[发明专利]一种对硝基甲苯邻磺酸的连续合成方法

说明书

一种对硝基甲苯邻磺酸的连续合成方法是将对硝基甲苯熔融、或溶于有机溶剂或溶于无机溶剂中，与三氧化硫混合气体同时通入膜式磺化反应器中进行磺化反应，对含无机溶剂的液体反应产物经过滤除去溶剂后进入老化罐，对于不含溶剂或含有机溶剂的液体反应产物则直接进入老化罐，搅拌老化。老化结束加入去离子水水解，不含有机溶剂的水解产物即为对硝基甲苯邻磺酸；含有机溶剂的水解产物通过加去离子水萃取，溶于水相中得到对硝基甲苯邻磺酸。本发明优点在于生产成本低、无废酸产生、安全性能高、可连续生产。

技术领域

本发明涉及一种对硝基甲苯邻磺酸的连续合成方法。

背景技术

对硝基甲苯邻磺酸又名4-硝基甲苯-2-磺酸，简称NTS酸，CAS登录号为121-03-9。作为一种非常重要的染料中间体，其主要用途有：1）经过氧化得到4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸（DNS酸），再还原得到4,4’-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸（DSD酸），或者4-氨基-4’-硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸（ANSD酸）；2）作为原料合成一系列的单三唑二苯乙烯类型的荧光增白剂。

目前国内外对硝基甲苯邻磺酸的合成工艺路线为以对硝基甲苯为原料，经过发烟硫酸、氯磺酸或者三氧化硫等磺化剂磺化得到。如专利CN 1762992A公开了一种以20%发烟硫酸作为磺化剂，加入熔融对硝基甲苯中进行磺化反应，然后将反应产物结晶过滤，以收集到的硫酸滤液和熔融态对硝基甲苯混合，再以50-65%的发烟硫酸为磺化剂进行反应，如此循环套用硫酸滤液。该发明相比现行的工业生产方法，具有不产生大量55-60%浓度的废硫酸，且产生的硫酸可循环套用等优点。但是并未考虑随着反应的进行，每消耗一分子SO₃会产生一分子水，体系中的硫酸会逐步被稀释，导致废硫酸不断产生，在固定产量的工业生产中，累积的废硫酸仍然会成为企业的负担。其次生产所用的50-65%发烟硫酸属极度不稳定的强腐蚀性国家管制危险化学品，在寒冷条件下通常为固体，难以贮存，运输成本高。另外该生产在反应釜中进行，使用发烟硫酸的反应需要不间断的搅拌，既消耗大量能量，又浪费大量时间，而且每釜反应结束后需要放料，不能连续生产。因此无论考虑经济成本还是环保压力，使用现行的硫酸磺化和发烟硫酸磺化，都已不能适应大规模的生产要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产成本低、无废酸产生、安全性能高、可连续生产的对硝基甲苯邻磺酸的连续合成方法。

本发明是以气体三氧化硫作为磺化剂，在膜式反应器中将对硝基甲苯磺化，气液分离后,再经过后处理得到不含废硫酸的对硝基甲苯邻磺酸。

本发明的一种对硝基甲苯邻磺酸的连续合成方法，其特征包括以下步骤：

（1）将对硝基甲苯熔融、或溶于有机溶剂或溶于无机溶剂中，与温度为45-90℃、三氧化硫体积浓度为3-30%的混合气体同时通入2-8m长的膜式磺化反应器中，其中对硝基甲苯与三氧化硫的摩尔比为1.0：0.9-1.3，在60-110℃下进行磺化反应，之后进行气液分离，气体经过除雾器后排空；

（2）对于含无机溶剂的液体反应产物经过滤除去溶剂后进入老化罐，对于不含溶剂或含有机溶剂的液体反应产物则直接进入老化罐，在75-140℃下搅拌老化10-90min；

（3）老化结束后转入水解罐，加入去离子水在60-140℃下搅拌水解10-90min，不含有机溶剂的水解产物即为对硝基甲苯邻磺酸；

（4）含有机溶剂的水解产物通过加去离子水萃取，溶于水相中得到对硝基甲苯邻磺酸水溶液产品；

（5）过滤分离出的无机溶剂或萃取分离出的有机溶剂用于循环使用。

上述方法中，所述用于溶解对硝基甲苯的有机溶剂为氯仿、二氯乙烷、二氧六环、邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯、己烷、庚烷、辛烷中的一种；所述溶解对硝基甲苯的无机溶剂为浓硫酸或二氯亚砜。

上述方法中，所述对硝基甲苯与有机溶剂或无机溶剂的摩尔比为1：0.5-5。