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苯磺酸分子式C6H6O3S,分子量158.17,無色易吸濕結晶。對皮膚、眼睛、粘膜有強刺激作用。熔點43~44℃ (含一個半分子結晶水);無水物熔點50~51℃。易溶于水、乙醇,微溶于苯,不溶于乙醚、二硫化碳。呈強酸性,酸性與硫酸相當,但無氧化性,離解常數K=0.2(25℃)。苯磺酸的磺酸基可被多種基團取代,與氫氧化鈉堿熔生成苯酚鈉;與氰化鈉反應生成苯腈;與溴反應生成溴代苯;與硝酸反應生成硝基苯;與水共熱脫去磺酸基。苯磺酸可以由苯在濃硫酸作用下發生磺化反應制得,用于制取苯酚、間苯二酚,也用作酯化反應和脫水反應中的催化劑。
如果吸入苯磺酸,請將患者移到新鮮空氣處;如果皮膚接觸,應脫去污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚,如有不適感,就醫;如果眼晴接觸,應分開眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗,并立即就醫;如果食入,立即漱口,禁止催吐,應立即就醫。對保護施救者的忠告如下:將患者轉移到安全的場所,咨詢醫生,如果條件允許請出示此化學品安全技術說明書給到現場的醫生看。若泄露,小量泄漏盡可能將泄漏液體收集在可密閉的容器中,用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收,并轉移至安全場所,禁止沖入下水道;若大量泄漏,構筑圍堤或挖坑收容,封閉排水管道,用泡沫覆蓋,抑制蒸發,用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。
苯磺酸結構如下:
苯磺酸的磺酸基可被多種基團取代,與氫氧化鈉堿熔生成苯酚鈉;與氰化鈉反應生成苯腈;與溴反應生成溴代苯;與硝酸反應生成硝基苯;與水共熱脫去磺酸基:
以苯為原料,經硫酸磺化而得。93%硫酸2400L加入磺化鍋內,將苯以2500-3000L/h的流量打入蒸發器,經過蒸發及過熱成溫度為150℃以上的過熱苯蒸氣,通過鼓泡器在硫酸層中進行反應,溫度在170℃左右,最后游離酸控制在4-5%。大約經過10h左右完成反應,未反應的苯蒸氣和生成的水蒸氣經冷凝分離,酸性苯再經液堿中和、食鹽脫水后循環使用。含苯的苯磺酸再經真空脫苯器脫除余苯。磺化收率96.5%。苯磺酸用亞硫酸鈉或氫氧化鈉中和,即得苯磺酸鈉。中和收率99%。原料消耗定額:苯600kg/t、發煙硫酸750kg/t。
苯磺酸是重要化工原料,主要用于制備苯酚;在有機合成中作酯化反應、脫水反應、聚合反應及解聚反應的催化劑。應用舉例如下:
1. 用于制備苯酚。
苯酚是重要的有機化工原料,用它可制取酚醛樹脂、己內酰胺、雙酚A、水楊酸、苦味酸、五氯酚、2,4-D-己二酸、酚酞n-乙酰乙氧基苯胺等化工產品及中間體,在化工原料、烷基酚、合成纖維、塑料、合成橡膠、醫藥、農藥、香料、染料、涂料和煉油等工業中有著重要用途。苯酚的制備方法,其特點是:所用原料為苯和濃硫酸,按照一定比例經聚合反應、蒸餾、堿熔、酸化、結晶而成;原料的比例為苯與濃硫酸的質量比為1.5-2.5∶1;所述濃硫酸為98%的濃硫酸;所述聚合反應溫度為120-140℃,反應時間為30-50分鐘;所述蒸餾溫度為130-150℃;所述堿熔是將苯磺酸置于容器內,加熱至55-65℃,待苯磺酸全部熔化后加入苯質量的2-3倍氫氧化鈉粉末,并不斷攪拌1-3小時生成苯酚鈉;所述酸化是將苯酚鈉等混合物用水溶解,在常溫、常壓下通入二氧化硫氣體;所述結晶是將溶液降溫至2-6℃,過濾,將濾渣用65-75℃的蒸餾水溶解,然后降溫至2-6℃。
2. 用于制備3-氯-1,2-丙二醇。3-氯-1,2-丙二醇(簡稱氯代甘油)是重要的甘油氯代物,用途廣泛:可作為有機合成中間體,用來合成農藥、染料。
近十幾年來,在航天用材料、非離子型造影劑、電子用化學品、催化劑合成和相轉移催化劑應用等方面的應用日趨廣泛,對氯代甘油的純度、雜質含量等指標的要求也相應大幅度提高,因此對氯代甘油的工業化生產提出了更為苛刻的要求。生產方法,包括以下步驟:
(1) 配料:取硫酸、苯磺酸和丁二酸分別溶解在去離子水中,配制成硫酸溶液、苯磺酸溶液和丁二酸溶液;
(2) 水解反應:先將部分硫酸溶液和部分苯磺酸溶液以及部分環氧氯丙烷混合反應一段時間,升高溫度,再加入剩余的環氧氯丙烷,并分時間段先后依次加入剩余的苯磺酸溶液和硫酸溶液,然后一次性加入丁二酸溶液,升高溫度繼續進行反應;所述環氧氯丙烷的投料量為硫酸、苯磺酸和丁二酸水溶液總重量的45~55%。
(3) 中和反應:水解反應完畢后,加入堿溶液,并攪拌使反應均勻;
(4) 脫水并加堿:將加堿后的水解液先常壓脫水,然后在氣相溫度為98~100℃,真空度≥0.094MPa時繼續進行脫水,然后加入堿溶液,攪拌條件下升溫;
(5)蒸餾提純:真空條件下先加熱物料,然后轉入蒸餾系統,真空度≥0.1MPa時蒸餾得到產品3-氯-1,2-丙二醇。
[1] 化學詞典
[2] 李芬一種苯酚的制備方法. CN201410571600.3 ,申請日20141024
[3] 郭祥榮;莊青;王璀;郭彥愷;李昕東;張云玲;王曉麗;郭學陽.一種高純度3-氯-1,2-丙二醇的生產方法. CN201010011544.X ,申請日20100116