本发明属于精细化工产品合成
技术领域：
，具体涉及一种对硝基苯酚钠的合成工艺。
背景技术：
：对硝基苯酚钠是一种重要精细化工中间体，可用作制造农药对硫磷、甲基对硫磷的原料，经酸化还原可制得对氨基苯酚，而后者是显影剂、医药及染料的重要中间体，对硝基苯酚钠生产工艺如下：将一定体积浓度为133-136g/l的氢氧化钠溶液加入水解釜中，再加入定量熔融的对硝基氯苯，充入空气0.8kg/cm2后加热物料温度到157℃，釜内压カ为0.6mpa，然后停止加热，水解反应放热使温度和压力自然上升至168℃、0.75mpa，维持3.5h后冷却降温到120℃，利用釜内余压，将料压至结晶器冷却结晶，真空吸滤，得产品。该工艺的生产效率低，产品收率低，而且生产过程中产生大量的废水，劳动强度大。根据热化学理论，对硝基氯化苯和氢氧化钠的水解反应，是放热反应，△h＝178kj/mol，参与水解反应的氢氧化钠浓度不宜过高，碱浓度过高易产生黑料；碱浓度提高，反应速度成倍提高，瞬间释放的大量热，釜内温度、压力上升的过快，难以控制，同时高温、压力、碱性条件下生成的对硝基苯酚钠会发生还原缩合反应，形成黑料现象。技术实现要素：本发明提供一种对硝基苯酚钠的合成工艺。本发明要解决的技术问题：传统的工业生产中常常需要投入过量氢氧化钠以保证获得高的转化率和较快的反应速度，这样导致了副产物的增加，对硝基氯化苯和氢氧化钠的水解反应，是放热反应，△h＝178kj/mol，参与水解反应的氢氧化钠浓度不宜过高，碱浓度过高易产生黑料；碱浓度提高，反应速度成倍提高，瞬间释放的大量热，釜内温度、压力上升的过快，难以控制，同时高温、压力、碱性条件下生成的对硝基苯酚钠会发生还原缩合反应，形成黑料现象。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种对硝基苯酚钠的合成工艺，包括如下步骤：第一步、向反应釜中通入氮气，然后将反应釜预热至160-165℃，压力控制在0.75-0.8mpa，向对硝基氯苯中加入季铵盐表面活性剂，然后将对硝基氯苯和氢氧化钠溶液预热至150-155℃；第二步、进料，进料时控制对硝基氯苯的流量为600-640g/h，氢氧化钠溶液的流量为5100-5200g/h；第三步、将得到的反应液冷却结晶，得到对硝基苯酚钠。进一步地，季铵盐表面活性剂通过如下步骤制备：步骤s11、将亚硫酸钠和去离子水混合，制得饱和溶液，设置温度为85℃，滴加环氧氯丙烷，控制滴加时间为1.5-2h，滴加结束后，保持温度不变，继续反应1.5h，反应结束后，将反应液的温度降至室温，析出晶体，然后减压抽滤，用去离子水重结晶，得到中间体1；反应过程如下所示：步骤s12、将二甲苯和二乙烯三胺混合，设置温度为90℃，将混合后的二甲苯和二乙烯三胺滴加到苯甲酸中，滴加结束后，继续升温至140-150℃，在该温度下继续反应3h，然后将温度升为240℃，继续反应3h，反应结束后，得到中间体2；反应过程如下所示：步骤s13、将步骤s12中得到的中间体2降温至80℃，然后加入中间体1，继续搅拌反应4h，得到季铵盐表面活性剂。反应过程如下所示：进一步地，步骤s11中亚硫酸钠和环氧氯丙烷的用量摩尔比为1.2：1；步骤s12中二甲苯、二乙烯三胺和苯甲酸的用量比为20ml：1g：1.4g；步骤s13中中间体2和中间体1的用量质量比为1：1。进一步地，氢氧化钠溶液的质量分数为4-8％；硝基氯苯和季铵盐表面活性剂的用量质量比为100：9-11；硝基氯苯和氢氧化钠的摩尔比为1：1.7-1.9。本发明的有益效果：本发明通过在对硝基苯酚钠的合成中添加了季铵盐表面活性剂，加入季铵盐表面活性剂后，可以形成一个相对均一的环境，使得反应更加温和，在一定程度上防止局部反应过快，形成黑料，导致副反应的发生；另外，反应过程中产生的气泡，形成一个小的反应环境，提高了反应效率，进一步提高了收率和纯度。本发明制得的季铵盐表面活性剂的结构中含有芳基咪唑啉结构，具有良好的热稳定性，在后期使用过程中耐温性好，且结构中含有磺酸基团具有优异的耐碱性，该磺化季铵盐表面活性剂在合成工艺的高温及碱性条件下具有良好增溶性能，同时生物降解性好，生成的废水易处理。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1制备季铵盐表面活性剂：步骤s11、将亚硫酸钠和去离子水混合，制得饱和溶液，设置温度为85℃，滴加环氧氯丙烷，控制滴加时间为1.5h，滴加结束后，保持温度不变，继续反应1.5h，反应结束后，将反应液的温度降至室温，析出晶体，然后减压抽滤，用去离子水重结晶，得到中间体1；步骤s12、将二甲苯和二乙烯三胺混合，设置温度为90℃，将混合后的二甲苯和二乙烯三胺滴加到苯甲酸中，滴加结束后，继续升温至140℃，在该温度下继续反应3h，然后将温度升为240℃，继续反应3h，反应结束后，得到中间体2；步骤s13、将步骤s12中得到的中间体2降温至80℃，然后加入中间体1，继续搅拌反应4h，得到季铵盐表面活性剂。其中，步骤s11中亚硫酸钠和环氧氯丙烷的用量摩尔比为1.2：1；步骤s12中二甲苯、二乙烯三胺和苯甲酸的用量比为20ml：1g：1.4g；步骤s13中中间体2和中间体1的用量质量比为1：1。实施例2制备季铵盐表面活性剂：步骤s11、将亚硫酸钠和去离子水混合，制得饱和溶液，设置温度为85℃，滴加环氧氯丙烷，控制滴加时间为1.8h，滴加结束后，保持温度不变，继续反应1.5h，反应结束后，将反应液的温度降至室温，析出晶体，然后减压抽滤，用去离子水重结晶，得到中间体1；步骤s12、将二甲苯和二乙烯三胺混合，设置温度为90℃，将混合后的二甲苯和二乙烯三胺滴加到苯甲酸中，滴加结束后，继续升温至145℃，在该温度下继续反应3h，然后将温度升为240℃，继续反应3h，反应结束后，得到中间体2；步骤s13、将步骤s12中得到的中间体2降温至80℃，然后加入中间体1，继续搅拌反应4h，得到季铵盐表面活性剂。其中，步骤s11中亚硫酸钠和环氧氯丙烷的用量摩尔比为1.2：1；步骤s12中二甲苯、二乙烯三胺和苯甲酸的用量比为20ml：1g：1.4g；步骤s13中中间体2和中间体1的用量质量比为1：1。实施例3制备季铵盐表面活性剂：步骤s11、将亚硫酸钠和去离子水混合，制得饱和溶液，设置温度为85℃，滴加环氧氯丙烷，控制滴加时间为2h，滴加结束后，保持温度不变，继续反应1.5h，反应结束后，将反应液的温度降至室温，析出晶体，然后减压抽滤，用去离子水重结晶，得到中间体1；步骤s12、将二甲苯和二乙烯三胺混合，设置温度为90℃，将混合后的二甲苯和二乙烯三胺滴加到苯甲酸中，滴加结束后，继续升温至150℃，在该温度下继续反应3h，然后将温度升为240℃，继续反应3h，反应结束后，得到中间体2；步骤s13、将步骤s12中得到的中间体2降温至80℃，然后加入中间体1，继续搅拌反应4h，得到季铵盐表面活性剂。其中，步骤s11中亚硫酸钠和环氧氯丙烷的用量摩尔比为1.2：1；步骤s12中二甲苯、二乙烯三胺和苯甲酸的用量比为20ml：1g：1.4g；步骤s13中中间体2和中间体1的用量质量比为1：1。实施例4第一步、向反应釜中通入氮气，然后将反应釜预热至160℃，压力控制在0.75mpa，向对硝基氯苯中加入季铵盐表面活性剂，然后将对硝基氯苯和氢氧化钠溶液预热至150℃；第二步、进料，进料时控制对硝基氯苯的流量为600g/h，氢氧化钠溶液的流量为5100g/h；第三步、将得到的反应液冷却结晶，得到对硝基苯酚钠。其中，氢氧化钠溶液的质量分数为4％；硝基氯苯和季铵盐表面活性剂的用量质量比为100：9；硝基氯苯和氢氧化钠的摩尔比为1：1.7。季铵盐表面活性剂为实施例2中制得的。实施例5第一步、向反应釜中通入氮气，然后将反应釜预热至162℃，压力控制在0.75mpa，向对硝基氯苯中加入季铵盐表面活性剂，然后将对硝基氯苯和氢氧化钠溶液预热至150℃；第二步、进料，进料时控制对硝基氯苯的流量为620g/h，氢氧化钠溶液的流量为5150g/h；第三步、将得到的反应液冷却结晶，得到对硝基苯酚钠。其中，氢氧化钠溶液的质量分数为6％；硝基氯苯和季铵盐表面活性剂的用量质量比为10：1；硝基氯苯和氢氧化钠的摩尔比为1：1.8。季铵盐表面活性剂为实施例2中制得的。实施例6第一步、向反应釜中通入氮气，然后将反应釜预热至165℃，压力控制在0.8mpa，向对硝基氯苯中加入季铵盐表面活性剂，然后将对硝基氯苯和氢氧化钠溶液预热至155℃；第二步、进料，进料时控制对硝基氯苯的流量为640g/h，氢氧化钠溶液的流量为5200g/h；第三步、将得到的反应液冷却结晶，得到对硝基苯酚钠。其中，氢氧化钠溶液的质量分数为8％；硝基氯苯和季铵盐表面活性剂的用量质量比为100：11；硝基氯苯和氢氧化钠的摩尔比为1：1.9。季铵盐表面活性剂为实施例2中制得的。对比例1不加实施例5中的季铵盐表面活性剂，其余原料及制备过程保持不变。记录实施例4-6和对比例1中产品的收率和纯度，结果如下表1所示：表1项目实施例4实施例5实施例6对比例1产率％92.2192.9191.8285.12纯度％99.1499.2299.1680.31从上表1可知在制备对硝基苯酚钠的过程中加入季铵盐表面活性剂，在降低用碱量条件下，产品的收率和纯度保持稳定。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本
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的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种对硝基苯酚钠的合成工艺，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、向反应釜中通入氮气，然后将反应釜预热至160-165℃，压力控制在0.75-0.8mpa，向对硝基氯苯中加入季铵盐表面活性剂，然后将对硝基氯苯和氢氧化钠溶液预热至150-155℃；
第二步、进料，进料时控制对硝基氯苯的流量为600-640g/h，氢氧化钠溶液的流量为5100-5200g/h；
第三步、将得到的反应液冷却结晶，得到对硝基苯酚钠。
2.根据权利要求1所述的一种对硝基苯酚钠的合成工艺，其特征在于，季铵盐表面活性剂通过如下步骤制备：
步骤s11、将亚硫酸钠和去离子水混合，制得饱和溶液，设置温度为85℃，滴加环氧氯丙烷，控制滴加时间为1.5-2h，滴加结束后，保持温度不变，继续反应1.5h，反应结束后，进行后处理，得到中间体1；
步骤s12、将二甲苯和二乙烯三胺混合，设置温度为90℃，将混合后的二甲苯和二乙烯三胺滴加到苯甲酸中，滴加结束后，继续升温至140-150℃，在该温度下继续反应3h，然后将温度升为240℃，继续反应3h，反应结束后，得到中间体2；
步骤s13、将步骤s12中得到的中间体2降温至80℃，然后加入中间体1，继续搅拌反应4h，得到季铵盐表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的一种对硝基苯酚钠的合成工艺，其特征在于，步骤s11中亚硫酸钠和环氧氯丙烷的用量摩尔比为1.2：1；步骤s12中二甲苯、二乙烯三胺和苯甲酸的用量比为20ml：1g：1.4g；步骤s13中中间体2和中间体1的用量质量比为1：1。
4.根据权利要求1所述的一种对硝基苯酚钠的合成工艺，其特征在于，氢氧化钠溶液的质量分数为4-8％；硝基氯苯和季铵盐表面活性剂的用量质量比为100：9-11；硝基氯苯和氢氧化钠的摩尔比为1：1.7-1.9。
技术总结本发明公开一种对硝基苯酚钠的合成工艺，属于精细化工产品合成技术领域，合成工艺包括如下步骤：第一步、向反应釜中通入氮气，然后将反应釜预热至160‑165℃，压力控制在0.75‑0.8MPa，向对硝基氯苯中加入季铵盐表面活性剂，然后将对硝基氯苯和氢氧化钠溶液预热至150‑155℃；第二步、进料，进料时控制对硝基氯苯的流量为600‑640g/h，氢氧化钠溶液的流量为5100‑5200g/h；第三步、将得到的反应液冷却结晶，得到对硝基苯酚钠。本发明通过在对硝基苯酚钠的合成中添加了季铵盐表面活性剂，使得反应更加温和，在一定程度上防止局部反应过快，形成黑料，导致副反应的发生，进一步提高了收率和纯度。
技术研发人员：陈斌;陈永贵;过学军;黄中桂;熊刚;姚翔;曹明晶
受保护的技术使用者：安徽东至广信农化有限公司
技术研发日：2021.05.17
技术公布日：2021.08.03
