一種間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉的合成方法

專利名稱：一種間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉的合成方法
技術領域：
本發明涉及有機合成技術領域，尤其涉及一種間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉的合成方法。
背景技術：
間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(俗名三單體，英文簡寫SIPM)，作為生產改性聚酯產品(⑶P/E⑶P等)的一種重要的差別化改性劑，加入切片(PET)中共混紡絲，解決了滌綸分子結構所決定的常規滌綸吸濕性差、染色困難、容易產生靜電問題，以及纖維強度過高時往往使織物容易起球、其風格和服裝舒適性與天然纖維存在很大差距等諸多缺陷。在聚酯切片中引入SIPM可生產陽離子改性滌綸長絲，其外觀雖然與普通滌綸長絲沒有太大的區別，但是由于采用了陽離子改性，不僅大大改善了纖維的吸色性能，而且降低了結晶度，從而進一步適應聚酯纖維的仿真絲化。通過仿真絲化可使織物柔軟透氣、舒適、抗靜電、常溫常壓可染。通過陽離子改性多功能仿毛，可使織物具有手感柔軟、抗靜電、常溫常壓與毛共染等特性。對陽離子染料可染聚酯(CDP)等產品進行染色時，可采用價格便宜、色譜廣、色澤鮮艷的陽離子染料染色，同時仍可用分散染料染色，其染色性較普通聚酯有明顯改善。用陽離子改性纖維織成的織物，在用陽離子染料進行染色時，具有色調鮮明、深染性好、耐日光牢度和色牢度好等優點。在拼色染色時，染料相容性好。改性聚酯纖維不僅染色更鮮艷濃厚，著色性好，而且具有抗起球效果。在高溫染浴中的穩定性好，對包括普通聚酯纖維在內的其他纖維的玷污性小，向纖維內部的擴散速率快，且無環境污染現象，染浴中PH值變化大，染料穩定性高。近幾年來，以SIPM為原料制得的陽離子染料可染聚酯在以下幾個領域的應用有了突破性進展I、生產海島纖維與常規聚酯切片混紡制得的POY海島絲，加彈過程順利，工藝穩定，使海島纖維的可紡性和可加工性得到有效提高。海島纖維主要用于(I)時裝面料，由于它的透氣性，柔軟性比天然紡織品還要優越，使化纖面料躋身于高檔時裝領域；(2)人造皮革，超細纖維為基布的PU革應運而生，它不僅具備與天然皮革相似的微觀結構，具有良好的透濕性、尺寸穩定性，各項牢度優于天然皮革，而且避免了天然品由于動物的種類、大小及部位的差別而造成的不勻度高、有效利用率小的缺陷；(3)高性能揩布；(4)高性能過濾材料；(5)高性能紙張；(6)生物醫用材料，是目前紡織行業研究的焦點。2、合成水溶性聚酯水溶性聚酯是一種新型水溶性聚合物，它是在分子鏈中引入離子型結構單元的一種離子型共聚酯。離子型基團的存在賦予聚酯水溶性的同時，也賦予了其優良的吸濕性能和離子電導特性。在化纖、紡織、涂料、粘合劑、電子、表面活性劑、油墨等領域有著廣泛的應用前景。通過溶離處理可制備多孔纖維，使纖維的吸濕性提高，體積電阻率降低，改善了聚酯纖維的抗靜電性能。在涂料和膠粘劑領域，可以制備成氨基烘烤漆和雙組分水性聚氨酯等。由于磺酸鹽的親水性很強，制備的水性聚酯分散體在粒徑、穩定性方面會得到改善，因此，受到研究人員的廣泛關注。、
近年來人們致力于尋找新的、更為有效的膠體分散體系穩定劑，其中具有兩親結構的聚酯備受重視。采用對苯二甲酸二甲酯和乙二醇為主要的單體，以SIPM作為親水性單體，采用酯交換-縮合聚合路線合成水溶性聚酯，在化纖領域作為超細纖維復合紡絲用溶離組分材料已有所報道，然而作為穩定膠體分散劑(或增溶劑)的水溶性聚酯，在理論和實踐方面報道較少。合成的水溶性聚酯在100°C以下的熱水中就具有良好的水溶性和穩定的膠體分散增溶性能。該方面研究與應用將大 大開拓SIPM的市場應用。3、用于改善聚丙烯纖維染色性的聚酯共混添加劑聚丙烯纖維是主要合成纖維品種之一，原料豐富、價格低、比重輕、熱穩定性高、疏水性及保暖性好，且耐腐蝕、抗霉變、具有優良的加工性能和物理機械性能。但是聚丙烯結晶度高，沒有可與染料分子相作用的極性基團，從而導致其染色困難。欲使聚丙烯纖維具有可染性，需對聚丙烯進行改性，其方法之一是摻混可染添加劑。采用常壓陽離子可染的改性聚酯，通過共混方法來改善聚丙烯纖維染色性，不僅減少染色設備投資和能源消耗，而且避免高溫高壓染色技術對其混紡纖維的損傷，此外還具有易于染色、操作簡單、生產成本低廉、色譜廣、色澤鮮艷均勻、染色牢度高，是一個很有前景的方法。SIPM在該行業應用潛力巨大。4、替代腈綸生產陽離子改性滌綸毯腈綸毯絨面豐盈、手感柔糯、不易脫毛、聚熱性好等優點，深受消費者青睞。但腈綸原料大多為進口，價格較高，致使生產企業利潤空間較低。如選用滌綸為原料生產毛毯(珊瑚絨毯)，原料價格比腈綸便宜，且具有模量高、強度高、彈性及保型性好、不易起皺等特點。在常規滌綸纖維(PET)的聚合過程中，加入少量第三組分SIPM和第四組分PEG(聚乙二醇)制得常壓沸染型陽離子可染滌綸短纖維(E⑶P)，磺酸基團的存在使其與染料分子的結合能力加強，染色性能得以改善，如染色溫度較低，可在常溫常壓下用陽離子染料染色或印花，同時降低了結晶度，增加了柔軟性。目前該項技術已成功地應用在大規模工業裝置中，產生了顯著的經濟效益，這將引起SIPM使用量的較大突破。上世紀九十年代以來，SIPM在上述行業的應用研究越來越多，由于目標產品的不同，對SIPM的質量要求不盡相同，對該品外觀、皂化值、鐵離子(Fe3+)等指標要求越來越嚴格，特別是對砜類化合物、四聚體等的要求極為苛刻。若雜質含量偏高，一方面，SIPM與乙二醇反應時副反應多，副產物多，導致最后縮聚產物分子量分布太寬，并發生眾多副反應生成多種縮聚產物；另一方面，在紡絲過程，無論是DTY還是Ρ0Υ，經常出現斷絲、噴頭堵塞等情況，影響了紡絲過程及絲的應用。在SIPM合成工序中，最關鍵的是第一步橫化反應，其它生廣工序如酷化、中和等國內外研究、應用已基本成熟。由于間苯二酸分子結構中兩個羧基-COOH均為吸電子基團，對磺酸基-SO3H定位有較大影響，一旦物料配比及工藝參數控制不當，磺酸基-SO3H除了在苯環上排序5位上定位外，在苯環其它位置上可能要定位一個甚至多個磺酸基團，或進而聚合生成二聚物或四聚物等多種結構復雜的含苯環化合物。現有SIPM的合成工藝，有工業化應用價值的有以下幾種I、以間苯二甲酸為起始原料，用液態或氣態SO3進行磺化，經過酯化、中和、精制而得產品。優點采用三氧化硫作磺化劑不生成水,反應速度快,活性大,廢液少,三氧化硫用
量可接近理論量，產品收率高。
但仍存在以下不足之處三氧化硫磺化時，極易形成砜，導致產品純度低。有時需要用鹵代烷烴為溶劑，或用三氧化硫和二氧六環、吡啶等的復合物來調節三氧化硫的活性。由于SO3特定的物理化學性質，使得生產SIPM時對設備材質要求苛刻，設備投資過大,生產操作不易控制。
2、以間苯二甲酸為起始原料，發煙硫酸(SO3含量從20%到80%不等)為磺化劑，然后通過酯化、中和、精制等工序得到產品。優點隨著發煙硫酸中SO3含量的提高，盡管磺化產品流動性差一些，但反應活性提高，磺化反應速度快，反應溫度有所降低，反應時間縮短，間苯二甲酸上二磺酸物含量低；不足之處無論采用釜式間歇磺化工藝還是采用罐組式連續磺化工藝，均存在傳質差，傳熱慢，易發生局部過熱，副反應多、反應時間長等問題，因此也導致產品純度低。中和后生成的硫酸鈉帶入產品中，也影響了產品的純度。3、用間苯二甲酸與甲醇先酯化生成間苯二甲酸二甲酯，與間苯二甲酸混合后磺化，再進行酷化、中和、精制等工序獲得成品。該方法優點是生產過程易于控制；不足之處是工藝流程長，兩步酯化反應使副反應增多，產品收率低，成品中雜質含量高，產品經濟效益差。該工藝呈淘汰趨勢。4、以間苯二甲酸為起始原料，氯磺酸為磺化劑，通過磺化、中和、烘干、酯化、中和、精制等工序制得。該方法優點是氯磺酸磺化能力很強，僅次于三氧化硫，反應能力強，但比SO3溫和，副反應少，生成HCl利于反應，產物純度高，廢酸量比其它工藝顯著減少。不足之處是生產中需要兩次加堿，工藝路線長，產品收率低，成本高，且氯磺酸遇水立即水解，對設備無水要求苛刻，設備投資大，價格貴，HCl具有強腐蝕性。有些時候需要有惰性溶劑(二氯甲烷)存在下用氯磺酸進行釜式磺化反應。現有的幾種生產方法，均存在產品純度低、雜質含量高問題。因此，SIPM新的應用領域迫切希望能有含量高、雜質含量低的產品問世以滿足不同的使用要求。磺化反應是典型的有機反應之一。多種化工產品均要依靠該反應來完成。磺化反應的基礎理論研究目前可認為已基本成熟，但從工業化的實施情況來看，還存在有不少問題，特別是時間長，效率低。因此，加強對它的強化研究，無疑會給企業帶來重大的經濟效益，且具有非常重要的學術價值。(一 )磺化機理間苯二甲酸磺化反應在機理上屬于親電取代反應，使用發煙硫酸時，親電試劑為焦硫酸合氫離子(即質子化的焦硫酸)和H2S4O13 (即一分子硫酸+三分子三氧化硫)，磺化是親電取代反應，SO3分子中硫原子的電負性比氧原子的電負性小，所以硫原子帶有部分正電荷而成為親電試劑。SO3 · H2SO4中電離平衡如下S03+H2S04 — H2S2O7H2S207+H2S04 — H3S04++HS20「影響間苯二甲酸磺化的主要因素有I、間苯二甲酸芳烴結構上的基團-COOH被磺化物的結構、性質，對磺化的難易程度有很大影響。因間苯二甲酸結構上存在吸電基團-C00H，相對而言磺化較為困難。
2、反應溫度和時間要提高生產效率，則需要縮短反應時間，同時又要保證產品質量和產率，磺化反應的溫度每增加10°c，反應時間縮短為原來的1/3。但在升溫的同時副反應也增加，產品質量將會下降。采用SO3磺化則能保證在低溫下，快速反應，以保證產品的高收率減少副反應。3、磺化催化劑和磺化助劑加入磺化催化劑或其他助劑，往往對反應產生明顯的影響，其表現有如下幾方面；(I)影響取代位置，加入磺化催化劑可起到改變定位的作用。 (2)抑制副反應，使用發煙硫酸作為磺化劑進行磺化時，或者濃度和溫度較高時，極易生成砜等副產物。加入助劑可抑制砜的生成，某些硫酸鹽或苯磺酸鹽也有同樣作用。加入催化劑可以阻止氧化副反應的發生。(3)促使反應易于進行，加入磺化催化劑能使反應速度加快，反應產率提高，反應條件變得溫和，有時甚至能使一些無法進行的反應得以順利進行。使用發煙硫酸為磺化劑時，因反應體系中無水分存在，加上間苯二甲酸-5-磺酸分子結構上三個苯環取代基均為吸電子基團，芳環上的電子云密度較低，在磺化條件下磺酸基團可以認為不水解。( 二 )催化劑選擇現有技術中，使用單一催化劑，且磺化反應溫度較高，不同程度存在前期反應激烈、副產物多而中后期反應活性下降、間苯二甲酸轉化率提高緩慢等不足，直接影響了產品收率和質量。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足，提供一種反應時間短、反應副反應少、產品純度高、生產成本低的間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉的合成方法。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉的合成方法，采用間苯二甲酸和發煙硫酸為原料，經磺化反應、酯化反應、中和反應和后處理步驟制得，磺化反應分三個反應溫度區間進行，在不同的反應溫度區間使用不同的催化劑，在150 159°C時使用硫酸鎘為催化劑；在160 169°C時使用SiO2為催化劑；在170 181°C時使用硫酸汞為催化劑。優選的，所述發煙硫酸為64 68wt%的發煙硫酸。其中，所述磺化反應時，將所述發煙硫酸一次性加入磺化釜，攪拌狀態下加入間苯二甲酸用量的20 30%，在20 30分鐘內將物料溫度提高到125 135°C，再將剩余的間苯二甲酸全部加入磺化釜，然后分以下三個溫度區間進行將物料溫度升高至150 159°C時，加入硫酸鎘，保溫反應60 80分鐘；然后在30 45分鐘內物料溫度升高至160 169°C，先保溫反應20 30分鐘，加入SiO2，再保溫反應60 80分鐘；最后在20 50分鐘內將物料溫度升高至170 181°C，先保溫反應30 40分鐘，加入硫酸汞，保溫反應70 90分鐘。作為一種改進，所述磺化反應時，間苯二磺酸全部加入磺化釜后，先加入少量的無水硫酸鈉，再加入催化劑進行磺化反應。
作為一種優選，所述磺化反應時加料質量比例為間苯二甲酸發煙硫酸硫酸鎘SiO2 :硫酸汞無水硫酸鈉=I O. 879 O. 891 O. 0003 O. 001 O. 0005 O. 0012 O. 0005 O. 0015 O. 001 O. 01。其中，將磺化反應后的物料在I. 5 2小時內降溫至110°C以下，加入甲醇用量的20 30%，待釜溫降至85°C以下后加入剩余的甲醇，在溫度64 68°C酯化反應3 5小時。 作為一種優選，所述酯化反應時甲醇的加料質量比為間苯二甲酸甲醇=I I. 05 I. I。其中，將酯化反應后的物料加水溶解，水的加料質量比為間苯二甲酸水=I 5. 35 5. 65，降溫至25°C以下，在24 28°C加堿調節pH值為6. 5 7. 5，繼續攪拌80 120分鐘。所述后處理包括離心脫水、溶解脫色、過濾、結晶提純和烘干步驟。作為一種改進，所述酯化反應溶解時，加入離心脫水脫出的離心母液，離心母液的加料質量比為間苯二甲酸離心母液=I 5. 35 5. 65。由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是I、本發明在使用發煙硫酸進行磺化反應時，根據間苯二甲酸與發煙硫酸在反應前期、中期和后期反應激烈程度的不同，在不同的反應階段、不同的反應溫度條件下，采用不同的催化劑進行催化反應，充分發揮催化劑的催化作用，提高了磺化反應效果，因此提高了間苯二甲酸的轉化率；降低了磺化反應溫度并縮短了磺化反應時間；而由于反應溫度低和反應時間短，反應副產物二磺化物、多聚體和砜化合物大大減少，因此提高了產品純度，也提高了產品間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉的收率。而且由于磺化效果好，還大大降低了間苯二硫酸與發煙硫酸的投料比例，發煙硫酸不需要過量，減少了發煙硫酸的使用量，因此減少了酯化反應中副反應的發生，減少了后續中和工序中純堿的使用量，從而降低了生產成本，提聞了生廣效益。2、本發明在磺化反應投料時，先加入部分間苯二甲酸，保溫反應一段時間后再升溫加入剩余間苯二甲酸，在分階段加入催化劑進行催化反應時，也是先保溫反應一段時間再升溫后反應一段時間，反應控制平穩進行，避免了一次投料時因反應劇烈造成副反應增多、產品純度降低的現象，且提高了生產安全性。3、本發明在磺化反應時，將間苯二磺酸全部加入磺化釜后，先加入少量的無水硫酸鈉，再進行磺化反應，有利于反應向目標產物方向進行，減少了副產物砜化合物的生成。4、本發明在酯化反應溶解時，使用離心脫水脫出的離心母液，減少了水的使用量，同時也對離心母液中的產品進行了有效回收。5、本發明相對現有技術，發煙硫酸的使用量減少20%，反應時間縮短近2h以上，反應溫度降低20°C，間苯二甲酸-5-磺酸鈉的收率提高2%，中和用純堿使用量減少10%，間苯二甲酸的轉化率提高2%以上，最終產品中雜質含量比現有工藝降低30%。生產成本下降3%以上。
具體實施例方式下面結合具體的實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例I配制濃度為64wt%的發煙硫酸，按照間苯二甲酸發煙硫酸硫酸鎘SiO2 硫酸汞無水硫酸鈉=I O. 879 O. 0003 O. 0005 O. 0005 O. 001的加料質量比例配料先將發煙硫酸一次性加入磺化釜，開啟攪拌，加入間苯二甲酸總用量的20%，加熱磺化釜內物料，在20分鐘內將物料溫度提高到125°C，再將剩余的間苯二甲酸全部加入磺化釜，加入無水硫酸鈉，然后將物料溫度升高至150°C時，加入硫酸鎘，保溫反應60分鐘；然后在30分鐘內物料溫度升高至160°C，先保溫反應20分鐘，加入SiO2，再保溫反應60分鐘； 最后在20分鐘內將物料溫度升高至170°C，先保溫反應30分鐘，加入硫酸汞，保溫反應70分鐘。磺化反應完畢，趁熱將磺化釜內物料放至酯化釜，在1.5小時內將釜溫降至105°C，加入甲醇用量的20 %，待釜溫降至80°C后加入剩余的甲醇，在溫度64°C酯化反應3小時，甲醇的加料質量比為間苯二甲酸甲醇=I 1.05。將酯化反應后的物料加水，水的加料質量比為間苯二甲酸水=I 5. 35，降溫至25°C，控制溫度為25°C，加堿調節pH值為7，停止加堿，繼續攪拌20分鐘，當pH值為6. 5后，繼續攪拌80分鐘。中和反應結束后的物料經離心脫水、溶解脫色、過濾、結晶提純和烘干步驟制得成
品O實施例2配制濃度為65wt%的發煙硫酸，按照間苯二甲酸發煙硫酸硫酸鎘SiO2 硫酸汞無水硫酸鈉=I O. 885 O. 0006 O. 0009 O. 0009 O. 004的加料質量比例配料先將發煙硫酸一次性加入磺化釜，開啟攪拌，加入間苯二甲酸總用量的24%，加熱磺化釜內物料，在24分鐘內將物料溫度提高到128°C，再將剩余的間苯二甲酸全部加入磺化釜，加入少量的無水硫酸鈉，然后將物料溫度升高至153°C時，加入硫酸鎘，保溫反應70分鐘；然后在35分鐘內物料溫度升高至163°C，先保溫反應24分鐘，加入SiO2,再保溫反應68分鐘；最后在30分鐘內將物料溫度升高至173°C，先保溫反應35分鐘，加入硫酸汞，保溫反應80分鐘。磺化反應完畢，趁熱將磺化釜內物料放至酯化釜，在1.8小時內將釜溫降至108 °C，加入甲醇用量的24 %，待釜溫降至83 °C后加入剩余的甲醇，在溫度65 V酯化反應3. 5小時，甲醇的加料質量比為間苯二甲酸甲醇=I I. 07。將酯化反應后的物料加離心脫水脫出的離心母液溶解，離心母液的加料質量比為間苯二甲酸離心母液=I 5.45，降溫至261，控制溫度為261，加堿調節？!1值為7，停止加堿，繼續攪拌25分鐘，當pH值為7. O后，繼續攪拌90分鐘。中和反應結束后的物料經離心脫水、溶解脫色、過濾、結晶提純和烘干步驟制得成
品O實施例3配制濃度為66wt%的發煙硫酸，按照間苯二甲酸發煙硫酸硫酸鎘SiO2 硫酸汞無水硫酸鈉=I O. 889 O. 0008 O. 0010 O. 0012 O. 008加料質量比例配
料先將發煙硫酸一次性加入磺化釜，開啟攪拌，加入間苯二甲酸總用量的26%，加熱磺化釜內物料，在28分鐘內將物料溫度提高到130°C，再將剩余的間苯二甲酸全部加入磺化釜，然后將物料溫度升高至156°C時，加入硫酸鎘，保溫反應70分鐘；然后在40分鐘內物料溫度升高至166°C，先保溫反應28分鐘，加入SiO2，再保溫反應75分鐘；最后在40分鐘內將物料溫度升高至176°C，先保溫反應36分鐘，加入硫酸汞，保溫反應80分鐘。磺化反應完畢，趁熱將磺化釜內物料放至酯化釜，在1.8小時內將釜溫降至1080C，加入甲醇用量的28 %，待釜溫降至85°C后加入剩余的甲醇，在溫度67°C酯化反應4小時，甲醇的加料質量比為間苯二甲酸甲醇=I 1.09。
將酯化反應后的物料加離心脫水脫出的離心母液溶解，離心母液的加料質量比為間苯二甲酸離心母液=I 5. 55，降溫至25°C以下，控制溫度為26°C，加堿調節pH值為7. 5，停止加堿，繼續攪拌30分鐘，當pH值為7. 5后，繼續攪拌110分鐘。中和反應結束后的物料經離心脫水、溶解脫色、過濾、結晶提純和烘干步驟制得成
品O實施例4配制濃度為68wt%的發煙硫酸，按照間苯二甲酸發煙硫酸硫酸鎘SiO2 硫酸汞無水硫酸鈉=I O. 891 O. 001 O. 0012 O. 0015 O. 01加料質量比例配料先將發煙硫酸一次性加入磺化釜，開啟攪拌，加入間苯二甲酸總用量的30%，加熱磺化釜內物料，在30分鐘內將物料溫度提高到135°C，再將剩余的間苯二甲酸全部加入磺化釜，加入少量的無水硫酸鈉，然后將物料溫度升高至159°C時，加入硫酸鎘，保溫反應80分鐘；然后在45分鐘內物料溫度升高至169°C，先保溫反應30分鐘，加入SiO2，再保溫反應80分鐘；最后在50分鐘內將物料溫度升高至181°C，先保溫反應40分鐘，加入硫酸汞，保溫反應85分鐘。磺化反應完畢，趁熱將磺化釜內物料放至酯化釜，在2小時內將釜溫降至105°C，加入甲醇用量的30%，待釜溫降至85°C以下后加入剩余的甲醇，在溫度68°C酯化反應5小時，甲醇的加料質量比為間苯二甲酸甲醇=I 1.1。將酯化反應后的物料加水溶解，水的加料質量比為間苯二甲酸水=I 5.65，降溫至25°C以下，控制溫度為28°C，加堿調節pH值為7. 5，停止加堿，繼續攪拌20分鐘，當pH值為7. 5后，繼續攪拌120分鐘。中和反應結束后的物料經離心脫水、溶解脫色、過濾、結晶提純和烘干步驟制得成
品O各實施例中制備的廣品質量指標見表I.表I
權利要求
1.一種間苯ニ甲酸ニ甲酷-5-磺酸鈉的合成方法，采用間苯ニ甲酸和發煙硫酸為原料，經磺化反應、酷化反應、中和反應和后處理步驟制得，其特征在于磺化反應分三個反應溫度區間進行，在不同的反應溫度區間使用不同的催化劑，在150 159°C時使用硫酸鎘為催化劑；在160 169°C時使用SiO2為催化劑；在170 181°C時使用硫酸汞為催化劑。
2.如權利要求I所述的間苯ニ甲酸ニ甲酷-5-磺酸鈉的合成方法，其特征在于所述發煙硫酸為64 68wt%的發煙硫酸。
3.如權利要求I所述的間苯ニ甲酸ニ甲酯-5-磺酸鈉的合成方法，其特征在于所述磺化反應時，將所述發煙硫酸一次性加入磺化釜，攪拌狀態下加入間苯ニ甲酸用量的20 .30%，在20 30分鐘內將物料溫度提高到125 135°C，再將剩余的間苯ニ甲酸全部加入磺化釜，然后分以下三個溫度區間進行 將物料溫度升高至150 159°C時，加入硫酸鎘，保溫反應60 80分鐘；然后在30 .45分鐘內物料溫度升高至160 169°C，先保溫反應20 30分鐘，加入SiO2，再保溫反應.60 80分鐘；最后在20 50分鐘內將物料溫度升高至170 181 °C，先保溫反應30 40分鐘，加入硫酸汞，保溫反應70 90分鐘。
4.如權利要求3所述的間苯ニ甲酸ニ甲酯-5-磺酸鈉的合成方法，其特征在于所述磺化反應時，間苯ニ磺酸全部加入磺化釜后，先加入少量的無水硫酸鈉，再加入催化劑進行磺化反應。
5.如權利要求4所述的間苯ニ甲酸ニ甲酷-5-磺酸鈉的合成方法，其特征在于所述磺化反應時加料質量比例為間苯ニ甲酸發煙硫酸硫酸鎘SiO2 硫酸汞無水硫酸鈉=1 0. 879 0. 891 0. 0003 0. 001 0. 0005 0. 0012 0. 0005 .0.0015 0. 001 O. 01。
6.如權利要求I所述的間苯ニ甲酸ニ甲酯-5-磺酸鈉的合成方法，其特征在于將磺化反應后的物料在I. 5 2小時內降溫至110°C以下，加入甲醇用量的20 30%，待釜溫降至85°C以下后加入剩余的甲醇，在溫度64 68°C酷化反應3 5小時。
7.如權利要求6所述的間苯ニ甲酸ニ甲酷-5-磺酸鈉的合成方法，其特征在于所述酯化反應時甲醇的加料質量比為間苯ニ甲酸甲醇=I I. 05 I. I。
8.如權利要求I所述的間苯ニ甲酸ニ甲酷-5-磺酸鈉的合成方法，其特征在于將酯化反應后的物料加水溶解，水的加料質量比為間苯ニ甲酸水=I 5. 35 5. 65，降溫至.25°C以下，在24 28°C加堿調節pH值為6. 5 7. 5，繼續攪拌80 120分鐘。
9.如權利要求I所述的間苯ニ甲酸ニ甲酷-5-磺酸鈉的合成方法，其特征在于所述后處理包括離心脫水、溶解脫色、過濾、結晶提純和烘干步驟。
10.如權利要求9所述的間苯ニ甲酸ニ甲酷-5-磺酸鈉的合成方法，其特征在于所述酷化反應溶解時，加入離心脫水脫出的離心母液，離心母液的加料質量比為間苯ニ甲酸離心母液=I 5. 35 5. 65。
全文摘要
本發明公開了一種間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉的合成方法，采用間苯二甲酸和發煙硫酸為原料，經磺化反應、酯化反應、中和反應和后處理步驟制得，磺化反應分三個反應溫度區間進行，在不同的反應溫度區間使用不同的催化劑，在150～159℃時使用硫酸鎘為催化劑；在160～169℃時使用SiO2為催化劑；在170～181℃時使用硫酸汞為催化劑。本發明提高了磺化反應效果，提高了間苯二甲酸的轉化率；降低了磺化反應溫度并縮短了磺化反應時間；反應副產物二磺化物、多聚體和砜化合物大大減少，因此提高了產品純度，也提高了產品收率；減少了發煙硫酸的使用量，和后續中和工序中純堿的使用量，從而降低了生產成本。
文檔編號C07C309/58GK102633693SQ201210078339
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月22日 優先權日2012年3月22日
發明者于慶展, 單寶來, 崔國強, 張云玲, 房菲菲, 朱浩慧, 李厚強, 熊激光, 王亮, 王建玲, 董泮松, 趙建文, 邢玉貞, 郭學陽, 郭祥榮 申請人:濰坊沃爾特化學有限公司