[发明专利]均苯四酸二酐的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产免受水合的均苯四酸二酐的方法，更具体地涉及一种用于生产均苯四酸二酐的方法，其特征在于通过冷却含有均苯四酸二酐的气体生成的均苯四酸二酐处于收集、粉化与储存的过程中时，其气氛的温度不高于120℃时，将容纳产生的均苯四酸二酐的气氛中的水含量设定到不大于4体积％的水平。

背景技术

均苯四酸二酐是一种可升华的物质，它主要用作如聚酰亚胺的耐热聚合物的原料或用作如环氧树脂的硬化剂。生产这样高纯度均苯四酸二酐所使用的方法可归并成两类，即借助于气相氧化作用类的方法和借助于液相氧化作用类的方法。

液相氧化作用类的方法显示出的优点为高选择性，然而，因为这些方法是以间断过程完成的，所以它们的缺陷是低的生产率。液相氧化作用类的方法产生均苯四酸，因此，需要使这种产物通过除去水成分加以转化，还需要在高温下的干燥步骤、升华和重结晶步骤、或涉及使用大量醋酸酐的除去水成分的步骤。由于这些方法可能导致起源于相关反应溶液中使用的催化剂的这种重金属和卤化物，所以它们还需要从各自产物中分离与回收这样杂质的步骤，或用于处置来自于该设备的废液的步骤。

另外的已知方法是通过用含有分子氧的气体，使四烷基苯，如1，2，4，5-四乙基苯或1，2，4，5-四甲基苯受到催化的气相氧化作用而生产出均苯四酸二酐。这样的气相氧化方法允许连续生产均苯四酸二酐。特别地，由于催化的气相氧化作用，这种方法在反应气体中生成均苯四酸二酐，因此不需要从产品中除去水成分。因此，气相氧化方法的优点是使用反升化作用，与气相收集结合实施可直接得到高纯度均苯四酸二酐。

一般地，可回收已运用反升华技术收集的晶体形式的均苯四酸二酐的方法已知有三类，其中一类方法采用包括在有细孔的冷却层中分离含有均苯四酸二酐的气体与通过旋转梳或刷形的齿耙出晶体的步骤；另一类方法采用包括伴随着耐磨微粒将含有均苯四酸二酐的气体加入冷却设备，与通过微粒碰撞所得的分离的晶体的步骤；另一类方法采用包括用气力抖动器在冷却设备上机械震动，从而从冷却表面剥离晶体的步骤；以及另一类方法采用下述步骤，该步骤包括在收集设备内的操作压力下，将在其上沉积均苯四酸二酐晶体的壁面温度升到高于均苯四酸二酐升华温度的水平，从而通过升化作用除去附着的晶体，并且使余下的生长晶体本身从壁面上脱落下来。

JP-A-10-265 474的公报公开了一种回收均苯四酸二酐的方法，该方法是将含有均苯四酸二酐的气体引入垂直的回收塔，该塔配置晶体的沉积表面，让该气体在晶体沉积表面上沉积晶体状的均苯四酸二酐，再让晶体沉积表面的温度升到210-260℃的水平，从而使晶体从晶体沉积表面上剥落下来。

在生长的均苯四酸二酐晶体进行如剥离、脱落和粉化这样一些步骤后，一般接着实施回收粉状晶体，将回收的粉状晶体装载在如储存袋的容器中。通过运用反升华作用生产均苯四酸二酐的技术，JP-A-07-278 153公报公开了一种收集均苯四酸二酐的方法，该方法是让四烷基苯受到催化的气相氧化作用，并冷却该气体，从而导致均苯四酸二酐晶体沉淀。该公报公开了一种生产均苯四酸二酐的方法，该方法包括一组步骤：通过四烷基苯的催化气相氧化所得到的含有均苯四酸二酐的气体使用热交换器冷却到约250℃，然后将冷却的气体转移到预冷却器，将其中的气体冷却到温度150-200℃，再通过提取管线取出沉淀，其间在后续的主收集设备中冷却与收集残留的气体。

新从收集设备得到的晶体太热，难以作为成品处理。因此，通常接着实施回收这样的晶体、冷却与粉化它们、然后包装已冷却的粉化晶体以待运输。在通过催化的气相氧化反应得到含有均苯四酸二酐的气体，并冷却与收集均苯四酸二酐晶体的情况下，该反应气体含有由催化的气相氧化反应副产的水。与这种冷却反应气体一致，水与均苯四酸二酐反应，而这种反应通过水合作用导致均苯四酸二酐转化成均苯四酸一酐(PMMA)和均四苯酸(PMA)。由加入水成分而产生的这些产物在目标产物中是杂质，并且成为产品纯度降低的原因。为了防止均苯四酸二酐产生环断裂，迄今均是在调节主收集设备中的冷却，以便保持温度低于110℃(JP-A-07-278 153公报)。这种调节的理由是，因为催化的气相氧化反应使反应气体必定含有水组分，由于温度降到水的露点以下水平的缘故，该水组分不可避免地冷凝与沉降。由于这种方法阻止温度降到110℃以下，但冷却效率不足，生产中基本上需要许多收集设备，其中包括主收集设备。