[发明专利]一种连续法生产偏苯三酸酐的方法

说明书

本发明公开了化工生产技术领域内的一种连续法生产偏苯三酸酐的方法，以偏三甲苯、富氧气体或空气为原料，醋酸为溶剂，加入钴锰溴三元催化剂，通过芳烃侧链氧化反应生成偏苯三甲酸，再通过结晶成酐工艺，获得偏苯三酸酐；用于氧化反应的连续氧化反应塔的进料口连接环形导向器，进料口呈切向连接在氧化上塔上，环形导向器上设有若干通流孔，进料口呈切向连接在氧化上塔上的切向方向满足：在北半球，进料口进料呈右旋方向切向进料；在南半球，进料口进料呈左旋方向切向进料；结晶成酐工艺在连续结晶成酐塔中进行的，所述连续结晶成酐塔从上至下依次包括结晶塔、分离装置和成酐塔组成。整个装置结构紧凑，收率高，热损耗小。

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，特别涉及一种利用富氧气体氧化、结晶成酐、精制工艺生产偏苯三酸酐的方法。

背景技术

偏苯三酸酐(TMA)，化学名1，2，4-苯三甲酸酐，简称偏酐，是一种重要的精细化工产品。主要用途是作为PVC电缆料的增塑剂、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺树脂、水溶性醇酸树脂、环氧树脂固化剂、低压及脉冲电力容器浸渍剂、水处理剂、表面活性剂等。

其生产时，采用间歇法生产，反应式为：

间隙法生产是指先将原料偏三甲苯溶于醋酸溶剂中，氧化生成偏苯三甲酸。将氧化生成的偏苯三甲酸与溶剂混合物料直接分批加入结晶釜中，先加热蒸发溶剂和水，再升温脱出分子内一分子水，制得偏苯三酸酐粗品。粗品采用固定列管加热器间歇式精馏工艺：粗品偏苯三酸酐分批投入到第一精馏塔中进行减压精馏，蒸出的物料再进入第二精馏塔(或第三精馏塔)进行二次(或三次)精馏，最终得到偏苯三酸酐成品。

该法主要存在以下不足：反应时间长、反应不完全、副产物多、质量不稳定、产品收得率低；间歇生产过程中，反应器需要反复升压降压、升温降温，设备容易疲劳，使用寿命缩短；氧化步骤由于每次升温升压都有可能进入爆炸危险区，稍有不慎就会有发生爆炸的危险，生产的安全性较低；产品质量较差、质量不稳定、物料分解严重；间歇法结晶采用加热蒸发式脱酸工艺，将醋酸和水蒸出，钴、锰等催化剂被滞留在偏苯三酸酐粗品中，既增加了催化剂的消耗，也在后续工序中增加了偏苯三酸酐的分解。

另一方面，国内采用的逐级氧化、搅拌式多釜连续氧化生产工艺，并且申请了专利：一种逐级催化氧化连续生产偏苯三酸酐的方法，公开号： CN1594302A，开日：20050316，申请号：CN200410041379.7，申请日：20040715；以及搅拌式多釜连续氧化成酐生产偏苯三酸酐的方法，公开号：CN1634907A，公开日：20050706，申请号：CN200410072953.5，申请日：20041126。以上方法均采用搅拌釜式连续氧化，其优点是实现了局部工序的连续化生产。还有一件专利：连续法氧化工艺生产偏苯三酸酐的方法，公开号：CN1401642A，公开日：20030312，申请号：CN02143030.6，申请日：20020913；该技术为我国偏苯三酸酐连续化工艺作出了新的探索。但是，搅拌釜式反应器投资昂贵、动密封部件易漏易损坏、氧化反应器出料气液分离不充分，高凝固点物料易被带入冷凝器，影响冷凝器换热效果。连续化运行不能变温，不利于晶体成长，结晶效果差，必须将结晶不完全的母液循环再利用，方能达到结晶分离目的。多釜连续式结晶存在过料时各结晶器进口处易堵塞问题。以上方法中粗品偏苯三酸酐精制均为单塔间歇式或连续式精馏，由于偏苯三酸酐粗品含杂质复杂，仅一次简单精馏不能产生高纯度产品，要想保证产品质量，必须多采出轻、重组分和进行多次精馏，导致精制的收得率降低、能耗增加。

发明内容

本发明的目的是提供连续法生产偏苯三酸酐的方法，使其具有反应稳定，可连续生产，物料不易堵塞，生产效率高。