CN111349015A - 一氨基蒽醌的清洁生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明利用硝化过程中产生的稀硫酸，制备无机盐副产品，还可以用于中和还原过程中产生的含亚硫酸钠和过量的硫化钠母液。同时，制备无机盐副产品硫酸锰、硫酸镁和硫酸锌和副产品硫代硫酸钠及硫化钠。解决了一氨基基蒽醌硝化、还原过程中产生的废硫酸和废还母液的环保难题。真正实现了一氨基蒽醌的清洁生产工艺技术的突破。改变了传统一氨基蒽醌合成过程中高污染、高排放、高消耗的难题。

Description

一氨基蒽醌的清洁生产工艺

技术领域

本发明涉及一氨基蒽醌的生产工艺，特别是涉及一氨基蒽醌的清洁生产工艺。

背景技术

一氨基蒽醌的合成的传统工艺是将蒽醌进行混酸硝化、精制除杂、硫化碱还原制备而成。在硝化过程中会产生大量的稀硫酸和还原过程中产生大量碱性废水，从而致使该产品的生产过程中环保处理难度很大，三废处理成本很高。因此，该产品的传统合成工艺是高污染、高排放、高消耗的三高产品。是不可持续发展的产品。

传统工艺中对硝化过程中产生的稀硫酸，一般采取液碱中和和石灰中和的方法，该过程中和过程成本高，同时，形成新的污染物，没有从根本上解决污染难题。

在一硝基蒽醌还原过程中，由于硫化钠大大过量，还原过程中会产生大量亚硫酸钠和过量的硫化钠及有机物的碱性废水。该废水色度深、碱性大且含有大量有机杂质。一些企业尝试利用该废碱性废水生产硫代硫酸钠，但由于一硝基蒽醌还原过程中，产生的母液中含有大量的有机物及硫化钠中带人的无机杂质，从而使制备的硫代硫酸钠品质无法满足市场需求。这是一氨基蒽醌的生产企业难以解决的一大难题。

我们从工艺上进行研究，采取循环工艺及综合利用方法对产品合成工艺进行完善，从跟本上解决了该产品合成过程中环保难题。真正实现了该产品的清洁生产工艺技术的突破。

1-氨基传统化工工艺概述如下：

一、硝化

蒽醌硝化的基本概况

蒽醌与浓硝酸和浓硫酸的混合物作用，蒽醌上的氢原子被硝基取代，主要生成硝基1-硝基蒽醌，这个为硝化反应。

在此反应中浓硫酸在反应中不仅是脱水剂，而且与硝酸作用生成硝酰正离子NO₂ ⁺(或叫做硝基正离子)。硝化过程中产生大量的稀硫酸，需经过中和处理后排放(该过程会产生大量新的固废)。

反应过程如下：

二、还原

在还原反应釜中投入一定量的1-硝基蒽醌和Na₂S溶液，然后升温反应，反应完毕后降温过滤、洗涤，滤饼经干燥即得1-氨基蒽醌。滤液一部分循环套用，剩余母液部分采用氧化法反应制得硫代硫酸钠作为副产品出售，洗涤液去污水处理。而该法制备的硫代硫酸钠中含有大量的有机杂质和无机杂质，满足不了市场要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一氨基蒽醌的生产工艺，即一氨基蒽醌的清洁生产工艺。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来解决上述技术问题的：一氨基蒽醌的清洁生产工艺，其特征在于，其包括了以下步骤：

一、硝化

蒽醌硝化的基本概况

蒽醌与浓硝酸和浓硫酸的混合物作用，蒽醌上的氢原子被硝基取代，主要生成硝基1-硝基蒽醌，这个为硝化反应。

在此反应中浓硫酸在反应中不仅是脱水剂，而且与硝酸作用生成硝酰正离子NO₂ ⁺(或叫做硝基正离子)。硝化过程中产生大量的稀硫酸。稀硫酸与锰、锌、镁等矿粉反应，制备硫酸锰、硫酸锌、硫酸镁等副产品。生成硫酸盐副产品经干燥、高温氧化除去有机物，从而达到制备合格的硫酸盐副产品。在此工艺过程中稀硫酸得到综合利用，从工艺中解决了废酸难题。

二、还原

在还原反应釜中投入一定量的1-硝基蒽醌，配制一定浓度的Na₂S溶液，然后升温反应，反应完毕后降温过滤、洗涤，滤饼经干燥即得1-氨基蒽醌。过滤的母液采用稀硫酸中和调节反应，反应过程中产生二氧化硫和硫化氢气体和硫酸钠溶液。二氧化硫和硫化氢气体，经氢氧化钠溶液吸收，制备洁净的亚硫酸钠和硫氢化钠溶液，该吸收过程中，生成的亚硫酸钠和硫氢化钠混合溶液经氧化法反应制得硫代硫酸钠作为副产品出售。还原母液中的有机杂质和无机杂质通过再吸收的方法，制备了洁净的亚硫酸钠和硫化钠溶液，该混合溶液再经过氧化制备硫代硫酸钠，完全实现了品质的转化，满足市场需求。中和后的硫酸钠溶液，其中含有一定量的有机杂质和无机杂质，经浓缩制备无水硫酸钠粗品，含量一般在95％左右。该无水硫酸钠与原料碳(在高温下)还原制备硫化钠副产品，由于在高温还原反应过程中，硫酸钠粗品中的有机杂质被氧化分解而除去，还原后生成的硫化钠及一定量的无机杂质，经溶解、过滤制备硫化钠溶液，而除去无机杂质，该方法制备的硫化钠溶液完全达到市场需求。生成的硫化钠溶液回到一硝基蒽醌还原反应，以此达到循环使用。一氨基蒽醌的洗涤液用于溶解硫化钠，配制硫化钠溶液用于用一硝基蒽醌还原。

通过以上方法，硝化过程中产生的稀硫酸，用于制备硫酸锰、硫酸镁、硫酸锌和亚硫酸钠及硫化钠中和反应。

还原过程中产生的含有一定有机杂质和无机杂质的高浓度亚硫酸钠和过量的硫化钠溶液，用硫酸进行中和反应。亚硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成二氧化硫和硫酸钠，硫化钠和稀硫酸反应生成硫化氢气体和硫酸钠，生成的气体经氢氧化钠溶液再吸收，制备纯净的亚硫酸钠和硫氢化钠溶液。该溶液达到一定浓度后，再经过氧化制备硫代硫酸钠副产品。

中和后的硫酸钠溶液经过浓缩制备无水硫酸钠副产品。无水硫酸钠再与原料碳经过高温还原反应制备硫化钠。硫化钠经溶解后，制备成一定浓度的硫化钠溶液，用于一硝基蒽醌的还原，以此达到循环使用。

该工艺过程利用硝化过程中产生的稀硫酸，制备无机盐副产品，还可以用于中和还原过程中产生的含亚硫酸钠和过量的硫化钠母液。同时，制备无机盐副产品硫酸锰、硫酸镁和硫酸锌和副产品硫代硫酸钠及硫化钠。解决了一氨基基蒽醌硝化、还原过程中产生的废硫酸和废还母液的环保难题。真正实现了一氨基蒽醌的清洁生产工艺技术的突破。改变了传统一氨基蒽醌合成过程中高污染、高排放、高消耗的难题。

本发明的积极效果是：相比传统一氨基蒽醌的合成工艺，本发明采取循环工艺及综合利用方法对产品合成工艺进行完善，从跟本上解决了该产品合成过程中环保难题。真正实现了该产品的清洁生产工艺技术的突破。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

一氨基蒽醌的清洁生产工艺，包括以下顺序步骤：

一、硝化

蒽醌硝化的基本概况

蒽醌与浓硝酸和浓硫酸的混合物作用，蒽醌上的氢原子被硝基取代，主要生成硝基1-硝基蒽醌，这个为硝化反应。

在此反应中浓硫酸在反应中不仅是脱水剂，而且与硝酸作用生成硝酰正离子NO₂ ⁺(或叫做硝基正离子)。硝化过程中产生大量的稀硫酸。稀硫酸与锰、锌、镁等矿粉反应，制备硫酸锰、硫酸锌、硫酸镁等副产品。生成硫酸盐副产品经干燥、高温氧化除去有机物，从而达到制备合格的硫酸盐副产品。在此工艺过程中稀硫酸得到综合利用，从工艺中解决了废酸难题。

反应过程如下：

二、还原

在还原反应釜中投入一定量的1-硝基蒽醌，配制一定浓度的Na₂S溶液，然后升温反应，反应完毕后降温过滤、洗涤，滤饼经干燥即得1-氨基蒽醌。过滤的母液采用稀硫酸中和调节反应，反应过程中产生二氧化硫和硫化氢气体和硫酸钠溶液。二氧化硫和硫化氢气体，经氢氧化钠溶液吸收，制备洁净的亚硫酸钠和硫氢化钠溶液，该吸收过程中，生成的亚硫酸钠和硫氢化钠混合溶液经氧化法反应制得硫代硫酸钠作为副产品出售。还原母液中的有机杂质和无机杂质通过再吸收的方法，制备了洁净的亚硫酸钠和硫化钠溶液，该混合溶液再经过氧化制备硫代硫酸钠，完全实现了品质的转化，满足市场需求。中和后的硫酸钠溶液，其中含有一定量的有机杂质和无机杂质，经浓缩制备无水硫酸钠粗品，含量一般在95％左右。该无水硫酸钠与原料碳(在高温下)还原制备硫化钠副产品，由于在高温还原反应过程中，硫酸钠粗品中的有机杂质被氧化分解而除去，还原后生成的硫化钠及一定量的无机杂质，经溶解、过滤制备硫化钠溶液，而除去无机杂质，该方法制备的硫化钠溶液完全达到市场需求。生成的硫化钠溶液回到一硝基蒽醌还原反应，以此达到循环使用。一氨基蒽醌的洗涤液用于溶解硫化钠，配制硫化钠溶液用于用一硝基蒽醌还原。

通过以上方法，硝化过程中产生的稀硫酸，用于制备硫酸锰、硫酸镁、硫酸锌和亚硫酸钠及硫化钠中和反应。

还原过程中产生的含有一定有机杂质和无机杂质的高浓度亚硫酸钠和过量的硫化钠溶液，用硫酸进行中和反应。亚硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成二氧化硫和硫酸钠，硫化钠和稀硫酸反应生成硫化氢气体和硫酸钠，生成的气体经氢氧化钠溶液再吸收，制备纯净的亚硫酸钠和硫氢化钠溶液。该溶液达到一定浓度后，再经过氧化制备硫代硫酸钠副产品。

中和后的硫酸钠溶液经过浓缩制备无水硫酸钠副产品。无水硫酸钠再与原料碳经过高温还原反应制备硫化钠。硫化钠经溶解后，制备成一定浓度的硫化钠溶液，用于一硝基蒽醌的还原，以此达到循环使用。

该工艺过程利用硝化过程中产生的稀硫酸，制备无机盐副产品，还可以用于中和还原过程中产生的含亚硫酸钠和过量的硫化钠母液。同时，制备无机盐副产品硫酸锰、硫酸镁和硫酸锌和副产品硫代硫酸钠及硫化钠。解决了一氨基基蒽醌硝化、还原过程中产生的废硫酸和废还母液的环保难题。真正实现了一氨基蒽醌的清洁生产工艺技术的突破。改变了传统一氨基蒽醌合成过程中高污染、高排放、高消耗的难题。

反应原理

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题，技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述的仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改等同替换、改进等，均应包含在本发明的的保护范围内。

Claims (1)

1.一氨基蒽醌的清洁生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

一、硝化

蒽醌硝化的基本概况

蒽醌与浓硝酸和浓硫酸的混合物作用，蒽醌上的氢原子被硝基取代，主要生成硝基1-硝基蒽醌，这个为硝化反应。

在此反应中浓硫酸在反应中不仅是脱水剂，而且与硝酸作用生成硝酰正离子NO₂ ⁺(或叫做硝基正离子)。硝化过程中产生大量的稀硫酸。稀硫酸与锰、锌、镁等矿粉反应，制备硫酸锰、硫酸锌、硫酸镁等副产品。生成硫酸盐副产品经干燥、高温氧化除去有机物，从而达到制备合格的硫酸盐副产品。在此工艺过程中稀硫酸得到综合利用，从工艺中解决了废酸难题

二、还原

在还原反应釜中投入一定量的1-硝基蒽醌，配制一定浓度的Na₂S溶液，然后升温反应，反应完毕后降温过滤、洗涤，滤饼经干燥即得1-氨基蒽醌。过滤的母液采用稀硫酸中和调节反应，反应过程中产生二氧化硫和硫化氢气体和硫酸钠溶液。二氧化硫和硫化氢气体，经氢氧化钠溶液吸收，制备洁净的亚硫酸钠和硫氢化钠溶液，该吸收过程中，生成的亚硫酸钠和硫氢化钠混合溶液经氧化法反应制得硫代硫酸钠作为副产品出售。还原母液中的有机杂质和无机杂质通过再吸收的方法，制备了洁净的亚硫酸钠和硫化钠溶液，该混合溶液再经过氧化制备硫代硫酸钠，完全实现了品质的转化，满足市场需求。中和后的硫酸钠溶液，其中含有一定量的有机杂质和无机杂质，经浓缩制备无水硫酸钠粗品，含量一般在95％左右。该无水硫酸钠与原料碳(在高温下)还原制备硫化钠副产品，由于在高温还原反应过程中，硫酸钠粗品中的有机杂质被氧化分解而除去，还原后生成的硫化钠及一定量的无机杂质，经溶解、过滤制备硫化钠溶液，而除去无机杂质，该方法制备的硫化钠溶液完全达到市场需求。生成的硫化钠溶液回到一硝基蒽醌还原反应，以此达到循环使用。一氨基蒽醌的洗涤液用于溶解硫化钠，配制硫化钠溶液用于用一硝基蒽醌还原。