nts氧化工艺相关组分固液平衡的研究及氧化介质的选择

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1、NTS氧化工艺相关组分固液平衡的研究及氧化介质的选择TheResearchontheSolid-liquidEquilibriumofNTSOxidationProcessRelatedComponentsandtheSelectionofNTSOxidationMedium学科专业：化学工程研究生：邹伟指导教师：夏清教授天津大学化工学院二零一四年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果

2、，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日

3、签字日期：年月日万方数据摘要4,4’-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸（DSD酸）是用于工业合成荧光增白剂、染料、杀虫剂的重要中间体。现阶段DSD酸的生产步骤包括磺化、氧化、还原三个工序，其中氧化过程是4-硝基甲苯邻磺酸（NTS）氧化为4,4′-二硝基二苯乙烯-2,2′-二磺酸（DNS），该过程通常在碱水介质中进行，存在反应收率低、废水量大等缺点。众多研究者一直致力于改进NTS氧化工艺，其中，文献报道有机-水混合溶剂作为NTS氧化反应介质具有高收率、产品易于分离、反应条件温和等优点。因此，选择恰当的水-有机溶剂作为NT

4、S氧化反应介质对于改进现存氧化工艺意义重大。根据NTS氧化过程相关组分，本文系统地测定了NTSNa、DNSNa、NTSK在水-乙二醇单乙醚二元溶剂及水-乙二醇单丁醚二元溶剂中的溶解度数据。实验结果表明：在所有体系中，NTSNa、DNSNa、NTSK的溶解度随着温度升高而增大。对于水-乙二醇单乙醚体系，随着混合溶剂中脱溶质乙二醇单乙醚质量分数不断增大，NTSNa、DNSNa、NTSK的溶解度均先增大后减小。在水-乙二醇单丁醚体系中，随着脱溶质乙二醇单丁醚在混合溶剂中的质量分数增大，NTSNa、NTSK在水-乙二醇单丁醚体

5、系中的溶解度先增大后减小，DNSNa的溶解度随着脱溶质乙二醇单丁醚质量分数的增大呈先减小后增大而后再减小的趋势。在相同组成溶剂中，NTSNa的溶解度最大，NTSK次之，DNSNa最小。DNSNa在乙二醇单乙醚和乙二醇单丁醚中几乎不溶，DNSNa-水-乙二醇单乙醚和DNSNa-水-乙二醇单丁醚体系均出现协同效应。对本文所测的电解质体系固液平衡数据采用E-NRTL热力学模型进行关联，计算得到模型参数，整体关联结果令人满意，固液平衡温度的实验值和计算值吻合。根据实验获得的NTSNa和DNSNa在相同组成溶剂中的溶解度差异，二

6、者在乙二醇单丁醚质量分数为0.2000的水-乙二醇单丁醚二元溶剂中的溶解度差异最大，从产物易于与反应混合物分离的角度出发，确定脱溶质乙二醇单丁醚质量分数为0.2000的水-乙二醇单丁醚二元溶剂为NTS氧化新介质。采用静态法结合紫外可见分光光度计分析方法进行验证，NTSNa和DNSNa的混合物在脱溶质乙二醇单丁醚质量分数为0.2000的水-乙二醇单丁醚二元溶剂中能实现有效分离，分析结果表现为298.15K时NTSNa的溶解度是DNSNa的11倍。关键词：DSD酸NTS氧化固液平衡E-NRTL模型万方数据ABSTRACT4

7、,4'-diamino-2,2'-disulfonicacid(DSD)iswidelyusedasgreenchemicalintermediateinproducingdyestuff,brightenersandinsecticide.TheexistingprocessofDSDproductioniscomposedofthreestages:sulfonation,oxidation,andreduction.Airoxidizing4-nitrotoluene-2-sulfonicacid(NTS)to4

8、,4’-dinitrostilbene-2,2’-disulfonicacid(DNS)isusuallycarriedoutinthealkalineaqueoussolutionwithrelativelowyieldandlargeamountofwastewatergenerated.Numerousresearchers