偶氮顏料在分支螺旋管中的連續(xù)化制備方法【專利摘要】本發(fā)明涉及一種偶氮顏料在分支螺旋管中的連續(xù)化制備方法，屬于精細(xì)化工的【
技術(shù)領(lǐng)域：
】。所述制備方法包括以下步驟：(1)芳香胺或雜環(huán)芳胺的重氮化反應(yīng)；(2)偶合反應(yīng)；以及可選地(3)色淀化；其中至少步驟(2)在分支螺旋管中進(jìn)行。本發(fā)明利用流體在螺旋管中產(chǎn)生的二次流的高效混合及分支結(jié)構(gòu)能改變流體運(yùn)動(dòng)軌跡、增加流體的混合表面積來(lái)增強(qiáng)混合效果的特性，使兩股物料充分接觸、混合、反應(yīng)，具有不需攪拌、產(chǎn)品粒徑分布窄、質(zhì)量穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)；不僅實(shí)現(xiàn)顏料的連續(xù)化生產(chǎn)，而且生產(chǎn)的偶氮顏料，用于制備水性色漿等產(chǎn)品具有更高的著色力和更小的粒徑，具有廣闊的工業(yè)化前景?！緦＠f(shuō)明】偶氮顏料在分支螺旋管中的連續(xù)化制備方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及精細(xì)化工的【
技術(shù)領(lǐng)域：
】，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種偶氮顏料在分支螺旋管中的連續(xù)化制備方法。【
背景技術(shù)：
】[0002]偶氮顏料色譜分布廣，是有機(jī)顏料的主要大類，產(chǎn)量占有機(jī)顏料總產(chǎn)量的40%左右。偶氮顏料在生產(chǎn)過(guò)程中涉及偶合反應(yīng)歷程，即重氮鹽與芳胺或酚等偶合組份生成偶氮化合物的反應(yīng)。偶合反應(yīng)中重氮鹽容易分解，尤其是偶合組分是酚類化合物時(shí)，往往需要在堿性條件下偶合，在這種條件下，重氮鹽分子如果不能在極短時(shí)間內(nèi)和偶合組分分子相碰撞并發(fā)生反應(yīng)，很快就會(huì)分解。而常規(guī)反應(yīng)器由于幾何尺寸大，不可能做到瞬間混合，造成產(chǎn)品產(chǎn)率降低。并且在常規(guī)反應(yīng)器中，顏料顆粒的生成是隨著物料的加入逐漸進(jìn)行的，這個(gè)過(guò)程往往持續(xù)數(shù)十分鐘至數(shù)小時(shí)，由于在不同時(shí)間段的反應(yīng)情況不同，就造成反應(yīng)中生成的顏料顆粒晶型和粒徑都不一致，而且后生成的顏料顆?？赡苌L(zhǎng)在先生成的顏料顆粒上，造成整個(gè)產(chǎn)品的粒徑分布很寬，產(chǎn)品色光性質(zhì)較差，不利于顏料在對(duì)粒徑和色光有要求的產(chǎn)業(yè)方面的應(yīng)用，如包覆顏料墨水、原液著色用色漿等方面。因此偶氮顏料的常規(guī)間歇式反應(yīng)存在不同批次產(chǎn)品間的產(chǎn)量、粒徑和色光性質(zhì)的差異，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，急需開發(fā)偶氮顏料的偶合連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)，提升偶氮顏料的產(chǎn)品質(zhì)量。[0003]連續(xù)化技術(shù)是指反應(yīng)物料在流動(dòng)中進(jìn)行快速混合并反應(yīng)，由于反應(yīng)物的反應(yīng)條件相同，所以產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，可以顯著降低批差問(wèn)題，因此連續(xù)化技術(shù)在化學(xué)合成中占有及其重要的地位。連續(xù)化反應(yīng)器主要包括微反應(yīng)器與管式反應(yīng)器兩種類型。RobertC.R.Wootton等人用苯胺重氮鹽和2-萘酷在微反應(yīng)器中進(jìn)行偶合反應(yīng)連續(xù)化，合成了相應(yīng)的偶氮顏料（On-chipgenerationandreactionofunstableintermediates-monolithicnanoreactorsfordiazoniumchemistry:Azodyes.LabonaChip，2002,2(I):5-7)，但是，微反應(yīng)器的制作工藝復(fù)雜，窄通道增加了通道堵塞的幾率，且微反應(yīng)器的物料處理量小，較難于用于大規(guī)模顏料生產(chǎn)。而管式反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、生產(chǎn)能力大、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、節(jié)省動(dòng)力的特點(diǎn)，是應(yīng)用較多的一種連續(xù)操作反應(yīng)器，尤其是混合效率較高的螺旋管型反應(yīng)器。但是對(duì)于普通的螺旋管反應(yīng)器，流體在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的一對(duì)方向相反的二次流漩渦將流體分成了兩個(gè)封閉的區(qū)域，不利于均勻混合（Chaoticanalysisofmixingenhancementinsteadylaminarflowsthroughmultiplepipebends.InternationalJournalofHeatandMassTransfer.2007,50(7)：1238-1247)。中國(guó)授權(quán)的發(fā)明專利CN102618063B公開了一種同時(shí)具有縮放結(jié)構(gòu)和螺旋結(jié)構(gòu)的縮放螺旋混合器，連續(xù)化合成了水溶性偶氮染料。但縮放結(jié)構(gòu)不適用于偶氮顏料的合成，因?yàn)轭伭喜蝗苡谒?，容易在縮放結(jié)構(gòu)處沉降堆積，降低了混合和反應(yīng)效率。[0004]具有分支結(jié)構(gòu)的混合器（通過(guò)增加流動(dòng)通道的數(shù)量來(lái)構(gòu)成分支結(jié)構(gòu)）在結(jié)構(gòu)上不存在產(chǎn)生沉降堆積的混合死區(qū)，并可以改變主流體的流動(dòng)軌跡，提高混合性能(Microstructureforefficientcontinuousflowmixing.Analyticalcommunications.1999,36(6):213-215)。但目前分支混合器主要為平面的分支結(jié)構(gòu)，未見分支螺旋結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器及在此結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中進(jìn)行連續(xù)化反應(yīng)的相關(guān)報(bào)道?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種偶氮顏料在分支螺旋管中的連續(xù)化制備方法。[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：[0007]-種偶氮顏料在分支螺旋管中的連續(xù)化制備方法，所述制備方法包括以下步驟：(1)芳香胺或雜環(huán)芳胺的重氮化反應(yīng)；（2)偶合反應(yīng)；以及可選地（3)色淀化；其特征在于：至少步驟（2)在分支螺旋管中進(jìn)行。[0008]其中，所述分支螺旋管反應(yīng)器由螺旋管交叉連接而成，其連接數(shù)為10?5000,螺旋管的內(nèi)徑為2?50mm，曲率半徑為5?500mm，螺距為5?100mm。作為優(yōu)選地，連接數(shù)為10?3000,內(nèi)徑為2?20mm，曲率半徑為5?50mm，螺距為5?50mm。[0009]其中，所述重氮化反應(yīng)在分支螺旋管中進(jìn)行，或者不在分支螺旋管中進(jìn)行。[0010]其中，所述色淀化在分支螺旋管中進(jìn)行，或者不在分支螺旋管中進(jìn)行。[0011]其中，當(dāng)重氮化反應(yīng)在分支螺旋管內(nèi)連續(xù)化進(jìn)行時(shí)，先將欲重氮化的芳香胺或雜環(huán)芳胺溶于鹽酸或硫酸或乙酸的水溶液或有機(jī)溶劑中，有機(jī)溶劑優(yōu)選N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺，四氫呋喃、二甲基亞砜、乙酸乙酯，將得到的溶液連續(xù)泵入分支螺旋管反應(yīng)器內(nèi)。同時(shí)，將亞硝酸鈉或亞硝酰硫酸的溶液連續(xù)泵入分支螺旋管反應(yīng)器內(nèi)。在混合器內(nèi)，兩股物料不斷相互混合并反應(yīng)，形成重氮鹽。[0012]重氮化的胺類包括伯芳胺或苯的多胺衍生物，或者蒽醌胺的衍生物，或雜環(huán)芳胺，苯環(huán)或雜化芳香胺可以含有取代基的或不含有取代基，含有的取代基可以是以下一種或多種取代基：烷基，烷氧基，齒素，硝基，乙酰胺基，磺酰胺基，烷基羧基，磺酸基或羧基。重氮化的芳胺或雜環(huán)芳胺優(yōu)選2-甲氧基-4-硝基苯胺，4-甲基-2-硝基苯胺，2,5-二氯苯胺，硝基氨基甲苯，4-氯_2_硝基苯胺，4-氨基-甲苯_3_橫酸，4-氯苯胺，2,4-二氯苯胺，4-硝基苯胺，3-硝基-4-氨基苯甲醚，2-氯-4-硝基苯胺，2-氨基-苯甲醚-4-磺酰二乙胺，5-氯_2_氨基甲苯，4-氯_2_氨基甲苯，4-硝基-2氨基甲苯，5-硝基-2氨基甲苯，4-硝基-2-氨基苯甲醚，氨基苯甲酸甲酯，2-氯-4-氨基甲苯-5-磺酸，2-氯-5-氨基甲苯-4-磺酸，4-氯苯胺-3-磺酸，苯胺-2,5-雙磺酸，2-氯-氨基乙苯基-4-磺酸，1-萘胺，2_萘胺-1-磺酸，5-氨基-6-甲基-苯并咪唑酮，3-氨基-4-甲氧基-N，N-二乙基苯磺酰胺，3-氨基-4-甲氧基苯甲酰苯胺。[0013]其中，在步驟（2)中，將制備好的重氮鹽的水溶液與偶合組分的水溶液或懸浮液連續(xù)泵入分支螺旋管內(nèi)，兩股物料相互混合并反應(yīng)；偶氮顏料的偶合反應(yīng)優(yōu)先選擇在水溶液在進(jìn)行，但也可使用有機(jī)溶劑與水的混合溶劑，有機(jī)溶劑優(yōu)選N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、二甲基亞砜、乙酸乙醋。偶合組分中可以加入表面活性劑，如松香、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺。[0014]其中，偶合組分包括芳基吡唑啉酮、乙酰乙酰苯胺、萘酚及其衍生物，結(jié)構(gòu)如下所示：[0015][0016]【權(quán)利要求】1.一種偶氮顏料在分支螺旋管中的連續(xù)化制備方法，所述制備方法包括以下步驟：(1)芳香胺或雜環(huán)芳胺的重氮化反應(yīng)；（2)偶合反應(yīng)；以及可選地（3)色淀化；其特征在于：至少步驟（2)在分支螺旋管中進(jìn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備方法，其特征在于：所述分支螺旋管反應(yīng)器由螺旋管交叉連接而成，其連接數(shù)為10?5000,螺旋管的內(nèi)徑為2?50mm，曲率半徑為5?500mm，螺距為5?100mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備方法，其特征在于：所述重氮化反應(yīng)在分支螺旋管中進(jìn)行，或者不在分支螺旋管中進(jìn)行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備方法，其特征在于：所述色淀化在分支螺旋管中進(jìn)行，或者不在分支螺旋管中進(jìn)行。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備方法，其特征在于：步驟（1)、步驟（2)和步驟（3)的兩個(gè)或三個(gè)是應(yīng)用兩個(gè)或三個(gè)分支螺旋管的串聯(lián)來(lái)進(jìn)行的。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備方法，其特征在于：步驟（1)中，芳香胺或雜環(huán)芳胺或其銨鹽溶液或懸浮液與重氮化試劑的溶液通過(guò)蠕動(dòng)泵同時(shí)連續(xù)引入到分支螺旋管反應(yīng)器中，在分支螺旋管中混合、反應(yīng)，芳香胺或雜環(huán)芳胺或其銨鹽溶液或懸浮液的流量為1?90ml/min，重氮化試劑溶液的流量為1?90ml/min。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備方法，其特征在于：步驟（2)中，重氮鹽的溶液或懸浮液與偶合組分的溶液或懸浮液通過(guò)蠕動(dòng)泵同時(shí)連續(xù)引入到分支螺旋管中，在分支螺旋管中混合、反應(yīng)，重氮鹽的溶液或懸浮液的流量為1?90ml/min，偶合組分的流量為1?90ml/min〇8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)化制備方法，其特征在于：步驟（2)中，重氮鹽的溶液或懸浮液與偶合組分的溶液或懸浮液，在分支螺旋管中利用一個(gè)或多個(gè)熱控制器的方法達(dá)到反應(yīng)溫度。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)化制備方法，其特征在于：步驟（2)中，在偶合反應(yīng)中，在偶合組分中加入碳酸鈉或氫氧化鈉或緩沖溶液來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備方法，其特征在于：所述步驟（3)中，含有羧基或磺酸基的偶合反應(yīng)產(chǎn)物的溶液與金屬鹽溶液通過(guò)蠕動(dòng)泵同時(shí)連續(xù)引入到分支螺旋管反應(yīng)器中，在分支螺旋管中混合、反應(yīng)，偶合反應(yīng)產(chǎn)物溶液的流量為1?90ml/min，金屬鹽溶液的流量為1?90ml/min?！疚臋n編號(hào)】C09B67/20GK104479394SQ201410852352【公開日】2015年4月1日申請(qǐng)日期:2014年12月31日優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日【發(fā)明者】杜長(zhǎng)森,梁棟,盧圣國(guó),梅成國(guó),周華申請(qǐng)人:蘇州世名科技股份有限公司