化劑加入未滿足要求的問題，若催化劑加入量 少，則可單獨(dú)在第二或第三還原釜中加入催化劑。 本專利技術(shù)改進(jìn)了原先的單釜反應(yīng)工藝，將單釜反應(yīng)修改成了三級(jí)或多級(jí)釜式反應(yīng)， 延長了原料的反應(yīng)時(shí)間，增加了原料轉(zhuǎn)化率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，所得濾液及催化劑可循環(huán)套 用，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工藝的連續(xù)化生產(chǎn)，不必像單釜反應(yīng)那樣需要不斷的出料、加料操作，即節(jié) 約了人力物力，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 除上述對反應(yīng)裝置的改進(jìn)外，本專利技術(shù)最主要的還是對工藝的改進(jìn)，采用水-金屬/ 活性炭催化劑體系，雖然負(fù)載金屬比傳統(tǒng)的鎳催化劑貴，但經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)催化劑在反 應(yīng)中可循環(huán)套用，套用次數(shù)可達(dá)數(shù)十次以上，本專利技術(shù)中催化劑套用后，新加入的催化劑僅為 原先量的1/10左右，大大降低，這樣從整體上催化劑的使用量遠(yuǎn)小于單次使用量，成本降 低，與傳統(tǒng)催化劑價(jià)格相當(dāng)，克服了貴金屬作為催化劑成本高的技術(shù)難題，且所用的溶劑為 水，來源廣泛，也可循環(huán)套用，不會(huì)污染環(huán)境，是環(huán)境友好型溶劑。 除上述對溶劑和催化劑的改進(jìn)外，本專利技術(shù)工藝的反應(yīng)條件也相對溫和，反應(yīng)溫度 和反應(yīng)壓力相對較低。經(jīng)過長期的摸索和實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)第一級(jí)還原釜中的1-硝基蒽醌轉(zhuǎn)化率 在95 %以上，第二級(jí)還原釜中的轉(zhuǎn)化率在98 %以上，這樣可實(shí)現(xiàn)第三級(jí)還原釜中轉(zhuǎn)化率達(dá) 99%，未轉(zhuǎn)化的1-硝基蒽醌經(jīng)過濾后返回套用，同時(shí)最后制得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，整個(gè)工藝 可連續(xù)化生產(chǎn)。基于此，在實(shí)際操作過程中，需要根據(jù)上述各釜轉(zhuǎn)化率、所用釜的體積、產(chǎn)量 等因素來確定釜的出液口位置及1-硝基蒽醌和堿水的漿液的流入速度，以確保反應(yīng)液從 各釜流出時(shí)滿足轉(zhuǎn)化率要求。 本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是： 1、本專利技術(shù)提供了一種溫度和壓力相對較低，且轉(zhuǎn)化率相對較高，可實(shí)現(xiàn)催化劑連 續(xù)套用的方法，可大幅度地降低成本，提高產(chǎn)量，安全性高，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，且無 三廢污染，屬于環(huán)境友好工藝。采用水作為溶劑，來源廣泛，成本低，又不會(huì)產(chǎn)生污染，有顯 著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。所用的水和催化劑均可循環(huán)利用，大大降低了生產(chǎn)成本，并且無 三廢污染。 2、本專利技術(shù)采用三個(gè)依次連接的還原釜來完成還原反應(yīng)，原料接觸時(shí)間長，轉(zhuǎn)化率 高。反應(yīng)中采用水作為溶劑，采用與之配套的貴金屬/炭作為催化劑，原料轉(zhuǎn)化率可達(dá) 100 %，所得產(chǎn)品質(zhì)量好，色譜純度98. 5 %以上，收率可達(dá)97 %以上。 3、間歇式生產(chǎn)方式需要在一次反應(yīng)完成后停止反應(yīng)將物料倒出進(jìn)行后處理，這樣 就需要操作人員必須在現(xiàn)場，且再次反應(yīng)時(shí)需將釜內(nèi)空氣進(jìn)行排空置換，如此不停的重復(fù) 排氣、倒料過程不僅浪費(fèi)時(shí)間，還增加人員成本，導(dǎo)致操作工序繁瑣，不利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大 生產(chǎn)。本專利技術(shù)經(jīng)過大量的實(shí)際試驗(yàn)，得出了一套能夠進(jìn)行連續(xù)加氫合成1-氨基蒽醌的方 法，該方法同時(shí)對工藝的溶劑及工藝參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，采用水-金屬/炭催化劑體系，效果 好，在大生產(chǎn)中可將水和催化劑持續(xù)套用，解決了工業(yè)化大生產(chǎn)中催化劑的循環(huán)利用本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種工業(yè)化連續(xù)加氫合成1?氨基蒽醌的方法，其特征是：以1?硝基蒽醌和氫氣為原料，以水為反應(yīng)溶劑，在催化劑、助劑作用下連續(xù)通過一個(gè)以上還原釜經(jīng)充分還原后再經(jīng)沉降裝置分離催化劑，最后在氧化釜中與空氣接觸氧化后制備得到1?氨基蒽醌；所述還原釜、沉降裝置、氧化釜為串聯(lián)連接；所述催化劑為活性炭負(fù)載貴金屬催化劑；所述助劑為堿液。
【技術(shù)特征摘要】
1. 一種工業(yè)化連續(xù)加氫合成1-氨基蒽醌的方法，其特征是：以1-硝基蒽醌和氫氣為 原料，以水為反應(yīng)溶劑，在催化劑、助劑作用下連續(xù)通過一個(gè)以上還原釜經(jīng)充分還原后再經(jīng) 沉降裝置分離催化劑，最后在氧化釜中與空氣接觸氧化后制備得到1-氨基蒽醌；所述還原 釜、沉降裝置、氧化釜為串聯(lián)連接；所述催化劑為活性炭負(fù)載貴金屬催化劑；所述助劑為堿 液。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)化連續(xù)加氫合成1-氨基蒽醌的方法，其特征是：所 述活性炭負(fù)載貴金屬催化劑中貴金屬為鈀、鉬、釕、銠中的一種或多種，金屬負(fù)載量為 0· 5_3wt % 〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)化連續(xù)加氫合成1-氨基蒽醌的方法，其特征是：所述催 化劑的加入量為1-硝基蒽醌的l_5wt% ;1_硝基蒽醌和堿液的質(zhì)量比為1:10-15。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)化連續(xù)加氫合成1-氨基蒽醌的方法，其特征是：氫氣的 通入量保持還原釜中壓...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫建祝，鄭冬松，李少文，張龍，
申請(專利權(quán))人：江蘇亞邦染料股份有限公司連云港分公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
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