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原文传递连续生产中芳香胺重氮化反应转化率测定和/或控制方法

专利名称：	连续生产中芳香胺重氮化反应转化率测定和/或控制方法
摘要：	本发明涉及一种芳胺重氮化反应转化率的快速测定方法及其应用。该芳胺重氮化反应转化率的测定方法是采用浊度计测定浊度值，由浊度值转化而实现的：由实验测定不同转化率下重氮盐溶液的浊度值，绘制芳香胺转化率与其重氮盐溶液浊度值的关系曲线，建立其对应关系，编入PLC系统，该系统即可实时显示芳胺重氮化反应的转化率。采用该方法可实现重氮化反应的连续化稳定控制。本连续化制备重氮盐的方法，流程简单，产品质量高且稳定，降低了重氮化试剂的用量，减少了过量重氮化试剂对后续工艺的影响，降低了生产成本，有利于实现连续稳定的工业化生产。
专利类型：	发明专利
申请人：	沈阳化工研究院有限公司
发明人：	杨林涛;王珂;贾志远;鄢冬茂;刘冰;龚党生;王瑛;胥维昌;刘东;马骏驰;阎士杰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911365564.4
公开号：	CN111077145A
代理机构：	沈阳科苑专利商标代理有限公司
代理人：	马驰
分类号：	G01N21/82;G05D27/02;G;G01;G05;G01N;G05D;G01N21;G05D27;G01N21/82;G05D27/02
申请人地址：	110021 辽宁省沈阳市铁西区沈辽东路8号
主权项：	1.连续生产中芳香胺重氮化反应转化率测定和/或控制方法，该芳香胺重氮化反应转化率的测定方法是采用浊度计测定浊度值，由浊度值转化而实现的：具体过程为， 1)以芳香胺原料液和重氮化试剂溶液为待混合反应原料，将不同体积比或质量比的芳香胺原料液和重氮化试剂溶液混合进行重氮化反应，测定不同转化率下重氮化反应产物溶液的浊度值，绘制芳香胺转化率与其重氮盐溶液浊度值的关系曲线，建立其对应关系，获得转化率与反应产物溶液浊度值关系曲线或关系公式； 2)转化率的测定：通过监测重氮化反应产物溶液的浊度值，代入上述步骤1)曲线或公式中，即可获得芳胺重氮化反应的转化率；和/或，转化率的调控：依据上述步骤1)中的曲线或公式，通过改变重氮化反应的芳香胺原料液和重氮化试剂溶液的体积比或质量比，进而调整反应产物溶液的浊度值，达到调控芳香胺重氮化反应转化率的目的。 2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)的具体过程为： ①首先将颗粒芳香胺和/或相应的盐分散在溶剂介质中，配制成芳香胺原料悬浊液A； ②采用与步骤①相同的溶剂将重氮化试剂配制为溶液B； ③按照重氮化试剂的摩尔数和芳香胺原料的摩尔数的比为0.5-1.3作为配制反应体系的原料体积比或质量比要求，其中优选0.9-1.2，更优选0.98-1.05作为配制反应体系的原料体积比或质量比要求；在原料体积比或质量比要求范围内选择3个以上不同的点值,分别取对应点值所需体积比例或质量比例的悬浊液A和溶液B混合在相同的反应温度下反应相同时间,反应后分别测定芳香胺原料的转化率和对应的反应产物溶液浊度值,分别以芳香胺原料转化率与对应反应产物溶液浊度值为横纵坐标绘制关系曲线，获得转化率与反应产物溶液浊度值关系曲线或关系公式。 3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：原料体积比或质量比要求范围内3个以上不同的点值的选择过程为：以0.50-1.2中的一个点值作为起始点值，优选0.9-1.1，更优选0.95-1.01中的一个点值作为起始点值，按照0.001-0.100、优选0.004-0.020的增长比例(即增长幅度或步长)依次选择增大的下一点值作为所需点值(即下一点值为上一点值和增长比例的加和)，共选择3个以上不同的点值；和/或，当转化率出现100％时，即可作为截止点值(最大点值)。 4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：在起始点值对应的溶液B和悬浊液A的总体积或总质量为C1，在截止点值时对应的溶液B和悬浊液A所需体积比或质量比为C2，应控制C1-C2除以C1的绝对值小于等于8％，优选小于等于5％，更优选小于等于3％。 5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：芳香胺重氮化反应于连续反应器中进行，芳香胺原料液储罐中的与步骤1)建立其对应关系时相同浓度的芳香胺原料液和重氮化试剂溶液储罐中的与步骤1)建立其对应关系时相同浓度的重氮化试剂溶液、分别于反应器一端的原料入口连续通入反应器，于反应器另一端的产物出口连续流出的重氮化反应产物溶液连续流入产物储罐；所述步骤2)的转化率的调控过程为：依据上述步骤1)中的曲线或公式，根据重氮化反应产物溶液的浊度值来调整芳香胺原料液和重氮化试剂溶液的通入体积流量比或质量流量比，进而调整反应产物溶液的浊度值，达到调控芳香胺重氮化反应转化率的目的。 6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：于芳香胺原料液储罐和重氮化试剂溶液储罐与连续反应器的原料入口之间的管路上分别设有计量系统，于反应器的产物出口与产物储罐之间的管路上设有浊度仪，浊度仪与PLC控制系统(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)信号连接，PLC控制系统分别控制芳香胺原料液储罐和重氮化试剂溶液储罐与连续反应器原料入口之间的管路上计量系统，进一步控制进入原料入口芳香胺原料液和重氮化试剂溶液的体积流量或质量流量；将步骤1)中的曲线或公式编入PLC系统，该系统即可实时显示芳香胺重氮化反应的转化率；通过计量系统将芳香胺原料液和重氮化试剂溶液同时连续打入连续化反应器中，在与步骤1)建立其对应关系时相同的反应温度下，控制物料于连续化反应器中与步骤1)建立其对应关系时反应时间相同停留时间，通过浊度计检查反应终点情况，控制芳香胺原料液和/或重氮化试剂溶液的加入量，调节芳香胺原料和重氮化试剂的物料配比，进而得到质量稳定的重氮盐溶液。 7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于,包括以下步骤: (1)首先将芳胺或其盐分散在溶剂中，配制成悬浊液A； (2)将重氮化试剂配制为溶液B； (3)分别通过计量系统将A与B加入反应系统反应，制得重氮盐； (4)通过浊度计检PLC系统测判断出反应器出口芳胺重氮化反应转化率，考察出反应情况，连锁控制重氮化试剂或芳胺或芳胺盐加入量，实现反馈调节，稳定重氮盐溶液的品质。 8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：芳香胺原料液中芳香胺原料在重氮化反应体系中溶解度小于10g/100g溶剂，优选溶解度小于3g/100g溶剂，更优选溶解度小于1g/100g溶剂；而芳香胺重氮化产物重氮盐的溶解度大于3g/100g溶剂，优选溶解度大于5g/100g溶剂；芳胺转化率的测定范围在10％-100％，优选80％-100％，更有选95％-100％。 9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：芳香胺重氮化反应于连续反应器中进行，所述连续反应器包括连续搅拌釜式反应器、管道反应器、微通道反应器中的一种或二种以上；反应温度范围：-10-60℃；优选0-30℃；反应时间范围：0.5min一3h；更优0.5min一30min；最优0.5min一3min。 10.按照权利要求1-9任一所述的方法，其特征在于：所述芳香胺原料为芳香胺和/或相应的盐，具体为被卤素(如氯或溴)、硝基、氰基中的一种或二种以上取代的苯胺，特别是邻氯(或溴或氰基)对硝基苯胺、邻硝基对氯(或溴或氰基)苯胺、2、6-二氯(或溴或氰基)-4-硝基苯胺或2-氯(或溴或氰基)4,6-二硝基苯胺、5-硝基-3-氨基苯并异噻唑、2-氨基-5，6-二氯苯并噻唑或6-硝基-2-氨基苯并噻唑中的一种或二种以上；所述芳香胺原料液中芳香胺原料的质量浓度为1％～60％，优选3％～30％；于芳香胺原料液中含有的质量浓度为1％～90％的盐酸和/或硫酸；或，将质量浓度为1％～90％的盐酸和/或硫酸溶液作为一股原料单独加入，其加入量计入重氮化反应总体系或总质量；重氮化试剂为亚硝酸酸、亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸胺或亚硝酰硫酸中的一种或二种以上；所述重氮化试剂溶液中重氮化试剂的质量浓度为1-50％，优选5％～40％；所述芳香胺原料液和重氮化试剂溶液采用的溶剂可为水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、醚类、DMSO、DMF中的一种或多种的混合物。
所属类别：	发明专利