[发明专利]一种提高磺化反应效率的方法及分散剂MF的生产方法

说明书

本发明公开了一种提高磺化反应效率的方法，通过脱除磺化反应过程中产生的水促进磺化，其特征在于：磺化反应过程中，保持常压或真空，向反应体系中通入气体，随着气体的流出，反应体系中的水被带出。本发明还公开了种分散剂MF的生产方法，采用上述磺化方法，通过缩合、中和反应获得分散剂MF产品。整个工艺不产生难处理的固废，得到的产品硫酸钠含量低于5％，耐热150℃，符合一级品标准。

技术领域

本发明涉及一种能够提高磺化反应效率的方法，以及常用分散剂MF的生产工艺。

背景技术

磺化反应是苯分子等芳香烃化合物里的氢原子被硫酸分子里的磺酸基(—SO₃H)所取代的反应。硫酸和发烟硫酸进行的磺化反应称为液相磺化。硫酸在反应体系中起磺化剂、溶剂、脱水剂的作用。磺化反应是典型的亲电取代反应，以硫酸为磺化剂的反应过程一般认为如下：

这是平衡反应，SO₃H⁺对芳环进行进攻。体系中水越少，SO₃H⁺浓度越高，反应越易朝正方向进行。浓硫酸作为磺化剂时，每引入一个磺酸基同时生成一分子的水，如果反应生成的水不能及时除去，硫酸浓度将随着磺化反应进程逐渐降低，同时也引起反应速率急剧下降，当硫酸浓度下降到一定程度后，磺化反应便自行终止，因此硫酸用量往往是过量的。这些过量硫酸的处理将会增加生产成本和环保费用。

MF为一种棕色、易溶于水的阴离子表面活性剂，主要以芳香烃化合物或杂环化合物经磺化得到芳香烃磺酸化合物，再与甲醛缩合而制得。该分散剂具有良好的扩散性和热稳定性，而且无渗透和起泡性，MF主要用于分散染料和还原染料的分散剂和填充剂，同时MF还可以用于混凝土做强减水剂，在制革工业用作助鞣剂。

当前国内生产MF工艺主要有3种，一种主要为甲基萘(洗油)为主要原料，溶度为98％‐104.5％的浓硫酸为磺化剂合成萘磺酸化合物，合成的萘磺酸化合物和甲醛缩合，然后用液碱和氢氧化钙中和，过滤得到产品。该方法工艺简单，但是在磺化过程中为保证磺化进行彻底要用高配比的浓硫酸来操作，为保证产品中硫酸钠含量不超标，因此多余的浓硫酸要用氢氧化钙进行中和，过滤，得到大量的固渣难处理且污染环境。第二种方法主要是在磺化过程中加入共沸剂如己烷、戊烷等把磺化过程生成的水带走以保证磺化过程的酸度，使磺化彻底进行(92105199.9，一种甲基萘磺酸甲醛缩合物的生产方法，李宗石、崔家贤)。但是该工艺用到的共沸剂都是一些低闪点的溶剂，易产生爆炸危险，而且用到的助剂容易损失较大同时还有部分助剂残留在产品中，用于衣物染料有致癌的风险。第三种方法为真空状态下进行磺化反应，反应生成的水通过真空带出体系，保证磺化过程进行彻底，该方法在生产过程中因为真空度不够，难以把生成的水完全带出，影响产品硫酸钠指标，为保证高真空，一般的真空泵很难达到要求，需要使用一些油泵来保证真空度，投资成本高，而且易损耗。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明首先提供了一种提高磺化反应效率的方法，该方法通过及时脱除磺化反应过程中产生的水，促进磺化反应朝正向进行，进而提高磺化反应的效率。

一种提高磺化反应效率的方法，通过脱除磺化反应过程中产生的水促进磺化，其特征在于：磺化反应过程中，保持常压或真空，向反应体系中通入气体，随着气体的流出，反应体系中的水被带出。

进一步地，所述的气体为常温或加热后的气体，对于1000kg磺化原料，通入气体的流量控制在1‐10m³/h，优选为5‐8m³/h，通气反应时间为2‐10h，优选为3‐4h。

所述的气体为氮气或者空气，真空度控制在76‐304mmHg。

磺化反应过程中采用的磺化剂为高浓度硫酸，硫酸质量浓度为96％‐105％。