分散蓝60#磺化反应实验报告

实验报告名称：分散蓝60#磺化反应实验报告

试验编号：分散蓝60#磺化-005

实验目的：完全按照工艺条件参数，溶剂脱水，验证工艺路线

操作人：侯龙

报告编制人：郭俊超

时间：2020年12月25日-31日

1.反应原理：

主反应方程式：

副反应：

HSO3Cl + H2O → HCl + H2SO4

中和反应：

副反应：

ClSO3H + 3NaOH → NaCl + Na2SO4 + 2H2O

2.试验试剂：

1，4-二氨基蒽醌（88%）、邻二氯苯（99%）、氯磺酸(99.5%)、氢氧化钠（96%）、蒸馏水。

3.主要化学试剂理化性质：

4.试验仪器：

电加热套（力晨科技）、JJ-1精密増力电动搅拌器（丹瑞仪器、常州国宇仪器制造有限公司）、循环水式真空泵（SHZ-DⅢ，河南省豫华仪器有限公司）、250ml四口烧瓶、磨口三角漏斗、恒压滴液漏斗、250ml烧杯、气体洗瓶装置、导气管、蒸馏头、直型冷凝管、尾接管、接受瓶、玻璃塞、温度计、电子天平等。

5.反应过程及状态描述：

物料投料比例：

5.1投料：

（1）2020.12.25 14:15依次用天平称取1，4-二氨基蒽醌17.06g（摩尔数0.06mol）、邻二氯苯200.4g（摩尔数1.36mol）至于四口烧瓶中，开启搅拌（1,4-二氨基蒽醌在邻二氯苯中不能完全溶解，低速搅拌，搅拌速率无法确定）。体系中为紫黑色，开启负压，P=-0.1MPa，打开电热套加热，开始蒸馏体系中的水分。

（2）14:30温度为70℃，蒸馏头有水渍出现。14:40，温度为100℃，结束蒸馏并降温。收集到蒸出水分1.06g。

（3）15:19温度为50℃，开始滴加氯磺酸27.69g（摩尔数0.40mol），滴加速度1滴/秒，滴加过程中有明显升温现象，并伴随着尾气吸收处有气泡产生。体系黑色加深，粘度变大。

（4）15:37滴加毕，温度为57℃。体系仍为黑色粘稠状态。打开电热套开始升温至80℃。

5.2反应过程：

（1）16:00温度达到80℃，保温0.5h。

（2）16:30温度为85℃。升温至110℃，保温0.5h。

（3）17:10温度为112℃，升温至135℃，保温。

（4）17:35温度为132℃，取样检测，（见附图一，分散蓝60#磺化005-01）。

（5）18:26温度为130℃，取样检测，（见附图二，分散蓝60#磺化005-02）。

（6）18:48温度为126℃，关闭加热，降温

（7）19:36温度为60℃，补加19.5g氯磺酸，滴加速度1滴/秒，滴加过程中伴随着尾气吸收处有气泡产生。

（8）19:50温度为65℃，滴加毕，打开加热，升温至80℃后保温。

（9）20:21温度为80℃，升温至110℃。

（10）20:30温度为90℃，取样检测，（见附图三，分散蓝60#磺化005-03）。

（11）20:58温度为92℃，取样检测，（见附图四，分散蓝60#磺化005-04）。

（12）21:11关闭实验。

5.3中和、减压蒸馏

（1）2020-12-27 08:30，温度为20℃，升温至50℃

（2）09:33温度为52℃，开始滴加30%NaOH水溶液55.75g。滴加过程中有明显升温现象。

（3）10:00温度为90℃，滴加毕。补加30%NaOH水溶液12.43g。搅拌状态下降温。

（4）10:30温度为75℃，加入180g水，继续搅拌降温。

（5）11:15温度为30℃，开始升温减压蒸馏。

（6）11:40温度为57℃，开始有馏分馏出。

（7）12:00温度为75℃，馏分稳定馏出。

（8）12:25温度为83℃，体系内状态发生变化，变成澄清状态，体系流动情况较好。

（9）13:32温度为80℃，补加大约40g的水，继续蒸馏。

（10）14;55温度为90℃，暂停蒸馏，搅拌状态下补加30g30%的NaOH水溶液。

（11）15:05温度为72℃，补加大约40g的水，开始减压蒸馏。

（12）15:21温度为60℃，开始有馏分馏出。

（13）16:13温度为70℃，补加大约30g的水，继续蒸馏。

（14）17:13温度为80℃，共计加入442.3g水，共蒸出417.47g馏分，其中邻二氯苯120mL（大约156g），继续蒸馏。

（15）17:23温度为65℃，补加49.2g的水，继续蒸馏。

（16）17:46温度为75℃，又收得25.89g馏分，其中大约5mL邻二氯苯，累计收得邻二氯苯125mL（约163g）。

（17）18:20温度为80℃，略有喷料，补加10.21g的水，继续蒸馏。

（18）18:35暂停实验。

（19）2020.12.28 08:00温度为13℃，开始升温减压蒸馏。

（20）08:55温度为80℃，关闭减压，开始常压蒸馏。

（21）09:55温度为100℃，开始有馏分馏出。取样检测，（见附图五，分散蓝60#磺化005-05）。

（22）11:15温度为100℃，停止蒸馏，趁热过滤。开始时过滤比较好过，随着滤饼量的增多，过滤速度有所减慢。

（23）11:40共得到400g紫黑色清亮母液。向母液中加入288.81g 6mol/L的稀硫酸充分搅拌，调PH值至1，体系由紫黑色变成棕黑色浑浊状态。

（24）12:06将滤饼分两次共用300g的热水淋洗，得到264.15g的滤液。

（25）12:29将酸析的后的母液过滤，过滤速度较慢，体系比较粘稠。

（26）23:00过滤毕，得到湿品53.43g，得滤液739.59g。

（26）2020.12.30 09:00将过滤滤饼湿品与酸析滤饼湿品分别放置于烘箱中烘干。

（26）2020.12.31 09:00过滤滤饼烘干毕，得到6.61g产品，取样检测，（见附图六，分散蓝60#磺化005-06）。酸析滤饼烘干毕，得到24.87g产品，取样检测，（见附图七，分散蓝60#磺化005-07）

6.分析方法：

分散蓝60#-磺化的检测：岛津LC-2030Plus液相色谱：流动相为乙腈：水=3：7，流速1mL/min，检测波长254nm，柱温箱温度30℃，检测时间40min。

7.实验结果：

7.1 产率与品质

反应产率为：110.7%。产品纯度为：57.01%

7.2 物料平衡

7.3 废水分析：颜色为黑褐色，pH值：？、COD：？、氨氮值？、TDS：？（未做检测）。

8.总结分析

8.1实验得到的总收率大于100%，说明产物中还含有大量的盐未除去，需要在后续的反应中调整工艺。

8.2反应不彻底，仍有少量原料剩余，说明料比及温度控制上可能存在问题，待进一步实验验证。

8.3蒸馏时间过长，蒸馏工艺待优化。

9.实验数据

10.

反应相关照片

反应相关照片

11.气相色谱图见附件

附图一，分散蓝60#磺化005-01

附图二，分散蓝60#磺化005-02

附图三，分散蓝60#磺化005-03

附图四，分散蓝60#磺化005-04

附图五，分散蓝60#磺化005-05

附图六，分散蓝60#磺化005-06

附图七，分散蓝60#磺化005-07

12.存在的问题与改进措施

12.1检测方法存在问题，检测结果存在冲突的地方。邻二氯苯在液相中也会出峰，在积分时该峰会对结果产生较大影响，导致该反应在检测上存在较大偏差。后续会优化测试条件及积分方法。

12.2通过液相谱图可知，产品纯度较低，并含有两个大杂质，由于没有LC-MS，无法具体判断产物及杂质的结构，只能用现有产品继续往下做来验证结构是否正确。

12.3 酸析的过程中会有盐析出，导致产率大于理论量，在下一步反应中会严重影响物料的衡算。初步打算在酸析过滤完在采用加水溶解再过滤的方式除掉其中的盐。