蒽醌染料生产工艺

蒽醌染料生产工艺

 

蒽醌染料以其色泽鲜艳、固色率高、染色牢度好等特点，已经成为目前比较重要的一种染料。然而，蒽醌类染料大多数是芳香族化合物，有稳定的共轭结构，结构复杂又难降解，存在潜在毒性。1835年，首次用硝酸氧化蒽制备蒽醌。蒽醌衍生物是有色的，广泛存在于自然界中。天然产物中的蒽醌类化合物大多含有羟基，羟基常以游离态或与糖结合形成糖苷的状态存在。理论上，蒽醌可能有10种异构体，目前只制备了1，2-蒽酯、1，4-蒽醌和9，10-蒽醌，通常称为9，10-蒽醌。第一次世界大战前，蒽醌的产量很少，只有用重铬酸钠将蒽醌氧化成蒽醌一种生产方法。蒽的气相催化氧化是20世纪40年代发展起来的。目前美国普遍采用萘醌法，近年来中国也开始发展萘醌法和苯乙烯法。蒽醌染料常见的生产工艺有四种：蒽气相催化氧化法、苯酐法、萘醌法、苯乙烯法，下面上海精颜化工为您简单介绍一下。
 

一、蒽气相催化氧化法

蒽氧化法是以精制蒽为原料，空气为氧化剂，五氧化二钒为催化剂进行气相催化氧化。有两种类型的反应器，固定床和硫化物床上。国内蒽醌装置多采用固定床反应器，采用含量大于90%的精制蒽。熔融后用300°C左右的热风以1560立方米/h的流量将汽化后的精蒽取出。在热风管中混合后，经过固定床催化氧化管式反应器，总收率达80%-85%。原料消耗定额：精蒽(90%)1260kg/t。用于氧化蒽醌的精制蒽来自煤焦油蒸馏，不含无机离子。氧化蒽醌生产过程主要采用蒸馏和气相催化氧化，不产生废水、废气，不产生大气离子、硫酸根离子和铁离子。因此，氧化蒽醌作为高档染料具有竞争优势，其缺点是原料精制蒽受煤焦油产品的制约。

 

二、苯酐法

用苯酐、苯为原料，以三氯化铝为催化剂，进行付克反应，然后再使用浓硫酸脱水，最后得到蒽醌。苯酐法又可以分为溶剂法、球磨法和气相收缩法。我国多采用溶剂法，即使用用过量的苯作溶剂，这种方法原料易得，可从石油入手。具有反应温度低、设备简单、副反应少等优点。但缺点是污染严重，三氯化铝废酸水处理困难，并且生产成本高。采用苯酐法合成蒽醌原料消耗定额：苯酐768kg/t、纯苯700kg/t、硫酸（98%）1364kg/t、三氯化铝1554kg/t、发烟硫酸1000kg/t。

 

三、萘醌法

以氯化亚铜为催化剂，萘醌和丁二烯脱氢得到蒽醌。由于石化工业的快速发展，提供了大量的原料丁二烯和萘醌，该方法具有消耗低、三废少等优点，在日本和美国已有相当规模，前景看好，日本川崎公司采用这种方法生产。我国科研部门做了大量研究，小型化、中国式虽然取得了成功，但并没有产业化。这种方法的缺点是萘醌和丁二烯的价格比较高，目前由于对反应动力学研究不足，催化剂性能较差，床温烧毁现象时有发生，操作弹性较小。

 

四、苯乙烯法

在苯乙烯法中，苯乙烯先二聚，再氧化成邻苯甲酸，再环合成醌。这种方法的优点是原料易得，又避免了苯酐法铝盐废水造成的污染，色彩成本低。但对反应时的环境要求高、工艺复杂、设备要求高，是德国巴斯夫研究的新成果，但目前尚未扩大到工业生产规模。此外，日本三井化学公司获得了甲苯制取蒽醌的专利，由于其工艺简单，原料便宜，引起了人们的关注。