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化工產(chǎn)品的基本原料，用途廣泛。目前國內(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入含有催化劑的氧化反應(yīng)器進行氧化反應(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，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，并詳細的研究和計算了催化劑的床層體積、反應(yīng)器的流動形式及其他工藝參數(shù)。 針對現(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)濟花費等三大因素，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)計了三種凝華換熱器的模型。 本文進一步從這種新的收集方法出發(fā)，設(shè)計了一

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。利用化工軟件對此工藝進行了模擬計算，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)尾氣中進行循環(huán)的話，其回收率達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；對于年產(chǎn)100t的生產(chǎn)線，需要補充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。 在理論模擬計算上表明，引入冷凝態(tài)劑，所需經(jīng)濟花費不大，又可達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，可以實現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)，年產(chǎn)量