5第五章_磺化硫酸化.ppt

5.2.5 磺化方法 1、过量硫酸磺化法； 2、共沸去水磺化法； 3、三氧化硫磺化法； 4、氯磺酸磺化法； 5、芳伯胺的烘焙磺化法； 6、其他方法。 用过量硫酸磺化 又称“液相磺化”。用硫酸和发烟硫酸磺化时，为了缓解磺化反应生成的水的稀释作用的影响，要用过量很多的硫酸。所用硫酸浓度越高，用量越少；浓度越低，用量越多。 5.2.6 磺化生产工艺 5.2.6.1 用过量硫酸磺化（液相磺化） β-奈磺酸钠生产流程框图 第五章 磺化和硫酸酯化 1， 磺化设备－液相反应工艺中，磺化终了时反应液中废酸浓度较高（70％），这种浓度硫酸对钢铁的腐蚀不十分明显。 2， 投料方式－根据被磺化物性质不同和引入的磺基数目不同，加料次序也不同。在反应温度下，被磺化物仍是固态，则先将磺化剂加入反应器，随后在低温投入固体有机物，待溶解后慢慢升温反应，这样有利于反应的均匀进行。 3 生产实例——β-萘磺酸钠的生产 第五章 磺化和硫酸酯化 如果被磺化物时液态，则先加入被磺化物，然后在反应温度下逐步加入磺化剂，减少副反应的发生。如，萘的高温磺化制β萘磺酸、甲苯磺化。 4．磺化产物的分离芳磺酸大多是固体，易溶于水．有些芳磺酸在50-80％的硫酸中的溶解度较小。芳磺酸的盐类大多也是固体，没有确定的熔点，加热到高温时易于分解。芳磺酸的钾、钠、钙、镁、钡盐都溶于水，但可以盐析结晶。 在液相磺化工艺过程中，磺酸的分离与精制的主要方式有以下几种： ( 1 ）酸析法 酸析法是利用某些芳磺酸在50-80%的硫酸中溶解度很小的特性，在液相磺化后，将磺化物用水稀释，调整到适宜的硫酸浓度．产品就可以析出。 ( 2 ）直接盐析法 利用某些 芳磺酸盐在无机盐 （NaCl、KCl、NaSO4)溶液中的溶解度不同特性，使它们分离。例如，在β萘酚二磺化制取G酸时，向稀释的磺化物中先加入KCl溶液，使G酸以钾盐析出，滤出G盐后再向滤液中加入NaCl溶液，副产R 酸以钠盐析出。 ( 3 ）中和盐析法 利用芳磺酸在中和时生成的硫酸钠或其他无机盐，促使芳磺酸盐所出。这种中和盐析的方法，在芳磺酸精制与分离中也常使用。由于磺化物的盐在硫酸钠水溶液中的溶解度比在水中的溶解度小得多，比较容易析出。 这样做不仅使产品盐析出，而且还可以减少酸对设备的腐蚀。 ( 4 ）脱硫酸钙法 为了使产品与过量的硫酸得到分离，并且能尽量减少产品中的无机盐，某些磺酸特别是多磺酸，可以采用脱硫酸钙的方法分离。磺化物在稀释以后，用氢氧化钙的悬浮液进行中和，生成能溶于水的磺酸钙，过滤除去硫酸钙沉淀后，得到不含无机盐的磺酸钙溶液，经碳酸钠溶液处理后，滤除碳酸钙，经蒸发浓缩可得到磺酸钠盐的固体。 ( 5 ) 萃取分离为了减少三废的生成，提出萃取分离的新方法。 例如，将萘磺化，稀释水解后，得到的β一萘磺酸溶液用叔胺（N，N一二苄基十二胺）的甲苯溶液来萃取，叔胺与β一萘磺酸形成络合物，被萃取到甲苯层中，分出有机层后用碱中和，生成的磺酸盐转入水层再分离出有机胺萃取剂，可分离出产品。萃取剂可以回收循环使用。这种方法，废硫酸中基本不含有机物，便于处理，具有较大的发展前途。 5.2.6.2 共沸去水磺化－气相磺化 为了克服硫酸法的用酸量大、废酸多、磺化效率低的缺点，对于挥发性较高的芳烃（苯、甲苯），在较高温度下向硫酸中通入芳烃蒸汽进行磺化。反应生成的水可以与过量芳烃一起蒸出。这样可以保持磺化剂的浓度下降不至太多，硫酸的利用率提高到90％以上。 5.2.6.3 芳伯胺的烘焙磺化 烘焙磺化的反应历程：首先，芳胺与等摩尔的硫酸成盐，高温下脱水生成芳胺基磺酸，再经高温烘焙进行分子内重排，生成对位或邻位胺基芳磺酸。 第五章 磺化和硫酸酯化 用这种方法制备： 5.2.6.4 三氧化硫磺化 1 反应特征 1）不生成水，无大量废酸；2）磺化能力强、反应快；3）用量省，成本低；4）产物质量高、杂质少；5）反应设备效率高。 2 工艺类型 1）用液体三氧化硫磺化；2）用稀释的气态三氧化硫磺化；3）在溶剂中用三氧化硫磺化； 第五章 磺化和硫酸酯化 在芳香族磺化中，采用三氧化硫磺化剂进行磺化的工艺有以下几种类型。 1.用液体三氧化硫磺化 纯S03熔点1 6.8 ℃ ，沸点44.8℃ 。三氧化硫非常容易自聚，生成二聚或三聚物，它们的凝固点较高，在室温下是固体，使用不便。为了防止生成聚合体，常加入0.02％的硼配或0.1％的二苯砜，或0.2 ％的硫酸二甲脂作为稳定剂。 S03的磺化能力极强，主要用于不活泼的有机物的磺化。例如硝基苯的磺化。液体S03的制备是从发烟硫酸蒸出冷凝，成本较高。因此液体S03磺化方法的应用受到限制。 2 ．用稀释的气态三氧化硫磺化 直接