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Sulfonation of 1,4-diaminoanthraquinone leuco by chlorosulfonic acid:Kinetics and process intensification

Chinese Journal of Chemical Engineering 2023年第6期58卷 163-169页

作者： Bing Liu Yingjiao Li Moses Arowo Guangwen Chu Yong Luo Liangliang Zhang Haikui Zou Baochang Sun State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China Research Center of the Ministry of Education for High Gravity Engineering and Technology Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China Department of Chemical&Process Engineering Moi UniversityEldoret 3900-30100Kenya

The work herein employed a rotating packed bed(RPB)to intensify the sulfonation process of 1,4-diaminoanthraquinone leuco(DL)in an attempt to improve the yield of the product 1,4-diaminoanthra quinone-2-sulfonic acid(DSA).First,the effects of operating conditions in a stirred tank reactor(STR),including stirring speed,chlorosulfonic acid/DL molar ratio(η),solvent/DL mass ratio(ζ),reaction temperature and dropping speed of chlorosulfonic acid,on the yield of DSA were *** yield of DSA can reach 87.34%under the optimal operating conditions:stirring speed of 500 r·min^(-1),ηof 4.5,ζof 7,reaction temperature of 150℃,dropping speed of 0.61 ml·min^(-1).In addition,the kinetics of the sulfonation process via the shrinking core model revealed that the reaction is controlled by diffusion via a product layer under the reaction temperature of 140℃.Furthermore,the RPB was employed to intensify the mass transfer between liquid and solid phases during the sulfonation reaction *** results showed that the DSA yield of 92.69%obtained by RPB was 5.35%higher than that by STR,indicating that RPB can significantly intensify the mass transfer in the liquid-solid phase sulfonation reaction process.

关键词： Sulfonation 1 4-Diaminoanthraquinone-2-sulfonic acid Kinetics Rotating packed bed(RPB) chlorosulfonic acid

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