一种邻苯二胺母液的脱氨工艺
阅读说明：本技术 一种邻苯二胺母液的脱氨工艺 (Deamination process of o-phenylenediamine mother liquor ) 是由 罗利忠 胡孝明 朱玉梅 孙曹玖 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种邻苯二胺母液的脱氨工艺,属于邻苯二胺生产技术领域。该脱氨工艺包括以下步骤：步骤一、将邻苯二胺母液经过换热器换热；步骤二、将氮气通入脱氨罐中5-8min后,再加入热邻苯二胺母液,打开风扇,氮气气流带走氨气,从气体出口排出,邻苯二胺母液从母液出口排出；步骤三、重复步骤一和步骤二的操作,直至邻苯二胺母液中氨浓度≤3g/L,得完成脱氨的邻苯二胺母液。且本发明通过换热器和脱氨罐的设置,可对邻苯二胺母液进行重复脱氨,且在氨气、风扇的作用下,氨气脱除更加充分和彻底,且在风扇表面喷涂一层防腐层,避免风扇被邻苯二胺母液腐蚀。(The invention discloses a deamination process of o-phenylenediamine mother liquor, belonging to the technical field of o-phenylenediamine production. The deamination process comprises the following steps: firstly, exchanging heat of o-phenylenediamine mother liquor through a heat exchanger; step two, introducing nitrogen into a deammoniation tank for 5-8min, then adding hot o-phenylenediamine mother liquor, opening a fan, taking ammonia gas away by nitrogen airflow, discharging the ammonia gas from a gas outlet, and discharging the o-phenylenediamine mother liquor from a mother liquor outlet; and step three, repeating the operation of the step one and the operation of the step two until the ammonia concentration in the o-phenylenediamine mother liquor is less than or equal to 3g/L, and obtaining the deamination o-phenylenediamine mother liquor. In addition, the invention can repeatedly deaminate the o-phenylenediamine mother liquor through the arrangement of the heat exchanger and the deamination tank, the ammonia gas can be removed more fully and thoroughly under the action of the ammonia gas and the fan, and the surface of the fan is sprayed with an anticorrosive coating to prevent the fan from being corroded by the o-phenylenediamine mother liquor.)
技术领域
本发明属于邻苯二胺生产技术领域，具体地，涉及一种邻苯二胺母液的脱氨工艺。
背景技术
邻苯二胺的合成分为两步反应：第一步，邻硝基氯化苯和氨水(45％)在185℃、4.8MPa条件下合成邻硝基苯胺；第二步，邻硝基苯胺用硫化碱还原成邻苯二胺，得邻苯二胺母液。邻苯二胺母液经降温结晶、离心、包装得粗品邻苯二胺。可知，邻苯二胺母液中含有大量的氨水，若不经脱氨处理，直接进行结晶、离心操作，会造成车间氨气味严重，污染车间环境，易造成职业危害，同时还造成氨消耗量增大，成本升高。
因此，有必要开发一种邻苯二胺母液的脱氨工艺，降低邻苯二胺母液中的氨含量，改善邻苯二胺母液的离心车间环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种邻苯二胺母液的脱氨工艺。
本发明要解决的技术问题：如何降低邻苯二胺母液的氨含量。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种邻苯二胺母液的脱氨工艺，包括以下步骤：
步骤一、将邻苯二胺母液经换热器后，得热邻苯二胺母液；
步骤二、将氮气通入脱氨罐中5-8min，赶走脱氨罐中的空气，再通入邻苯二胺母液，打开风扇，邻苯二胺母液经液体喷头喷出，氮气经气体喷头喷出，在重力的作用下，邻苯二胺母液向下运动，氮气向上运动，使邻苯二胺母液中的氨气被氮气气流带走，且在风扇的作用下，加大了氮气的气流强度，使得氨气被带走得更加彻底，热邻苯二胺母液则不断提供母液中氨挥发的热量，使氨继续挥发，挥发出的氨气则被氮气气流带走，达到邻苯二胺母液脱氨的效果，最终邻苯二胺母液从母液出口排出脱氨罐，氮气和氮气的混合气体从气体出口排出脱氨罐；
步骤三、重复步骤一和步骤二的操作，直至邻苯二胺母液中氨浓度≤3g/L，得完成脱氨的邻苯二胺母液。
进一步地，步骤一中邻苯二胺母液加热温度为90-100℃。
进一步地，步骤二中脱氨罐为保温罐，避免邻苯二胺母液热量的流失，保证热量供应氨气的挥发。
进一步地，步骤二中氮气入口处压强为0.06-0.2MPa。
进一步地，步骤二中氮气和氮气的混合气体排出脱氨罐后经过氨气回收罐，干燥罐，重新获得干燥的氮气，可重复应用。
进一步地，所述风扇的外表面喷涂一层防腐层，防护风扇被邻苯二胺母液腐蚀，延长风扇使用时间，减小脱氨罐的维修成本。
进一步地，所述防腐层为改性的环氧树脂粉末涂料，包括以下重量份原料：环氧树脂粉末50-80份、嵌段改性环氧树脂粉末12-22份、固化剂12-19份、有机硅流平剂1.5-5.5份、钛白粉4.5-7.5份、颜料0-5份、铝酸酯偶联剂1-3份。
进一步地，所述环氧树脂粉末为E-12、E-20、E-14中的一种。
进一步地，所述铝酸酯偶联剂为异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯、三硬脂酸酰氧基铝酸酯、三乙酰丙酮铝中的一种。
进一步地，所述嵌段改性环氧树脂粉末通过以下步骤制成：
在氮气保护下，将甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、含氟单体、环氧基不饱和单体、引发剂、链转移剂二月桂酸二正丁基锡和溶剂搅拌均匀后，在95-105℃下搅拌反应5h，冷却至室温，经过滤、干燥沉淀，研磨，得嵌段改性环氧树脂粉末，其中，甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、含氟单体、环氧基不饱和单体的摩尔比为1.1-1.2：1：1.1-1.3，引发剂的加入质量为含氟单体质量的2-5％，二月桂酸二正丁基锡的加入质量为含氟单体质量的1-5％。
进一步地，所述溶剂为混合溶剂，为二甲苯和正丁醇按照质量比为1.2-1.5：1进行混合而组成。
进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈中的一种。
进一步地，所述环氧基不饱和单体为烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油酯中的一种。
进一步地，含氟单体的分子结构式如下所示：
在获得嵌段改性环氧树脂粉末反应当中，利用了甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯中的双键、含氟单体中的两端双键和环氧基不饱和单体中的双键的聚合反应，形成具有三段分子链的聚合物，其分子结构如下所示：
由上述结构式可知，该嵌段改性环氧树脂中引入了八氟烷链和硅氧烷链，因八氟烷链的低表面能和迁移性，赋予了该嵌段改性环氧树脂高的耐酸碱性能和防水性能，因硅氧烷链柔性和迁移性，赋予了该嵌段改性氧树脂与主体环氧树脂良好的相容性，使该嵌段改性环氧树脂链在复合材料体系中均匀分散，进一步提升整个复合材料的耐酸碱性能和防水性能。
进一步地，所述含氟单体通过以下步骤制成：
S1、将全氟辛碘烷和醋酸烯丙酯混合后，加热至97℃保持1min，然后加入过氧化苯甲酰，待反应急剧放热升温至150℃后，继续反应30min，待反应温度降至80℃时，加入正辛烷和氢氧化钾，反应6h，冷却过滤，洗涤，蒸馏，得3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷，全氟辛碘烷、醋酸烯丙酯、正己烷的用量比为0.1mol：0.1-0.13mol：100-200mL，过氧化苯甲酰的加入质量为全氟辛碘烷加入质量的0.1-0.3％，氢氧化钾的加入质量为全氟辛碘烷加入质量的1-5％；
S2、在密闭的条件下，将3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷、甲醇和质量分数为23％的氨水，搅拌24h，旋蒸除掉氨水和甲醇，再次加入3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷和甲醇，继续反应12h，反应粗产物用乙醚溶解，洗涤，分液取有机层，干燥，抽滤，旋蒸，重结晶，冷却，得全氟辛基二元醇，利用环氧基和氨的开环反应，其中，第一次加入3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷、甲醇和氨水的用量比为0.1mol：20-40mL：80-150mL，再次加入3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷的量与第一次加入3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷的量相等，再次加入甲醇的量为第一次加入甲醇的十分之一；
S3、在搅拌的状态下，向全氟辛基二元醇的异丙醇溶液中加入对甲苯磺酸和丙烯酸，加热至56℃，反应1h后，加入对苯二酚，继续反应4h，得含氟单体，其中，全氟辛基二元醇、丙烯酸的摩尔比为1：2.1-2.3，对甲苯磺酸的加入质量为全氟辛基二元醇的加入质量的3-6％，对苯二酚的加入质量为全氟己基二元醇的加入质量的2-4％。
在步骤S3中，利用丙烯酸中的羧基与全氟辛基二元醇中的羟基反应，获得两端具有双键的含氟单体。
本发明的有益效果：
本发明通过换热器和脱氨罐的设置，可使邻苯二胺母液中的氨进行重复脱氨，且在氨气、风扇的作用下，氨气脱除更加充分和彻底。解释为：通过换热器的设置，使邻苯二胺母液受热，进入脱氨罐中，邻苯二胺母液受热使溶液中的氨挥发产生氨气，经过液体喷头喷出的液体，氨气更容易暴露出来，脱离液体的裹夹，使氨气与氮气气流充分接触，氮气气流夹带氨气脱离邻苯二胺母液，而且，在风扇的作用下，加强了脱氨罐内气体的流动，促进氨气的挥发，且使得氮气气流更加强劲，使氨气更易脱离邻苯二胺母液，促进邻苯二胺母液的脱氨；
而且，为了风扇长久地在邻苯二胺母液淋刷环境中应用，本发明在风扇表面喷涂一层防腐层，避免风扇被邻苯二胺母液腐蚀(邻苯二胺母液高含氨的特性，具有强碱性)，延长风扇使用时间，减少脱氨罐的维修成本，且所述的防腐层是改性的环氧树脂粉末涂料，其中添加了嵌段改性环氧树脂，使复合材料体系中含有有机氟链和有机硅链，从而使得涂料具有优异的耐碱性能，从而达到保护风扇的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明邻苯二胺母液的脱氨工艺流程图；
图2为本发明中用到的脱氨罐的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
10、气体喷头；20、风扇；30、液体喷头；40、换热器；50、氨浓度测量计；60、气体出口；70、母液出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
请参阅图1所示，本发明提供的邻苯二胺母液的脱氨工艺流程，包括以下步骤：
步骤一、将邻苯二胺母液经换热器40后，得热邻苯二胺母液；
步骤二、将氮气通入脱氨罐中5-8min，再加入热邻苯二胺母液，打开风扇20，氮气气流带走氨气，从气体出口60排出脱氨罐，邻苯二胺母液从母液出口70排出脱氨罐；
步骤三、重复步骤一和步骤二的操作，直至邻苯二胺母液中氨浓度≤3g/L，得完成脱氨的邻苯二胺母液。
请参阅图2所示，本发明中用到的脱氨罐包括罐体，罐体内部的顶端设有液体喷头30，罐体的内壁上设有若干风扇20，罐体内部的底端设有气体喷头10，罐体的顶部设有气体出口60，罐体的底部设有母液出口70，液体喷头30通过水管与换热器40连通，母液出口70处设有氨浓度测量计50，氨浓度测量计50用于测量排出邻苯二胺母液中氨的含量，母液出口70通过水管与换热器40连通，便于邻苯二胺母液的循环脱氨，气体出口60通过气管与氨气收集罐连通，氨气收集罐用于收集混合气体中的氨气，氨气收集罐通过气管与干燥箱连通，干燥箱用于干燥氮气，便于氮气的重复利用。
将氮气通入脱氨罐中5-8min，赶走脱氨罐中的空气，再通入邻苯二胺母液，打开风扇20，邻苯二胺母液经液体喷头30喷出，氮气经气体喷头10喷出，在重力的作用下，邻苯二胺母液向下运动，氮气向上运动，使邻苯二胺母液中的氨气被氮气气流带走，且在风扇20的作用下，加大了氮气的气流强度，使得氨气被带走得更加彻底，热邻苯二胺母液则不断提供母液中氨挥发的热量，使氨继续挥发，挥发出的氨气则被氮气气流带走，达到邻苯二胺母液脱氨的效果，最终邻苯二胺母液从母液出口70排出脱氨罐，氮气和氮气的混合气体从气体出口60排出脱氨罐。
实施例1：
含氟单体通过以下步骤制成：
S1、将0.1mol全氟辛碘烷和0.1mol醋酸烯丙酯混合后，加热至97℃保持3min，加入质量为全氟辛碘烷加入质量0.1％的过氧化苯甲酰，待反应急剧放热升温至150℃后，继续反应30min，待反应温度降至80℃时，加入100mL正辛烷和加入质量为全氟辛碘烷加入质量1％的氢氧化钾，反应6h，冷却过滤，用正辛烷洗涤，滤液减压蒸馏收集82℃/40mmHg馏分，得3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷；
S2、向完全密封的烧瓶中加入0.1mol 3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷、20mL甲醇和80mL质量分数为24％的氨水，搅拌12h，旋蒸除掉氨水和甲醇，然后再次加入0.1mol 3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷和2mL甲醇，继续反应8h，反应粗产物用乙醚溶解，用蒸馏水洗涤，分液取有机层，用无水硫酸钠干燥，抽滤，旋蒸除去甲醇，再用氯仿对其重结晶，冷却，得全氟己基二元醇；
S3、将0.1mol全氟己基二元醇和50mL异丙醇加入带有温度计、搅拌器、冷凝器的三口瓶中，搅拌下加入质量为全氟己基二元醇加入质量2％的对甲苯磺酸、0.21mol丙烯酸、加入质量为全氟己基二元醇加入质量2.5％的对苯二酚，加热至56℃，反应10h，得含氟烯烃单体。
实施例2：
含氟单体通过以下步骤制成：
S1、将0.1mol全氟辛碘烷和0.13mol醋酸烯丙酯混合后，加热至97℃保持3min，加入质量为全氟辛碘烷加入质量0.3％的过氧化苯甲酰，待反应急剧放热升温至150℃后，继续反应30min，待反应温度降至80℃时，加入200mL正辛烷和加入质量为全氟辛碘烷加入质量5％的氢氧化钾，反应6h，冷却过滤，用正辛烷洗涤，滤液减压蒸馏收集82℃/40mmHg馏分，得3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷；
S2、向完全密封的烧瓶中加入0.1mol 3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷、40mL甲醇和50mL质量分数为28％的氨水，搅拌12h，旋蒸除掉氨水和甲醇，然后再次加入0.1mol 3-全氟正辛基-1,2-环氧丙烷和2mL甲醇，继续反应8h，反应粗产物用乙醚溶解，用蒸馏水洗涤，分液取有机层，用无水硫酸钠干燥，抽滤，旋蒸除去甲醇，再用氯仿对其重结晶，冷却，得全氟己基二元醇；
S3、将0.1mol全氟己基二元醇和50mL异丙醇加入带有温度计、搅拌器、冷凝器的三口瓶中，搅拌下加入质量为全氟己基二元醇加入质量4％的对甲苯磺酸、0.23mol丙烯酸、加入质量为全氟己基二元醇加入质量8.5％的对苯二酚，加热至56℃，反应10h，得含氟烯烃单体。
实施例3：
嵌段改性环氧树脂粉末通过以下步骤制成：
在氮气保护下，将甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、实施例1制备的含氟单体、环氧基不饱和单体、引发剂、链转移剂二月桂酸二正丁基锡和溶剂搅拌均匀后，在95℃下搅拌反应5h，冷却至室温，经过滤、干燥沉淀，研磨，得嵌段改性环氧树脂粉末，其中，甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、含氟单体、环氧基不饱和单体的摩尔比为1.1：1：1.1，引发剂的加入质量为含氟单体质量的2％，二月桂酸二正丁基锡的加入质量为含氟单体质量的1％。其中，所述溶剂为混合溶剂，为二甲苯和正丁醇按照质量比为1.2：1进行混合而组成；所述引发剂为偶氮二异丁腈，所述环氧基不饱和单体为烯丙基缩水甘油醚。
实施例4：
嵌段改性环氧树脂粉末通过以下步骤制成：
在氮气保护下，将甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、实施例2制备的含氟单体、环氧基不饱和单体、引发剂、链转移剂二月桂酸二正丁基锡和溶剂搅拌均匀后，在105℃下搅拌反应5h，冷却至室温，经过滤、干燥沉淀，研磨，得嵌段改性环氧树脂粉末，其中，甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、含氟单体、环氧基不饱和单体的摩尔比为1.2：1：1.3，引发剂的加入质量为含氟单体质量的5％，二月桂酸二正丁基锡的加入质量为含氟单体质量的5％。其中，所述溶剂为混合溶剂，为二甲苯和正丁醇按照质量比为1.5：1进行混合而组成；所述引发剂为偶氮二异戊腈，所述环氧基不饱和单体为丙烯酸缩水甘油酯。
实施例5：
改性的环氧树脂粉末涂料，包括以下重量份原料：环氧树脂粉末50份、实施例3制备的嵌段改性环氧树脂粉末12份、固化剂12份、有机硅流平剂1.5份、钛白粉4.5份、颜料0份、铝酸酯偶联剂1，其中，所述环氧树脂粉末为E-12；所述铝酸酯偶联剂为异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯。
制备方法：将上述组分在高速混合机中充分混合均匀；然后通过螺杆挤出机熔融挤出，控制加料段温度65℃，熔融段温度102℃，出料段温度115℃；熔融物料经压片机压片，控制厚度在2mm，经破碎送入磨粉机中粉碎，过200目筛，得耐腐蚀环氧树脂粉末涂料。
实施例6：
改性的环氧树脂粉末涂料，包括以下重量份原料：环氧树脂粉末60份、实施例4制备的嵌段改性环氧树脂粉末16份、固化剂17份、有机硅流平剂2份、钛白粉6份、颜料2份、铝酸酯偶联剂2份，其中，所述环氧树脂粉末为E-20；所述铝酸酯偶联剂为三硬脂酸酰氧基铝酸酯。
制备方法：同实施例5中的制备方法。
实施例7：
改性的环氧树脂粉末涂料，包括以下重量份原料：环氧树脂粉末80份、实施例5制备的嵌段改性环氧树脂粉末22份、固化剂19份、有机硅流平剂5.5份、钛白粉7.5份、颜料5份、铝酸酯偶联剂3份，其中，所述环氧树脂粉末为E-14；所述铝酸酯偶联剂为三乙酰丙酮铝。
制备方法：同实施例5中的制备方法。
对比例1：
市场售卖山东碧山特种涂料科技有限公司的环氧树脂粉末涂料。
对比例2：
与实施例5相比，不添加嵌段改性环氧树脂粉末。
实施例8：
将实施例5-7和对比例1-2获得的环氧树脂粉末涂料喷涂于风扇20上，固化后，获得带有防腐层的风扇20，且对应实施例5-7和对比例1-2分别标记实施例8-1、8-2、8-3、8-4、8-5。
实施例9：
将实施例8获得的风扇20安装于脱氨罐中，将获得的风扇20应用脱氨生产8个月，脱氨工艺按照以下两种方法，记录每个月风扇20的腐蚀情况，测定数据如表1-2所示；
方法一：脱氨工艺，包括以下步骤：
步骤一、将邻苯二胺母液经换热器后，得热邻苯二胺母液，其中，热邻苯二胺母液的温度90℃；
步骤二、将氮气通入脱氨罐中5min，赶走脱氨罐中的空气，再通入邻苯二胺母液，打开风扇20，邻苯二胺母液经液体喷头30喷出，氮气经气体喷头10喷出，最终邻苯二胺母液从母液出口70排出脱氨罐，氮气和氮气的混合气体从气体出口60排出脱氨罐，其中，氮气入口处压强为0.06MPa；
步骤三、重复步骤一和步骤二的操作，直至邻苯二胺母液中氨浓度≤3g/L，得完成脱氨的邻苯二胺母液。
方法二：脱氨工艺，包括以下步骤：
步骤一、将邻苯二胺母液经换热器后，得热邻苯二胺母液，其中，热邻苯二胺母液的温度100℃；
步骤二、将氮气通入脱氨罐中8min，赶走脱氨罐中的空气，再通入邻苯二胺母液，打开风扇20，邻苯二胺母液经液体喷头30喷出，氮气经气体喷头10喷出，最终邻苯二胺母液从母液出口70排出脱氨罐，氮气和氮气的混合气体从气体出口60排出脱氨罐，其中，氮气入口处压强为0.2MPa；
步骤三、重复步骤一和步骤二的操作，直至邻苯二胺母液中氨浓度≤3g/L，得完成脱氨的邻苯二胺母液。
表1方法一中风扇的腐蚀情况
表1方法二中风扇的腐蚀情况
从表1-2数据可以看出，应用实施例5-7的涂料喷涂于风扇20表面，具有保护风扇20的作用，避免风扇20被邻苯二胺母液腐蚀，延长其使用时间。
在说明书的描述中，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的构思所作的举例和说明，所属本技术领域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，只要不偏离发明的构思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。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种高耐热芳香二胺类有机物及其制备方法