一種節(jié)能環(huán)保型分散染料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于分散染料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種節(jié)能環(huán)保型分散染料的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分散染料是一類應(yīng)用于滌綸纖維染色的專用材料，就其化學(xué)結(jié)構(gòu)而言，主要有偶 氮類、蒽醌類、硝基二苯胺類、次甲基類及非偶氮雜環(huán)類等，其中以偶氮類和蒽醌類居多，偶 氮類染料在分散染料中占有極其重要的地位，在已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的分散染料中，偶氮類結(jié) 構(gòu)的染料品種占50 %，產(chǎn)量占70 %以上，其染料色譜覆蓋面廣，有較好的應(yīng)用性能，生產(chǎn)工 藝簡(jiǎn)單，成本低。
[0003] 眾所周知，偶氮型分散染料的生產(chǎn)方法主要包括三個(gè)工藝過(guò)程：1、重氮化，即在酸 溶劑中重氮組分與亞硝酸發(fā)生重氮化反應(yīng)生成重氮鹽溶液；2、偶合，將偶合組分溶解或分 散在硫酸溶液中配成偶合溶液，再在低溫下與重氮鹽溶液發(fā)生偶合反應(yīng)，經(jīng)升溫轉(zhuǎn)晶后得 到染料濾餅；3、商品化處理，即染料濾餅與分散劑和水混合后再砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，使其顆 粒粒徑達(dá)到1~2 μ m，生成穩(wěn)定的分散體，再經(jīng)噴霧干燥后成為商品化的分散染料。
[0004] 在上述工藝過(guò)程中，特別是重氮化及偶合組分溶解過(guò)程中需要使用濃度較高、數(shù) 量較多的硫酸作為溶劑，反應(yīng)結(jié)束后通常會(huì)使濾餅?zāi)敢旱牧蛩岷扛哌_(dá)10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 左右，在這種較強(qiáng)酸條件下，染料很難進(jìn)行轉(zhuǎn)晶，有時(shí)雖在高溫下實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)晶，但高溫情況 下，染料在酸溶液中的溶解度增大，使其隨著母液一起排放，這不僅造成了經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí) 也大大增加了廢水的處理難度。而染料在生產(chǎn)過(guò)程中均呈固體形態(tài)，這種固體形態(tài)可能是 不同的晶體，也可能是無(wú)定型體，這都直接影響著染料的應(yīng)用性能，因此，必須通過(guò)各種方 法將染料的晶型轉(zhuǎn)變成所需要的晶體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)傳統(tǒng)工藝中直接對(duì)酸性條件下的偶氮類化合物進(jìn)行升溫轉(zhuǎn)晶的不足，本發(fā)明 將提供一種節(jié)能環(huán)保型分散染料的制備方法，不僅能使染料轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的晶型，還能降低 分散染料在母液中的溶解量，同時(shí)得到的廢水不需要額外的中和操作，可直接用于硫酸鹽 的制備，有利于廢水的資源化利用，同時(shí)具有節(jié)能、減排、增效的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種節(jié)能環(huán)保型分散染料的制備方法，包括：重氮鹽與偶合組分進(jìn)行偶合反應(yīng)完 成后，得到相應(yīng)的偶氮化合物，物料的體系中加入堿，調(diào)節(jié)體系的pH值為2~7. 5,然后進(jìn)行 升溫轉(zhuǎn)晶，得到穩(wěn)定的晶型后，再經(jīng)壓濾、水洗得到染料濾餅。
[0008] 作為優(yōu)選，所述的pH值為4~7. 5 ;進(jìn)一步優(yōu)選為4~6 ;更進(jìn)一步優(yōu)選為5~6 ; pH在該范圍內(nèi)，既能保證偶氮化合物幾乎全部從體系液中析出，同時(shí)接近中性的環(huán)境，有利 于后續(xù)轉(zhuǎn)晶過(guò)程順利進(jìn)行，保證得到高質(zhì)量的染料產(chǎn)品；另外，在該pH值范圍內(nèi)體系中的 硫酸基本以硫酸鹽的形式存在，得到的濾液可以直接用于硫酸鹽的制備，不需要額外的廢 水中和操作，進(jìn)一步降低了能耗。
[0009] 作為優(yōu)選，偶合反應(yīng)完成后，在加入堿前，先控制體系溫度至15~25°C ;采用該技 術(shù)方案時(shí)，由于偶合反應(yīng)結(jié)束后物料粘稠，溫度升溫至15~25°C時(shí)，物料具有較好的流動(dòng) 性，防止pH值調(diào)節(jié)過(guò)程中由于局部體系呈強(qiáng)堿性，導(dǎo)致染料產(chǎn)品發(fā)生水解反應(yīng)。
[0010] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，調(diào)節(jié)體系的pH值的過(guò)程采用分段調(diào)節(jié)：第一段：調(diào)節(jié)體系的pH 值為1~3,此時(shí)控制體系溫度< 25°C，進(jìn)一步優(yōu)選控制體系溫度為15~25°C ;第二段： 調(diào)節(jié)體系的pH值至最終點(diǎn)，此時(shí)控制體系溫度< 45°C，進(jìn)一步優(yōu)選控制體系溫度為35~ 45。。。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的堿性物質(zhì)優(yōu)選為氨水、液氨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、及氨 水水溶液、液氨水溶液、碳酸鈉水溶液、碳酸氫鈉水溶液、氫氧化鈉水溶液中的一種或多種； 所述的堿性物質(zhì)進(jìn)一步優(yōu)選為氨水水溶液、液氨水溶液、碳酸鈉水溶液、碳酸氫鈉水溶液、 氫氧化鈉水溶液中的一種或多種。所述的氨水水溶液、液氨水溶液、碳酸鈉水溶液、碳酸氫 鈉水溶液、氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量百分比濃度為5~30%。
[0012] 為進(jìn)一步避免染料產(chǎn)品水解，作為更進(jìn)一步優(yōu)選，調(diào)節(jié)體系的pH值的過(guò)程如下： 首先調(diào)節(jié)體系的pH值為1~3,此時(shí)控制體系溫度為15~25°C，采用的堿性物質(zhì)為氨水、 液氨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉水溶液中的一種或多種，其中氨水、液氨、碳酸鈉、碳酸氫 鈉、氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度彡10%，進(jìn)一步優(yōu)選為5~10% ;然后調(diào)節(jié)體系的pH值為 最終點(diǎn)，此時(shí)控制體系溫度為35~45°C，采用的堿性物質(zhì)為氨水、液氨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、 氫氧化鈉水溶液中的一種或多種，其中氨水、液氨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉的質(zhì)量百分 比濃度為10~20%。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述第一段：調(diào)節(jié)體系的pH值為2~3 ;第二段： 調(diào)節(jié)體系的pH值至5~7. 5。
[0013] 為便于實(shí)現(xiàn)物料的回收，減少?gòu)U水排放，壓濾得到的濾液和洗滌水直接濃縮，析 晶，回收得到硫酸鹽；濃縮產(chǎn)生的冷凝水直接回用做偶合反應(yīng)底水或者染料濾餅洗滌用水。
[0014] 本發(fā)明采用轉(zhuǎn)晶前、偶合反應(yīng)后對(duì)體系的pH值進(jìn)行調(diào)整，一方面避免轉(zhuǎn)晶過(guò)程 中，強(qiáng)酸環(huán)境中染料產(chǎn)品的水解；另一方面，弱酸或者中性的體系環(huán)境，保證了幾乎全部的 染料產(chǎn)品以固體的形式析出，降低了廢水中有機(jī)污染物的含量，降低了廢水處理難度；而 且，pH的調(diào)整，也提高了轉(zhuǎn)晶質(zhì)量。
[0015] 本發(fā)明采用采用分段調(diào)節(jié)pH值和溫度分段控制相結(jié)合，充分利用了中和過(guò)程中 產(chǎn)生的熱量，降低后續(xù)轉(zhuǎn)晶過(guò)程需要的能耗，進(jìn)一步降低了能耗投資；另一方面，也是最重 要方面，在調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中，進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳郎?，保證體系中的染料顆粒在析出的同時(shí)即可 進(jìn)行初步的轉(zhuǎn)晶，當(dāng)pH調(diào)節(jié)完畢后，轉(zhuǎn)晶溫度可直接升溫至目標(biāo)溫度，不需要分段升溫，同 時(shí)也提高了轉(zhuǎn)晶效率。
[0016] 所述的升溫轉(zhuǎn)晶的溫度一般為60~80°C，避免副反應(yīng)的發(fā)生，轉(zhuǎn)晶時(shí)間一般為 20~150分鐘。
[0017] 本發(fā)明對(duì)重氮組分并無(wú)特殊要求，理論上而言，現(xiàn)有用于制備偶氮類分散染料的 重氮組分（如：苯胺衍生物等）均適合本發(fā)明，例如重氮組分包括一個(gè)或多個(gè)硝基、烷基、烷 氧基、取代烷基、鹵素取代的苯胺或者沒(méi)有取代基的苯胺，例如2, 4-二硝基-6-溴苯胺、對(duì) 硝基苯胺、2, 6-二溴對(duì)硝基苯胺、2-氯-4-硝基苯胺、2-硝基-4-氯苯胺、2, 6-二氯對(duì)硝基 苯胺、2-硝基苯胺、對(duì)甲氧基苯胺、2-硝基對(duì)甲氧基苯胺；同樣，本發(fā)明對(duì)偶合組分也無(wú)特 殊要求，現(xiàn)有用于制備偶氮類分散染料的偶合組分：N取代苯胺類化合物、N取代-2-批啶酮 類化合物或N取代1，8-萘內(nèi)二甲酰胺類化合物等均適合本發(fā)明，例如偶合組分包括N-乙 基-N-氰乙基苯胺、N-二乙酰氧乙基-間乙酰氨基苯胺、N-二乙基-3-乙酰氨基苯胺、N-二 羥乙基-2-甲基苯胺、N-乙基-N-羥乙基苯胺、N-二氰乙基苯胺、N-甲基-N-羥乙基苯胺、 N- 丁基-N-氰乙基苯胺、N-乙酰氧乙基-N-氰乙基苯胺等。
[0018] 本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：
[0019] (1)本發(fā)明在轉(zhuǎn)晶操作之前提高了體系的pH值，有利于染料轉(zhuǎn)晶獲得穩(wěn)定晶型， 在砂磨過(guò)程中達(dá)到節(jié)電省時(shí)的效果；
[0020] (2)通過(guò)調(diào)節(jié)體系的pH值，可回收部分溶解在母液中的分散染料，使得母液中有 機(jī)物含量大幅減少，降低廢水處理的難度；
[0021] (3)此工藝母液富含硫酸銨（或硫酸鈉），可用于硫酸銨（或硫酸鈉）的制備，實(shí) 現(xiàn)了廢水的資源化利用；
[0022] (4)洗滌用水大量減少，大幅降低了廢水的排放。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不僅限于此：
[0024] 對(duì)比例1
[0025] 在重氮釜內(nèi)依次投入98%硫酸（質(zhì)量百分比濃度，下同）2000kg、28%的亞硝酰硫 酸1972kg (質(zhì)量百分比濃度，溶劑為硫酸，下同），攪拌降溫，慢慢投入2, 6-二溴對(duì)硝基苯胺 1250kg，加畢，保溫至反應(yīng)完全，備用；
[0026] 向偶合藎內(nèi)加入底水16000kg，加入30kg平平加和735kgN_乙基-N-氰乙基苯胺， 打漿數(shù)小時(shí)后，挖碎冰降溫然后加入上述重氮液，加畢保溫6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，然后再升 溫至60~70°C，攪拌轉(zhuǎn)晶2小時(shí)，待染料轉(zhuǎn)晶后進(jìn)壓濾機(jī)壓濾、水洗至中性，得到61橙分散 染料濾餅。
[0027] 對(duì)比例2
[0028] 在重氮釜內(nèi)依次投入98%硫酸（質(zhì)量百分比濃度，下同）200