一種改進(jìn)的染料合成工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及染料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改進(jìn)的染料合成工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]直接耐曬黑G染料，即直接黑19，分子式為C34H27N13Na207S2，多偶氮類化合物，主要用于棉、黏膠纖維、以及棉、黏膠纖維與蠶絲、羊毛交織混合物的染色和直接印花，是一種常用的直接染料。
[0003]現(xiàn)階段常用的黑G生產(chǎn)工藝為“對(duì)硝基苯胺重氮化-一次偶合-二次偶合-還原-鹽析及過濾-黑色基溶解-三次重氮化-三次偶合-酸析/噴霧干燥”，生產(chǎn)過程中會(huì)用到大量酸堿，產(chǎn)生的廢水中含有苯胺類物質(zhì)，帶有色基的大分子物質(zhì)及大量無機(jī)鹽。因此該廢水毒性大，高鹽分，高C0D，難以后續(xù)處理，直接排放對(duì)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重污染。
[0004]目前對(duì)于黑G廢水的處理主要是采用混凝沉降法、吸附法和Fe/C法。以上這些方法處理后廢水中仍含有大量的鹽分，這些鹽一般是通過蒸餾法析出，但是蒸餾法需要消耗大量熱能，且析出的鹽純度不高，后續(xù)利用困難。
[0005]雙極膜電滲析是將雙極膜引入到常規(guī)電滲析過程的一種新型電驅(qū)動(dòng)膜技術(shù)。雙極膜是一種新型陰陽離子復(fù)合膜，在陰陽離子交換層之間有一個(gè)中間層，在反向直流電場(chǎng)的作用下，中間層會(huì)發(fā)生水解離產(chǎn)生H+和0H—，并分別透過兩邊的膜向兩側(cè)溶液中迀移。雙極膜電滲析技術(shù)充分利用雙極膜的這一特性，在電場(chǎng)的作用下，不引入其他組分，即可將鹽類轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)的酸堿。
[0006]直接黑G生產(chǎn)過程產(chǎn)生的鹽析廢水中含有部分苯胺類生產(chǎn)原料及中間體產(chǎn)品，且含有5%_8% (以廢水質(zhì)量為基準(zhǔn))氯化鈉，0.4%_0.6% (以廢水質(zhì)量為基準(zhǔn))硫酸鈉。直接黑G生產(chǎn)過程中的重氮偶合、酸析、堿析等過程均需要用到大量酸堿，將廢水中的鹽類轉(zhuǎn)化成酸堿，充分利用廢水中的鹽類，提高廢水處理的附加價(jià)值。
[0007]活性紅K-2BP染料的合成路線為“一次縮合-重氮-偶合-二次縮合-酸析鹽析”，是由Η酸和三聚氯氰縮合產(chǎn)物與鄰氨基苯磺酸的重氮產(chǎn)物偶合，得到的偶合產(chǎn)物與鄰氯苯胺再次縮合，再次縮合的產(chǎn)物經(jīng)酸析鹽析，得到產(chǎn)品。
[0008]活性橙KN-5R染料是由γ酸?；a(chǎn)物與對(duì)位酯重氮產(chǎn)物偶合得到的產(chǎn)物經(jīng)鹽析得到的。
[0009]直接紅F2G是由J酸與三聚氯氰二次縮合產(chǎn)物與對(duì)氨基苯甲醚-3-磺酸的重氮產(chǎn)物縮合，產(chǎn)物再與二乙醇胺偶合，鹽析過濾得到。
[0010]直接耐曬藍(lán)B2RL是由氨基C酸的重氮產(chǎn)物與甲萘胺偶合后，偶合產(chǎn)物再重氮后與克酸偶合-重氮，重氮產(chǎn)物與J酸偶合，偶合產(chǎn)物經(jīng)鹽析得到最終產(chǎn)品。
[0011]酸性黑BNG是由對(duì)硝基苯胺重氮產(chǎn)物與Η酸的偶合產(chǎn)物與DASA重氮鹽進(jìn)行二次偶合，二次偶合產(chǎn)物與間苯二胺進(jìn)行三次偶合，即得到酸性黑210的水溶液，經(jīng)過鹽析、酸析、壓濾、吹風(fēng)，干燥可得成品酸性黑210。
[0012]弱酸艷紅Β是由二苯醚的重氮產(chǎn)物與Η酸偶合得到弱酸艷紅Β溶液，經(jīng)過鹽析、過濾得到產(chǎn)品。
[0013]活性灰K-B4RP和活性黑K-BG生產(chǎn)方法相似，不同之處在于鹽析后的步驟?；钚曰襅-B4RP合成路線為:重氮-偶合-鹽析-色劑鈷化-二級(jí)縮合-酸析鹽析。活性黑K-BG合成路線為:重氮-偶合-鹽析-色劑鈷化、鉻化-二級(jí)縮合-酸析鹽析。
[0014]上述一類染料生產(chǎn)工藝的鹽析過程中產(chǎn)生的廢水含有大量氯化鈉鹽以及產(chǎn)品和副廣品的殘留。
[0015]傳統(tǒng)處理方法中，將這些廢水高溫噴干或是濃縮蒸鹽，前者得到的固廢無法利用，且處理費(fèi)用高;后者得到的鹽品質(zhì)較好，但是仍然較難售出，且能耗高，運(yùn)行費(fèi)用高。更重要的是，采用這種處理模式，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中會(huì)源源不斷的產(chǎn)生廢水廢鹽，處理成本很高，因此，需要探索一種高效且低成本的資源化處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的染料合成工藝，對(duì)鹽析步驟中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行預(yù)處理，得到干凈的含鹽水，然后將此含鹽水通過雙極膜處理系統(tǒng)，制備干凈的酸和堿，回用到生產(chǎn)工藝中，既處理了廢水，又降低了染料的生產(chǎn)成本，使染料的生產(chǎn)更清潔化。
[0017]一種改進(jìn)的染料合成工藝，包括:
[0018]步驟1，對(duì)染料生產(chǎn)過程中的含鹽廢水進(jìn)行預(yù)處理，得到含鹽水；
[0019]所述預(yù)處理為中和過濾、微電解、Fenton氧化、絮凝、吸附、臭氧氧化、濕式氧化中的至少一種；
[0020]步驟2，利用雙極膜電滲析對(duì)含鹽水進(jìn)行處理，得到酸性溶液和堿性溶液；
[0021 ]步驟3，將酸性溶液和堿性溶液回用至染料生產(chǎn)工藝中。
[0022]本發(fā)明對(duì)染料生產(chǎn)過程中的廢水進(jìn)行預(yù)處理以及雙極膜電滲析處理，然后將得到的酸和堿回用至染料生產(chǎn)過程中，優(yōu)選地，步驟1的染料生產(chǎn)過程中包含重氮反應(yīng)步驟。進(jìn)一步優(yōu)選，步驟1的染料生產(chǎn)過程中包括重氮反應(yīng)步驟、偶合步驟和酸析鹽析步驟。
[0023]再優(yōu)選，所述的染料為直接耐曬黑G、活性紅K-2BP、活性橙KN-5R、直接紅F2G、直接耐曬藍(lán)B2RL、酸性黑BNG、弱酸艷紅B、活性灰K-B4RP、活性黑K-BG中的一種。
[0024]直接耐曬黑G、活性紅K-2BP、活性橙KN-5R、直接紅F2G、直接耐曬藍(lán)B2RL、酸性黑BNG、弱酸艷紅B、活性灰K-B4RP、活性黑K-BG等染料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鹽析廢水顯酸性，其中含有5%-30% (以鹽析廢水質(zhì)量為基準(zhǔn))的無機(jī)鹽、殘留的生產(chǎn)原料、以及中間體或副產(chǎn)品，經(jīng)過預(yù)處理后，鹽析廢水中的有機(jī)物基本去除，得到含鹽量較高的無機(jī)鹽水(即含鹽水)。
[0025]所述預(yù)處理根據(jù)需要，從中和過濾、微電解、Fenton氧化、絮凝、吸附、臭氧氧化、濕式氧化中選擇一種方式進(jìn)行，為了提高預(yù)處理的效果，也可以多種方式聯(lián)用。
[0026]本發(fā)明所針對(duì)的染料幾乎都采用氯化鈉或氯化鉀進(jìn)行鹽析，所以鹽析廢水中基本含Cl—、Na+和/或K+，但是不可避免地會(huì)摻雜少量其他離子，例如S042—，在進(jìn)行鹽析廢水處理時(shí)，可以采用氯化鈣對(duì)鹽析廢水進(jìn)行中和沉淀，以去除S042—，避免最終得到混鹽或混酸。
[0027]在微電解過程中，鐵和碳浸沒在酸性廢水中，由于鐵和碳之間的電位差，廢水中會(huì)形成無數(shù)個(gè)微原電池，鐵做陽極，碳做陰極。
[0028]陽極(Fe):Fe-2e—Fe2+
[0029]陰極(C):2H++2e—H2
[0030]反應(yīng)中產(chǎn)生的初生態(tài)的Fe2+和原子Η具有高化學(xué)活性，能改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性，使有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開環(huán)等作用，有利于后續(xù)處理。微電解反應(yīng)可以使有機(jī)物的發(fā)色基團(tuán)被破壞而除去色度，使部分難降解環(huán)狀和長(zhǎng)鏈有機(jī)物分解成易于生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性，可使部分氧化性基團(tuán)被還原后除去或降低后續(xù)處理的難度。
[0031]作為優(yōu)選，微電解過程中，pH維持在2?5，微電解試劑中，鐵和炭的質(zhì)量比為4?20:1，鐵的投加量為待處理液質(zhì)量的0.5?3%。
[0032]微電解反應(yīng)的時(shí)間為0.5?6h。隨著微電解反應(yīng)的進(jìn)行，氫離子逐漸被消耗，反應(yīng)過程中需要補(bǔ)充酸。
[0033]微電解反應(yīng)完畢后，分離所得的Fe和碳可以在微電解處理中回收利用。
[0034]作為優(yōu)選，絮凝過程中添加絮凝劑，絮凝劑的投加量為待處理液質(zhì)量的0?2%。進(jìn)一步優(yōu)選，絮凝劑的投加量為待處理液質(zhì)量的0.1?1 %。
[0035]作為優(yōu)選，吸附過程中，吸附劑的投加量為待處理液質(zhì)量的1?10%。，吸附處理時(shí)間為30?90min。進(jìn)一步優(yōu)選，吸附過程中，吸附劑的投加量為待處理液質(zhì)量的3?7%。，吸附處理時(shí)間為30?90min。
[0036]作為優(yōu)選，臭氧氧化過程中，維持待處理液的pH為8?12，臭氧氧化時(shí)間為0.5?4h0
[0037]在濕式氧化過程中，保持廢水的溫度為180_280°C、壓力為2_8Mpa，在通入空氣或氧氣的條件下進(jìn)行氧化，得到氧化處理液。高溫高壓條件下，大分子有機(jī)物的長(zhǎng)鏈或環(huán)斷裂，進(jìn)一步氧化成為小分子，例如二氧化碳、水、二氧化硫、氮?dú)?、氮氧化物、氨氣、小分子羧酸等，通過濕式氧化，廢水的C0D和色度大幅下降。
[0038]濕式氧化在催化劑的催化下，氧化效率更高，本發(fā)明采用的催化劑為均相催化劑或非均相催化劑，以催化劑中的有效成分計(jì)算，催化劑的投加量為0.05-2.5%。
[0039]非均相催化劑為負(fù)載型的銅、錳、鈷或貴金屬催化劑，例如:Pd/Ti02、Rh/Ti02、Ru/Ti02、Ru/C等。均相催化劑為含銅、鐵、錳、鈷、鎳等的氧化物或鹽，例如:CuO、CuS04、FeS04、MnS04、CoS04、Cu(N03)2等。
[0040]作為優(yōu)選，所述預(yù)處理方式如下:
[0041]步驟1-a，微電解:調(diào)節(jié)含鹽廢水的pH至2?5，加入微電解試劑，進(jìn)行微電解反應(yīng)，得到處理液I;
[0042]步驟Ι-b，絮凝:調(diào)節(jié)處理液I的pH至8?10，絮凝后過濾，得到濾液I;
[0043]步驟1-c，臭氧氧化:向?yàn)V液I中通臭氧氧化0.5?6h，以濾液I的質(zhì)量為基準(zhǔn)，向?yàn)V液I中加入0.05?0.5%的吸附劑，吸附完成后過濾。吸附劑吸附