CLT酸
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CLT酸
CLT酸,为白色粉末,不溶于水。其主要用途,是一种重要的红色有机颜料中间体,可合成塑料大红、新宝红36b、金光红c等色淀有机颜料。该颜料广泛应用于油漆、涂料、彩色油墨、橡胶和塑料着色等。CLT酸是世界上年消耗量过万吨的有机中间体之一。
基本信息
【中文名称】CLT酸;2-氨基-4-甲基-5-氯苯磺酸【结构或分子式】
制备或来源
CLT酸的合成路线有很多,按照原料不同主要有:甲苯磺化路线、邻氯甲苯溴化路线、邻氯甲苯硝化路线、间二甲苯路线、间甲苯胺路线、对甲苯磺酰氯路线等。但目前国内工业上主要采用甲苯磺化路线。
甲苯磺化路线
甲苯在浓硫酸中磺化、氯化、硝化、中和、还原后经过酸析而得。反应式如下:将甲苯于105~110℃用2.04倍摩尔的100%硫酸磺化,磺化后加入2.93倍摩尔的100%硫酸,以无水氯化亚铁为触媒在50℃通入氯气氯化,再于30℃用当量摩尔的74%硝酸进行硝化,然后放入大量饱和食盐水中盐析,过滤,水洗,得到6-氯-3-硝基甲苯-4-磺酸。将其用铁粉还原,中和,过滤,滤液用盐酸酸析,干燥沉淀物,得到成品CLT酸。这是目前国内外普遍采用的工业化方法,该法具有原料来源丰富易得,工艺成熟、成本较低等优点;但是该路线反应路线长、工序多,反应异构体多,总收率只有50%左右,加上反应过程三废量大,难以处理,致使该法得不到更大的发展。
氯甲苯溴化路线
邻氯甲苯经过溴代、氨解、磺化而得。在碘触媒存在下,将邻氯甲苯用溴素于0~5℃溴化,得到3-溴-6-氯甲苯。将其在氧化亚铜存在下,于压热釜中用28%氨水进行氨解,生成6-氯-3-氨基甲苯,再用98%硫酸于180℃烘焙磺化,中和,水洗,酸析,得到成品CLT酸。反应式如下:该方法的优点是收率较高,三废量少,但对设备要求较高,需压热斧及溴素回收装置,使投资增大,生产成本较高。该工艺由盐城工业学院开发,但未见工业化报道。
邻氯甲苯硝化路线
邻氯甲苯经过硝化、还原、磺化焙烧而得。反应式如下:将邻氯甲苯用混酸硝化,得到6-氯-3-硝基甲苯,再经铂催化加氢还原生成6-氯-3-氨基甲苯,然后用浓硫酸烘焙磺化得到CLT酸。该法工艺较简单,三废量少,但硝化收率低,仅43%。该工艺最早由湖南师范学院开发,但未见工业化报道。
间甲苯胺路线
将间甲苯胺悬浮在冰醋酸中,于130~133℃用醋酸酐酰于酰氨基甲苯;再用浓盐酸和氯酸钠于20℃氯化,氯化产物在稀硫酸中水解,中和,得到6-氯-3-氨基甲苯;然后在邻二氯苯中用浓硫酸于180℃磺化,中和,酸析,得到成品CLT酸。反应式如下:1994年天津大学唐培昆教授研究开发了间甲苯胺经过光气化路线合成CLT酸新工艺:由间甲苯胺与光气反应得到二(间甲苯基)脲,二(间甲苯基)脲经过氯化得到氯化二(间甲苯基)脲,后者经过磺化、水解得到CLT酸,其合成总收率为62-65%。
国内外生产情况
目前世界CLT酸的总生产能力已经达到23600吨/年,CLT酸生产能力较大的国家和地区依次是:中国10600吨/年、日本3500吨/年、韩国3000吨/年、印度2000吨/年、德国1600吨/年、美国1500吨/年、中国台湾800吨/年。从地域分布来看,亚洲是世界上CLT酸生产企业的集中地,其总生产能力占世界总生产能力的86.9%。主要的生产公司
有:中国的河北秦燕化工有限公司、青岛天元化工股份有限公司、吉化辽源化工一厂、日本的大日本油墨公司和东洋油墨化学公司、德国的BASF公司等。我国是世界上CLT酸生产能力最大的国家,约占世界总生产能力的44.9%;我国CLT酸的生产企业及生产能力见表1
表1:我国CLT酸生产能力一览表
序号生产企业生产能力(t/a)备注
1 河北秦燕化工有限公司5000 已迁址浙江上虞
2 青岛天元化工股份有限公司3000
3 吉化辽源化工一厂2000
4 潍坊大成化工有限公司600
5 河南开封染料化工厂100 已停产
6 河南蔚氏染料化工厂300 已停产
7 常熟颜料化工厂300 已停产
8 黑龙江肇东化工厂100 已停产
9 唐山前进化工厂150 已停产
10 吉林龙井化工二厂500 已停产
国内开发和市场情况
20世纪80年代初期,我国尚没有CLT酸的生产企业,当时国内使用的CLT酸全部依赖于进口解决,伴随着国内金光红C和橡胶大红LC的合成技术的日渐成熟,国内CLT酸的供求矛盾越来越突出,国内最高年进口量达到220吨;国内掀起了CLT酸的生产和研究热潮,沈阳化工研究院、天津大学等科研机构先后进行了CLT酸的合成工艺研究,并于1985年在黑龙江肇东化工厂实现了工业化,这是国内第一条CLT酸工业化装置,采用甲苯磺化路线,总收率在35%左右,该装置因产品成本高,于1991年停产。1990年前后,国内唐山前进化工厂、吉化辽源化工一厂、河南开封染料化工厂、河北秦燕化工有限公司等先后建设了几条100t/a和300t/a生产装置,但是由于技术落后,经济效益一直不是很好。
1992年国内的青岛胶南化工厂(现青岛天元化工股份有限公司)、吉林龙井化工二厂、常熟颜料化工厂等陆续建成了生产装置,到1995年我国已经有8家企业先后进行过CLT酸的生产,表观生产能力已经达到2600吨/年,1995年实际产量1269吨。
我国的CLT酸在1994年前后不但可以满足国内的需求,而且有少量的出口;由于生产技术和管理水平的不同,1995年前后,有几家企业因为生产成本、环境保护等原因先后停止了CLT酸的生产,由于世界发达国家对环保的日益重视,不少发达国家关停并转了CLT 酸生产装置,再加上国内生活水平的的日益提高,由CLT酸合成的颜料金光红C和橡胶大红LC的使用量的逐渐加大,出口量日益攀升,促进我国CLT酸的工业化生产;1997年我国CLT酸的生产和出口量得到迅速发展,国内CLT酸及其下游产品在国际市场上一直供不应求,在半年时间内价格由1.85万元/吨提高到2.35万元/吨,部分厂家最高销售价格高达2.55万元/吨。在国内多年科研的基础上,河北秦燕化工有限公司、青岛天元化工股份有限公司、吉化辽源化工一厂等三家企业先后投资扩充了CLT酸其生产能力,成为国内主要的三家生产企业,经过市场经济的优胜劣汰,到1997年底,我国的CLT酸总生产能力达到5200吨,成为世界上最大的CLT酸生产国和出口国。
随着国内CLT酸生产能力的提高,而国内外市场需求的饱和,以及受亚洲金融危机的影响,1999年国内的CLT酸生产企业受到了很大的冲击,价格迅速狂跌,最低达到1.6万元。
进入二十一世纪,CLT酸的生产又出现了一个新的高潮,随着常州北美、杭州百合、蓬