氣相法均苯四甲酸二酐生產(chǎn)工藝及其冷凝態(tài)收集方法.pdf

1、均苯四甲酸二酐(英文縮寫PMDA)是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料，也是發(fā)展新型化工材料和高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的基本原料，用途廣泛。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家普遍采用氣相氧化法生產(chǎn)均苯四甲酸二酐。氣相氧化法是將空氣與汽化后的均四甲苯混合進(jìn)入含有催化劑的氧化反應(yīng)器進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)換熱冷卻后，均苯四甲酸二酐直接從氣相中凝華捕集。在氣相氧化法中，均四甲苯氧化生成均苯四甲酸二酐的同時(shí)，還發(fā)生一些副反應(yīng)，生成一些部分氧化和過度氧化的副產(chǎn)物。如何實(shí)現(xiàn)氣相均

2、苯四甲酸二酐的高收率回收，并與其它副產(chǎn)物的有效分離，提高均苯四甲酸二酐產(chǎn)品的純度，已經(jīng)成為氣相氧化法生產(chǎn)均苯四甲酸二酐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 論文依托某廠的均苯四甲酸二酐生產(chǎn)工藝，首先從傳統(tǒng)的氣相法均苯四甲酸二酐捕集工藝出發(fā)，詳細(xì)介紹了某廠氣相法制取均苯四甲酸二酐的工藝流程，給出了均苯四甲酸二酐生產(chǎn)的工藝物流狀況，并詳細(xì)的研究和計(jì)算了催化劑的床層體積、反應(yīng)器的流動(dòng)形式及其他工藝參數(shù)。 針對(duì)現(xiàn)有氣相均苯四甲酸二酐捕集工藝存在的問題，

3、論文首次提出了氣相均苯四甲酸二酐的冷凝態(tài)捕集方法：利用冷凝態(tài)物質(zhì)的高汽化潛熱，在收集氣相均苯四甲酸二酐產(chǎn)品過程中引入冷凝態(tài)物質(zhì)，快速凝華均苯四甲酸二酐，然后通過旋風(fēng)器分離收集均苯四甲酸二酐產(chǎn)品。在安全性方面，分析了爆炸極限和閃點(diǎn)等重要參考指數(shù)；在可行性方面，綜合了安全因素、熱力學(xué)物性、經(jīng)濟(jì)花費(fèi)等三大因素，得出一些正構(gòu)烷烴適合作為冷凝態(tài)物質(zhì)；在裝置方面，探討并設(shè)計(jì)了三種凝華換熱器的模型。 本文進(jìn)一步從這種新的收集方法出發(fā)，設(shè)計(jì)了一

4、套完整的冷凝態(tài)物質(zhì)凝華收集氣相均苯四甲酸二酐的工藝。利用化工軟件對(duì)此工藝進(jìn)行了模擬計(jì)算，得出結(jié)果： 1，使用冷凝劑甲(△vapH(160℃)=4903cal·mol-1)可使均苯四甲酸二酐回收率達(dá)98.42％以上；如果將第二次氣固分離出來的均苯四甲酸二酐加入到反應(yīng)尾氣中進(jìn)行循環(huán)的話，其回收率達(dá)99.98％以上；每回收100t均苯四甲酸二酐，需要一次投入此冷凝劑114.7077t；對(duì)于年產(chǎn)100t的生產(chǎn)線，需要補(bǔ)充0.0229t/

5、a冷劑。 2，使用冷凝劑乙(△vapH(160℃)=3534cal·mol-1)，每回收100t均苯四甲酸二酐，需要冷凝劑127.32t。 3，使用冷凝劑丙(△vapH(160℃)=6389cal·mol-1)，每回收100t均苯四甲酸二酐，需要冷凝劑97.81t。 在理論模擬計(jì)算上表明，引入冷凝態(tài)劑，所需經(jīng)濟(jì)花費(fèi)不大，又可達(dá)到均苯四甲酸二酐產(chǎn)品凝華結(jié)晶快速且純度很高，產(chǎn)品收集過程順利，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)，年產(chǎn)量