專利名稱：均苯四甲酸二酐的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種均苯四甲酸二酐的生產(chǎn)方法，屬有機(jī)化工領(lǐng)域。
均苯四甲酸二酐，英文縮寫為PMDA，是作為耐高溫絕緣材料-聚酰亞胺的主要合成單體，廣泛應(yīng)用于航天、航空、機(jī)電和電子等領(lǐng)域，同時(shí)，也是重要的環(huán)氧樹(shù)脂和聚脂樹(shù)脂的固化劑及粉末涂料的助劑。目前，精制均苯四甲酸二酐采用熱氣流攜帶法。該方法僅局限于以均四甲苯為原料，并且單耗高；產(chǎn)品純度低，僅為96％，裝置只能生產(chǎn)均苯四甲酸二酐，催化劑載體單一。
本發(fā)明提供單耗低、產(chǎn)品純度高、收率高的一種新的均苯四甲酸二酐生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的具體生產(chǎn)方法是將均四甲苯或5-異丙基偏三甲苯為原料，經(jīng)過(guò)汽化器在180℃～200℃的溫度下汽化，與空氣按0.0023～0.35∶1的體積比混合，進(jìn)入裝填有催化劑的列管式反應(yīng)器中進(jìn)行氧化反應(yīng)，期間催化劑在450℃下用空氣活化8-10小時(shí)，反應(yīng)器與熔鹽槽相連，加熱反應(yīng)或攜帶出反應(yīng)放出的熱量，生成高溫反應(yīng)氣，經(jīng)過(guò)換熱器進(jìn)入第一、二、三捕集器，進(jìn)行分級(jí)捕集，并凝華成均苯四甲酸二酐的固體粗產(chǎn)品，尾汽進(jìn)入水洗塔，將有機(jī)酸類吸收后，經(jīng)水洗塔上部排放。
將一、二、三捕集器得到的粗均酐產(chǎn)品按粗酐∶水∶活性碳＝1∶4～6∶0.05～0.08重量比配比放入反應(yīng)釜中，水解脫色，加熱至85～95℃，攪拌一小時(shí)，進(jìn)行熱過(guò)濾，濾液放入冷卻池，結(jié)晶，濾餅摻入煤中燒掉，濾液冷至室溫離心甩干，得到含水量15-30％的均苯四甲酸。
精制方法將含水均苯四甲酸放入小舟中，小舟再放入脫水釜、減壓真空脫水、放空取出小舟，小舟中放入硅膠，再放入升華釜中，真空升華、放空，從升華釜中取出純度＞98.5％的均苯四甲酸二酐。
本發(fā)明所采用的催化劑由載體和活性物質(zhì)構(gòu)成。其中載體可以是α-Al2O3，也可采用SiC球形載體或環(huán)狀載體。球形載體大小為φ4-6mm，環(huán)形載體大小可以是內(nèi)徑ID＝4mm、外徑OD＝6mm、長(zhǎng)度L＝6mm或內(nèi)徑ID＝4mm、外徑OD＝7mm、長(zhǎng)度L＝7mm。催化劑活性物質(zhì)可以是兩種(A和B)，A種由NH4VO3、TiCl4、Na3PO4、(NH4)2MOO3、H2C2O4、H2O組合物構(gòu)成，其重量比例為1∶0.04～0.05∶0.30～0.40∶0.04～0.1∶2～2.5∶5～5.5；B種由NH4VO3、TiCl4、(NH4)H2PO4、KOH、CSNO3、SiN、H2C2O4、H2O組合物構(gòu)成，其克分子比例為＝1∶0.20～0.35∶0.05～0.2∶0.05～0.1∶0.04∶0.08∶2.0～3.0∶35～40。
催化劑生產(chǎn)工藝將按比例組成的活性物質(zhì)配制成噴涂液，其方法是將蒸餾水和草酸放入釜中，攪拌升溫至80-90℃，當(dāng)草酸全部溶解后，溶液冷至50-70℃，慢慢加入偏釩酸銨，在溫度75-85℃下，繼續(xù)攪拌至偏釩酸銨全部溶解。加入磷酸三鈉、鉬酸銨或磷酸氫二銨、氫氧化鉀、硝酸銫、氮化硅。冷至30-40℃，攪拌下慢慢加入四氯化鈦，即配制成噴涂溶液。將載體放入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，升溫至230-300℃，在轉(zhuǎn)動(dòng)下用噴槍均勻噴涂到載體上，活性物質(zhì)增重5-10％。放入高溫爐中，以100℃/小時(shí)的速度升溫至450℃，恒溫4小時(shí)，繼續(xù)升溫至500-580℃，恒溫8-10小時(shí)，自然冷卻至100℃，即可出爐，催化劑待用。
本發(fā)明所提供的均苯四甲酸二酐的生產(chǎn)方法單耗低、產(chǎn)品純度高、收率高，該生產(chǎn)方法中的所用催化劑具有較高的選擇性，熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，可顯著地提高催化劑負(fù)荷，提高均酐收率，延長(zhǎng)了使用壽命。
具體實(shí)施例1、以均四甲苯為原料采用B種催化劑生產(chǎn)裝置為150升，空速4000升/升·小時(shí)、催化劑負(fù)荷70克/升·小時(shí)、反應(yīng)熱點(diǎn)溫度430-450℃、熔鹽溫度380-385℃，均四甲苯投料量1750千克(均四甲苯含量＞95％)，精酐產(chǎn)品948.2千克，即單耗為1.85噸均四甲苯/噸。
2、以均四甲苯為原料采用A種催化劑生產(chǎn)裝置為466升，空速3800-4200升/升·小時(shí)，催化劑負(fù)荷65克/升·小時(shí)，反應(yīng)熱點(diǎn)溫度4 30-450℃，熔鹽溫度375-380℃，均四甲苯投量料1357.25千克(均四甲苯含量＞95％)，精酐712.6千克，即單耗為1.91噸均四甲苯/噸。
3、采用5-異丙基偏三甲苯為原料采用A種催化劑生產(chǎn)裝置為100升、空速7000-8000升/升·小時(shí)，催化劑負(fù)荷70克/升·小時(shí)，熱點(diǎn)溫度435-440℃，5-異丙基偏三甲苯165千克(含量＞65％)，精均酐產(chǎn)品60.5千克，即精酐率36.7％。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供一種均苯四甲酸二酐生產(chǎn)方法，其特征在于以均四甲苯或5-異丙基偏三甲苯為原料，汽化后，與空氣按0.0023-0.35體積比例混合，進(jìn)入裝填有催化劑的列管式反應(yīng)器，在430℃-450℃下，催化氧化成高溫反應(yīng)氣，經(jīng)換熱器，分級(jí)捕集器得到均苯四甲酸二酐的粗產(chǎn)品，將均苯四甲酸二酐的粗產(chǎn)品按粗酐∶水∶活性炭重量比為1∶4～6∶0.05～0.08加熱至85～95℃，溶解、脫色、過(guò)濾、冷卻至室溫，離心甩干即得均苯四甲酸，再經(jīng)真空脫水，真空升華得到純度＞98.5％的精均苯四甲酸二酐。
2.如權(quán)利要求1所述的均苯四甲酸二酐生產(chǎn)方法，其特征在于催化劑由載體和活性物質(zhì)組成，載體可以是α-Al2O3或SiC球型載體(φ5-6mm)或環(huán)狀載體，其活性物質(zhì)可由NH4VO3、TiCl4、Na3PO4、(NH4)2MOO3、H2C2O4和H2O組合物構(gòu)成，其重量比例為1∶0.04～0.05∶0.30～0.40∶0.04～0.1∶2～2.5∶5～5.5；也可以由NH4VO3、TiCl4、(NH4)H2PO4、KOH、CSNO3、SiN、H2C2O4和H2O組合構(gòu)成，其克分子比為1∶0.20～0.35∶0.05～0.2∶0.05～0.1∶0.04∶0.08∶2.0～3.0∶35～40。
3.如權(quán)利要求1所述的均苯四甲酸二酐生產(chǎn)方法，其特征在于催化劑制備方法如下按催化劑活性物質(zhì)A、B種的配比制成噴涂液，在230℃-260℃下，噴涂到載體上，活性物質(zhì)增重5-10％。噴好的催化劑放在高溫爐內(nèi)以100℃/小時(shí)加熱至450℃，恒溫4小時(shí)，繼續(xù)升溫至500～580℃，恒溫8-10小時(shí)，自然冷卻至100℃取出，即成催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種均苯四甲酸二酐的生產(chǎn)方法,屬有機(jī)化工領(lǐng)域。均苯四甲酸二酐,英文縮寫為PMDA,是作為耐高溫絕緣材料——聚酰亞胺的主要合成單體,廣泛應(yīng)用于航天、航空、機(jī)電和電子等領(lǐng)域,同時(shí),也是重要的環(huán)氧樹(shù)脂和聚酯樹(shù)脂的固化劑及粉末涂料的助劑。本發(fā)明提供以均四甲苯或5－異丙基偏三甲苯為原料,單耗低、產(chǎn)品純度高、收率高的一種新的均苯四甲酸二酐生產(chǎn)方法。該生產(chǎn)方法中的所用催化劑具有較高的選擇性,熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,可顯著地提高催化劑負(fù)荷,提高均酐收率,延長(zhǎng)了使用壽命。
文檔編號(hào)C07D493/04GK1245171SQ98116910
公開(kāi)日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1998年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月17日
發(fā)明者張淑琴, 葉照?qǐng)?jiān) 申請(qǐng)人:黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究分院