[发明专利]一种均苯四甲酸二酐的捕集提纯方法

说明书

技术领域

本发明涉及均苯四甲酸二酐的制备技术领域，尤其涉及一种均四甲苯固定床气相催化氧化所得气相反应产物中的均苯四甲酸二酐的捕集提纯方法。

背景技术

均苯四甲酸二酐(Pyormellitic dianhydride，PMDA)是一种重要的化工中间体材料，主要用作生产聚酰亚胺树脂及薄膜、聚咪唑等耐热树脂的单体、耐高温电气绝缘漆、固体润滑剂、环氧树脂固化剂、涂料助剂等的原材料，用途广泛，其中以均苯四甲酸二酐为原料生产的工程塑料、塑料助剂等具有优异的电绝缘性能、耐高低温性能、较高的机械性能等，广泛应用于航空、电子、机电等高新技术产业。

工业上生产PMDA的方法主要有液相催化氧化法和气相催化氧化法。由于气相氧化法工艺简单，对设备要求低，成本便宜，已经成为均苯四甲酸二酐的生产主流。目前普遍采用的为气相催化氧化法。气相催化氧化法是将气化后的均四甲苯与空气混合进入装有催化剂的氧化反应器中进行氧化反应，气相反应产物经换热冷却，从气相中凝华捕集均苯四甲酸二酐。

气相催化氧化过程是一个复杂的多相催化过程。在催化氧化反应过程中，均四甲苯氧化生成均苯四甲酸二酐的同时，还发生一系列副反应，生成一些部分氧化和过度氧化的副产物，如偏苯三酸酐(Trimellitic anhydride，TMA)、邻苯二甲酸酐Phthalic anhydride，PA)、顺(式)丁烯二(酸)酐(Maleicanhydride，MAA)，二氧化碳和水等。副产物的存在不仅降低了PMDA的纯度，而且使精制分离复杂化。近年来，随着PMDA应用领域的不断拓展，市场对PMDA的需求量及纯度的要求也不断提高。均四甲苯经气相催化氧化反应的气相产物通过氧化捕集工艺后获得的PMDA为粗品PMDA，不能够直接应用，必须通过一定的精制工艺制得精品PMDA才能够投入到下游产品的生产中。然而无论是升华精制法、热气流精制法或溶剂精制法，对粗品PMDA的纯度均有一定的要求。粗品PMDA的纯度越高，不但能够降低精制工艺的成本，同时还能够提高精品PMDA的产品质量。因此，对催化氧化的气相产物在捕集工序中将主副产物进行有效分离，提高粗品PMDA的捕集效率，获取纯度较高的主产品PMDA是至关重要的。

US.Pat4036549介绍了一种将气相反应产物经换热冷却后，再通入几个串联的捕集器，直接从气相中凝华捕集粗品PMDA的方法；US.Pat4036549提出了一种将气相反应产物经换热冷却后，水解成均苯四甲酸(Pyromellitic acid，PMA)再脱水后，经过减压升华脱去其中的轻组分，得到纯度较高的PMDA成品。

中国专利CN1393447A提出了一种中空箱式捕集装置捕集法，该法使用串联的中空捕集器，捕集器内部中空，捕集温度依靠自然冷却，气相产物中的PMDA在捕集器器壁上凝华结晶。该工艺对反应产物的捕集和分离效果较差，获得的PMDA纯度较低。中国专利CN1388127A提出了采用串联的立式圆筒捕集装置的捕集方法，且在捕集器内部进行挂网(如图1)，该方法捕集温度仍然靠自然冷却，反应产物气体进入1#捕集器后经过折流挡板由2#捕集器底部进入，随着气流上升遇到金属丝网，PMDA含量较高的气相产物首先在捕集器底部凝华结晶，而浓度相对较低的气相产物则逐步在捕集器上部结晶，在出料时凝结在金属网上的凝华产物落入捕集器底部，则会使捕集器底部PMDA含量较高的凝华产物与捕集器上部含量较低的凝华产物在捕集器底部混合，不利于获得纯度较高的粗品PMDA；且在金属网上凝结有较多的粗酐时，对气流形成较大阻力，使气流容易走短路，更会使反应产物的捕集和分离效果较差；而且该捕集方式采用6个立式圆筒捕集器在地面上串联排列，占地面积较大；虽然在生产过程中对捕集设备进行了较多的改进，如在捕集器内部增加折流挡板、增加冷却盘管等，但总体效果不理想，因此，该类捕集装置捕集和分离效果不理想，不能捕集到纯度较高的粗品PMDA。