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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610278578.2 (22)申请日 2016.04.28 (71)申请人 刘更力 地址 052260 河北省石家庄市晋州市朝阳 路朝阳别苑C4座 (72)发明人 刘更力 (51)Int.Cl. C07C 201/16(2006.01) C07C 205/06(2006.01) (54)发明名称 一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺 (57)摘要 本发明公开了一种针状2,4-二硝基甲苯晶 体的结晶工艺， 包括以下步骤： A溶解， 将熔融态 2,4-二硝基甲苯与7095。
2、热水进行混合， 搅 拌均匀后自然降温； B析晶， 当2,4-二硝基甲苯水 溶液呈乳液状时， 加入冷水， 迅速析出针状结晶； 搅拌后进行固液分离， 获得2,4-二硝基甲苯湿 品； C干燥， 将2,4-二硝基甲苯湿品在60以下干 燥至恒重， 再过1mm孔径筛， 即得针状2,4-二硝基 甲苯晶体成品。 本发明产品为长且均匀的针状2, 4-二硝基甲苯结晶， 结晶长度均达到3mm5mm， 颜色为均一的淡黄色； 产品纯度高、 水分低、 质量 好， 其晶型完全符合2,4-二硝基甲苯在新领域的 应用要求。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 105859561 A 2016.08.17 CN 1058。
3、59561 A 1.一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 其特征在于包括以下步骤： A、 溶解 将熔融态2,4-二硝基甲苯与7095的热水进行混合， 搅拌均匀后自然降温； B、 析晶 当2,4-二硝基甲苯水溶液呈乳液状时， 加入冷水， 迅速析出针状结晶； 搅拌后进行固液 分离， 获得2,4-二硝基甲苯湿品； C、 干燥 将2,4-二硝基甲苯湿品在60以下干燥至恒重， 再过1mm孔径筛， 即得针状2,4-二硝基 甲苯晶体成品。 2.根据权利要求1所述的一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 其特征在于： 所述 熔融态2,4-二硝基甲苯的体积为400份， 溶解用热水的体积量为500800。
4、份， 析晶用冷水的 体积量为100200份； 溶解用热水的温度为7585， 析晶用冷水为常温水。 3.根据权利要求2所述的一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 其特征在于： 所述 步骤A中， 溶解时的转速控制在60r/min80r/min。 4.根据权利要求3所述的一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 其特征在于： 当2, 4-二硝基甲苯水溶液温度降至6970时， 转速调整至85r/min110r/min； 当2,4-二硝 基甲苯水溶液温度降至6768、 呈乳液状时， 转速加快到120r/min以上。 5.根据权利要求4所述的一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 其特征在于：。
5、 当2, 4-二硝基甲苯水溶液温度降至6970时， 转速调整至90r/min100r/min； 当2,4-二硝 基甲苯水溶液温度降至6768、 呈乳液状时， 转速加快到120r/min150r/min。 6.根据权利要求2所述的一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 其特征在于： 所述 步骤B中， 冷水加入方式为分次加入或一次性加入， 固液分离方法是真空抽滤或离心甩干。 7.根据权利要求6所述的一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 其特征在于： 所述 步骤B中， 当冷水一次性加入时， 向2,4-二硝基甲苯水溶液的搅拌中心处倾入。 8.根据权利要求2所述的一种针状2,4-二硝基甲苯晶体。
6、的结晶工艺， 其特征在于： 所述 步骤C中， 针状2,4-二硝基甲苯晶体采用静置方式干燥， 干燥过程禁止晃动。 9.根据权利要求2所述的一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 其特征在于： 所述 针状2,4-二硝基甲苯结晶的长度为3mm5mm， 熔点为67.570.5； 顺结晶物纵向方向通 过1mm孔径筛的通过率不低于95。 权利要求书 1/1 页 2 CN 105859561 A 2 一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺 技术领域 0001 本发明涉及一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 属于化学工程结晶技术领 域。 背景技术 0002 2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)是一。
7、种重要的有机化学中间体， 被广泛应用于农药、 染 料、 医药及其他化工行业。 2,4-DNT可衍生制得一系列中间体， 用于制造硫化黄GC、 硫化黄棕 5G、 硫化黄棕6G、 硫化红棕B3R等染料， 生产炸药TNT， 生产聚氨酯泡沫塑料、 聚氨酯产品制备 用中间体2,4-甲苯二异氰酸酯等。 随着精细化工的飞速发展， 以染料、 医药、 农药、 聚氨酯材 料等为主的化工产品不断被开发使得2,4-二硝基甲苯的用途得到进一步的开发和发展。 0003 传统的2,4-DNT生产方法是以甲苯为原料经混酸(浓硫酸和浓硝酸)硝化制得， 所 得产物中包含有2,4-DNT和2,6-DNT， 需要进一步结晶、 提纯后分。
8、离出2,4-DNT； 该方法制得 的2,4-DNT纯度较低， 仅为96左右， 虽然产品价格低廉， 但市场应用少。 为了提高硝化选择 性， 以对硝基甲苯(p-MNT)为原料在混酸体系下进行硝化， 能够得到更为纯净的2,4-二硝基 甲苯， 产品纯度达到99以上， 水分小于0.25， 熔点为6870； 产品纯度高品质好， 具 有更强的市场竞争力。 不论采用哪种制备方法， 2,4-DNT大多是在洗涤精制后、 由熔融状态 直接冷却得到， 产品外观为淡黄色片状或针状固体， 结晶情况不稳定， 晶型也不均匀。 例如， 在中国专利CN104529785A所公开的一种混酸硝化法制备2,4-二硝基甲苯的方法中， 其。
9、步骤 3分离洗涤过程， 冷却经过洗涤的液态2,4-DNT粗品至室温， 使2,4-DNT凝固成为淡黄色片状 或针状的固态2,4-DNT， 并与洗涤液分离。 这样制备出的2,4-DNT产品， 其结晶过程完全是不 可控的， 多种晶型混杂。 0004 随着科技的发展， 2,4-DNT在新的领域中有了用武之地， 例如用于汽车安全气囊的 气体发生器、 用于制备波音飞机安全气囊滑梯、 以及用作军队高爆炸弹添加剂。 在这些新领 域使用时， 为了获得更高更可控的稳定性和安全性， 要求2,4-DNT为均匀的针状结晶， 而且 结晶长度越长越好。 为了达到这一目的， 许多公司都在尝试进行研究改进。 目前， 只有美国 。
10、IPI公司以甲醇为溶剂结晶出了2,4-DNT针状结晶， 但是， 其结晶的长度仅为0.5mm左右， 而 且长短不均匀， 无法满足新领域的使用要求。 0005 迄今为止， 国内外尚无公开方法制备针状2,4-DNT结晶， 是一个亟待解决的技术难 题。 发明内容 0006 本发明需要解决的技术问题是提供一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺2, 4-二硝基甲苯结晶， 并便于实现工业化规模生产。 0007 为解决上述技术问题， 本发明所采取的技术方案是： 0008 一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶工艺， 包括以下步骤： 0009 A、 溶解 说明书 1/6 页 3 CN 105859561 A 3。
11、 0010 将熔融态2,4-二硝基甲苯与7095热水进行混合， 搅拌均匀后自然降温； 0011 B、 析晶 0012 当2,4-二硝基甲苯水溶液呈乳液状时， 加入冷水， 迅速析出针状结晶； 搅拌后进行 固液分离， 获得2,4-二硝基甲苯湿品； 0013 C、 干燥 0014 将2,4-二硝基甲苯湿品在60以下干燥至恒重， 再过1mm孔径筛， 即得针状2,4-二 硝基甲苯晶体成品。 0015 所述熔融态2,4-二硝基甲苯的体积为400份， 溶解用热水的体积量为500800份， 析晶用冷水的体积量为100200份； 溶解用热水的温度为7585， 析晶用冷水为常温水， 优选为1030。 0016 所。
12、述步骤A中， 溶解时的转速控制在60r/min80r/min。 转速的具体控制方法为： 0017 当2,4-二硝基甲苯水溶液温度降至6970时， 转速调整至85r/min110r/ min； 当2,4-二硝基甲苯水溶液温度降至6768、 呈乳液状时， 转速加快到120r/min以 上。 0018 优选为， 当2,4-二硝基甲苯水溶液温度降至6970时， 转速调整至90r/min 100r/min； 当2,4-二硝基甲苯水溶液温度降至6768、 呈乳液状时， 转速加快到120r/ min150r/min。 0019 所述步骤B中， 冷水加入方式为分次加入或一次性加入， 固液分离方法是真空抽滤 或。
13、离心甩干。 0020 所述步骤B中， 当冷水一次性加入时， 向2,4-二硝基甲苯水溶液的搅拌中心处倾 入。 0021 所述步骤C中， 针状2,4-二硝基甲苯晶体采用静置方式干燥， 干燥过程禁止晃动。 0022 所述针状2,4-二硝基甲苯结晶的长度为3mm5mm， 熔点为67.570.5； 顺结晶 物纵向方向通过1mm孔径筛的通过率不低于95。 0023 由于采用了上述技术方案， 本发明所取得的技术进步在于： 0024 (1)本发明结晶工艺以水为结晶溶剂， 通过适量冷水的加入来控制结晶， 获得了长 且均匀的针状2,4-二硝基甲苯结晶， 结晶长度均达到3mm5mm， 颜色为均一的淡黄色； 产品 纯。
14、度不小于99， 水分及挥发分含量低于0.25， 熔点为6870， 纯度高、 质量好， 其晶 型完全符合2,4-二硝基甲苯在新领域的应用要求。 0025 (2)本发明工艺简单易操作， 可控性强， 使用设备多为常规设备， 无需投入过多资 金， 生产成本低、 收率高、 产品纯度高， 非常适合工业化规模生产。 0026 (3)本发明以水作为结晶溶剂， 整个结晶过程完全不使用有机溶媒， 非常环保； 而 且结晶过程温度控制在100以下， 安全隐患很小。 附图说明 0027 图1是本发明方法制得的晶体的X-射线粉末衍射图谱； 0028 图2和图3是本发明方法制得的晶体放大100倍的电子显微镜照片； 0029。
15、 图4和图5是美国公司IPI公司晶体放大100倍的电子显微镜照片。 说明书 2/6 页 4 CN 105859561 A 4 具体实施方式 0030 下面结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明： 0031 实施例1 0032 一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶， 采用以下步骤制备： 0033 A、 溶解 0034 将400ml熔融态2,4-二硝基甲苯与80热水600ml进行混合， 搅拌均匀后自然降 温； 溶解转速控制在80r/min。 当2,4-二硝基甲苯水溶液温度降至6970时， 将转速提 高到90r/min。 0035 B、 析晶 0036 2,4-二硝基甲苯水溶液继续降温至6768时。
16、， 此时溶液变成乳液状， 迅速将 转速加快到120r/min， 同时将150ml温度为25的冷水倾入溶液中心处； 迅速有针状结晶析 出， 液体即刻变得清亮。 搅拌片刻后进行抽滤， 得到2,4-二硝基甲苯湿品。 0037 C、 干燥 0038 将2,4-二硝基甲苯湿品静置在干燥平台上， 5060下干燥至恒重， 干燥时保 持通风， 干燥平台避免过热、 以免熔融。 所得2,4-二硝基甲苯干品顺结晶物纵向方向通过 1mm孔径标准筛， 即得淡黄色的针状2,4-二硝基甲苯晶体成品。 0039 实施例2 0040 一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶， 采用以下步骤制备： 0041 A、 溶解 0042 将。
17、400ml熔融态2,4-二硝基甲苯与75热水800ml进行混合， 搅拌均匀后自然降 温； 溶解转速控制在70r/min。 当2,4-二硝基甲苯水溶液温度降至6970时， 将转速提 高到95r/min。 0043 B、 析晶 0044 2,4-二硝基甲苯水溶液继续降温至6768时， 此时溶液稍稠、 变成乳液状， 迅 速将转速加快到130r/min， 同时将200ml温度为20的冷水倾入溶液中心处； 迅速有针状结 晶析出， 液体即刻变得清亮。 搅拌片刻后进行抽滤， 得到2,4-二硝基甲苯湿品。 0045 C、 干燥 0046 将2,4-二硝基甲苯湿品静置在干燥平台上， 5060下干燥至恒重， 干燥。
18、时开 启抽风机， 且干燥平台避免过热、 以免熔融。 所得2,4-二硝基甲苯干品顺结晶物纵向方向通 过1mm孔径标准筛， 即得淡黄色的针状2,4-二硝基甲苯晶体成品。 0047 实施例3 0048 一种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶， 采用以下步骤制备： 0049 A、 溶解 0050 将400ml熔融态2,4-二硝基甲苯与85热水500ml进行混合， 搅拌均匀后自然降 温； 溶解转速控制在60r/min。 当2,4-二硝基甲苯水溶液温度降至6970时， 将转速提 高到90r/min。 0051 B、 析晶 0052 2,4-二硝基甲苯水溶液继续降温至6768时， 此时溶液变成乳液状， 迅速将。
19、 说明书 3/6 页 5 CN 105859561 A 5 转速加快到125r/min， 同时将100ml温度为30的冷水倾入溶液中心处； 迅速有针状结晶析 出， 液体即刻变得清亮。 搅拌片刻后进行离心甩干， 得到2,4-二硝基甲苯湿品。 0053 离心甩干过程控制转速和甩干时间， 以避免破坏晶体。 0054 C、 干燥 0055 将2,4-二硝基甲苯湿品静置在干燥平台上， 5060下干燥至恒重， 干燥时保 持通风， 干燥平台避免过热、 以免熔融。 所得2,4-二硝基甲苯干品顺结晶物纵向方向通过 1mm孔径标准筛， 即得淡黄色的针状2,4-二硝基甲苯晶体成品。 0056 实施例4 0057 一。
20、种针状2,4-二硝基甲苯晶体的结晶， 采用以下步骤制备： 0058 A、 溶解 0059 将400ml熔融态2,4-二硝基甲苯与80热水700ml进行混合， 搅拌均匀后自然降 温； 溶解转速控制在75r/min。 当2,4-二硝基甲苯水溶液温度降至6970时， 将转速提 高到100r/min。 0060 B、 析晶 0061 2,4-二硝基甲苯水溶液继续降温至6768时， 此时溶液变成乳液状， 迅速将 转速加快到140r/min， 同时将150ml温度为20的冷水逐渐滴入； 随着冷水的滴入， 迅速有 针状结晶析出， 液体即刻变得清亮。 搅拌片刻后进行离心甩干， 得到2,4-二硝基甲苯湿品。 0。
21、062 离心甩干过程控制转速和甩干时间， 以避免破坏晶体。 0063 C、 干燥 0064 将2,4-二硝基甲苯湿品静置在干燥平台上， 5060下干燥至恒重， 干燥时开 启抽风机、 随时抽走水汽， 干燥平台避免过热、 以免熔融。 所得2,4-二硝基甲苯干品顺结晶 物纵向方向通过美国标准1mm孔径筛， 即得淡黄色的针状2,4-二硝基甲苯晶体成品。 0065 对比例1 0066 采用中国专利CN104529785A中实施例1所公开的方法制备2,4-二硝基甲苯， 作为 对比例1。 该产品为淡黄色， 是片状结晶和针状结晶的混合物。 0067 对比例2 0068 采用美国IPI公司生产的2,4-二硝基甲。
22、苯晶体作为对比例2。 对比例2产品为淡黄 色针状结晶， 结晶长度明显较短。 0069 取实施例1实施例4、 对比例1对比例2所制得的2,4-二硝基甲苯产品进行性能 测试。 测试结果见表1所示。 0070 表12,4-二硝基甲苯产品性能测试数据表 说明书 4/6 页 6 CN 105859561 A 6 0071 0072 在过筛过程中， 对比例1产品的针状结晶部分可以通过筛孔， 但片状结晶粒径较 大， 无法通过筛孔； 对比例2产品的晶体短小， 呈粉末状， 全部通过筛孔流出。 而本发明产品 结晶度高、 晶型好、 结晶长， 晶体长度在3.5mm5mm之间， 均匀一致， 过筛通过率达到95以 上， 。
23、完全符合2,4-二硝基甲苯在新领域应用的要求。 0073 将本发明产品进行X-射线粉末衍射检测， 检测参数如下： 0074 仪器： 德国布鲁克AXS公司生产的X-射线粉末衍射仪， 仪器型号D8ADVANCE； 0075 工作电压： 40kV， 工作电流： 40mA； 0076 扫描速度： 0.02 /0.3s； 扫描范围： 550 。 0077 X-射线衍射数据见下表， X-射线衍射谱图见图1。 0078 说明书 5/6 页 7 CN 105859561 A 7 0079 说明书 6/6 页 8 CN 105859561 A 8 图1 说明书附图 1/3 页 9 CN 105859561 A 9 图2 图3 说明书附图 2/3 页 10 CN 105859561 A 10 图4 图5 说明书附图 3/3 页 11 CN 105859561 A 11 。