CN104496950A - 一种提升工业邻苯二甲酸酐品质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升工业邻苯二甲酸酐品质的方法，以工业邻苯二甲酸酐为原料，置于管式容器内管中，排除内管中的空气后，经多步熔融结晶，得到提升品质的邻苯二甲酸酐。用本发明提供的方法与现有技术的减压精馏法相比，母液回收后进行熔融结晶，均可达到工业邻苯二甲酸酐的标准，并可与原料混合重复使用，所得汗液回收后可直接与原料混合重复使用，能节约较可观的能耗，并可有效去除工业邻苯二甲酸酐中的杂质，提升邻苯二甲酸酐的品质，得到的邻苯二甲酸酐产品质量稳定，产品含量达到99wt％以上，符合HGT3479-2003《化学试剂邻苯二甲酸酐(分析纯)》的标准，生产过程对环境友好，适于工业化生产。

Description

一种提升工业邻苯二甲酸酐品质的方法
技术领域
本发明涉及一种提升工业邻苯二甲酸酐品质的方法。
背景技术
邻苯二甲酸酐简称苯酐，是一种重要的化工原料。我国苯酐最主要的用途是用来生产邻苯二甲酸酯类增塑剂，其次用于生产醇酸树脂和氨基树脂涂料；苯酐可用于不饱和聚酯的生产，在染料工业中用于合成蒽醌；在颜料生产中合成酞青兰CK、酞菁蓝CT、酞菁蓝C等颜料；在医药工业中用于制备酚酞；在农药生产中用于亚胺磷等中间体的生产。邻苯二甲酸酐与多元醇(如甘油、季戊四醇)缩聚生成聚芳酯树脂，用于油漆工业；若与乙二醇和不饱和酸缩聚，则生成不饱和聚酯树脂，可制造绝缘漆和玻璃纤维增强塑料。此外，邻苯二甲酸酐还被大量应用于涂料、医药、农药、糖精等工业中。
邻苯二甲酸酐的分子式为C8H4O3，结构式如下：
现有技术中，邻苯二甲酸酐工业生产的方法有：
a)邻二甲苯氧化法：将过滤后的无尘空气经压缩、预热，与气化的邻二甲苯蒸气混合后进入反应器，在400～460℃下进行氧化反应，反应产物进入蒸汽发生器，被冷却的反应气经进一步冷却，得到粗苯酐，粗苯酐经减压精馏得到苯酐产品。
b)萘氧化法：原料采用萘，工艺过程与邻二甲苯氧化相似。目前新建生产装置，大都采用邻二甲苯法。
工业上由粗苯酐精制得到高纯度苯酐均采用精馏的方法，如中国专利CN1527826报道了一种利用粗邻苯二甲酸酐蒸馏提纯制备符合规格的邻苯二甲酸酐的方法，这种减压蒸馏方法能耗高，没有工业化生产的价值。目前未见有采用结晶法纯化邻苯二甲酸酐的报道。
发明内容
本发明所要解决的问题在于提供一种提升工业邻苯二甲酸酐品质的方法，通过去除工业邻苯二甲酸酐中的杂质，提升邻苯二甲酸酐的品质，克服现有技术中采用精馏法提纯邻苯二甲酸酐能耗偏高的不足。
本发明的技术构思是这样的：
以工业邻苯二甲酸酐为原料，置于管式容器内管中，排除内管中的空气后，经多步熔融结晶，得到提升品质的邻苯二甲酸酐。
具体地，本发明的技术方案为：
一种提升工业邻苯二甲酸酐品质的方法，包括如下步骤：
1)取一管式容器，所述管式容器包括外管以及设置于所述外管内的内管，将工业邻苯二甲酸酐加入所述管式容器内管中，排除内管中的空气；
2)使用油浴加热装置对所述管式容器进行加热升温，油浴温度134～140℃，待所述管式容器内管中的工业邻苯二甲酸酐完全熔融后，将油浴温度降至131～134℃，油浴温度稳定后，保温0.5～1小时；
3)将所述油浴加热装置中油浴温度降至112～115℃，油浴温度稳定后，保温1～2小时；
4)重复所述步骤2)和步骤3)2～3次；
5)排出所述管式容器内管中的液体物料，即为母液；
6)控制所述油浴加热装置，将油浴温度升至126～129℃，对管式容器进行加热，油浴温度稳定后，保温1～2小时，排出管式容器内管中的液体物料，即为汗液；
7)控制所述油浴加热装置，将油浴升温至134～140℃，使所述管式容器内管中的固体全部熔化，经排放，收集、冷却，即得到熔融结晶的邻苯二甲酸酐。
进一步，步骤1)中，向所述管式容器内管通入高纯氮气进行置换以排除内管中的空气，所述高纯氮气的置换次数为2～5次。
另，步骤5)所得母液经熔融结晶后，得到工业邻苯二甲酸酐，循环至步骤1)重复使用。
另有，步骤6)所得汗液循环至步骤1)与所述工业邻苯二甲酸酐混合重复使用。
再，所述步骤2)中的升温速率为3～5℃/min。
再有，所述步骤3)中的降温速率为0.1～0.4℃/min。
且，所述步骤6)中的升温速率为0.1～0.4℃/min。
另，所述油浴加热装置为超级恒温油浴锅。
其中，所述管式容器材质为不锈钢，其内管内径为50mm，外管内径为100mm，高200mm，上端为全夹套法兰，下端为封闭盲板。
本发明的有益效果在于：
本发明采用多步熔融结晶，依据熔点的差异，有效去除工业邻苯二甲酸酐中的杂质，提升邻苯二甲酸酐的品质，而且采用熔融结晶的提纯方式，与现有技术的减压精馏法相比能节约较可观的能耗；
本发明的母液回收后进行熔融结晶，可达到工业邻苯二甲酸酐的标准，并可与原料混合重复使用，所得汗液回收后可直接与原料混合重复使用。经检测，采用本发明方法制得的邻苯二甲酸酐，产品含量达99wt％以上，符合HGT3479-2003《化学试剂邻苯二甲酸酐(分析纯)》的标准。与现有技术的减压精馏法相比节约可观的能耗，
附图说明
图1为本发明实施例中所用加热装置及容器的结构示意图。
图中，1为管式容器，11为外管，12为内管，13为氮气进口，14为排料阀，2为连接杆，3为支架，4为油浴加热装置，5为电源。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
参见图1，将工业邻苯二甲酸酐500g研磨成粒状，加入管式容器1内管12中(管式容器1通过连接杆2设置于支架3上)，常温下通过氮气进口13向所述管式容器1内管11通入高纯氮气进行置换，排出内管12中的空气，置换次数3次。开启电源5，启动油浴加热装置4(优选超级恒温油浴锅)，对管式容器1外管11进行加热，以5℃/min的速度将所述超级恒温油浴锅中载热体硅油的油浴温度(以下简称油浴温度)升温至135℃，待管式容器1内管12中的工业邻苯二甲酸酐完全熔融后，将油浴温度降至131℃，油浴温度稳定后，保温0.5小时，通过启动超级恒温油浴锅的程序控制油浴温度，将油浴温度按0.3℃/min的速率降温至115℃，即，使管式容器1内管12中的熔融液温度降温至115℃，油浴温度稳定后，保温1小时。
重复上述升温降温程序2次，开启放料阀14放出所述管式容器1内管12中的液体物料，即为母液。然后以0.3℃/min的速率将油浴温度升至126℃，进行发汗操作，油浴温度稳定后，保温1小时，开启放料阀14排出所述管式容器1内管12中的液体物料，即为汗液，再将所述油浴温度升温至135℃，使管式容器1内管12内的固体全部熔化，经排放，收集、冷却得到提升品质的邻苯二甲酸酐426g，此外所述母液经熔融结晶后得固体50g，即工业邻苯二甲酸酐，与原料(工业邻苯二甲酸酐)混合后重复使用。所述汗液冷却得固体24g，可直接与原料混合重复使用。
对所得邻苯二甲酸酐进行检测分析，结果表明，符合HGT3479-2003《化学试剂邻苯二甲酸酐(分析纯)》的标准。具体检测数据参见表1。
表1
检测项目 指标值 实测值
含量[C6H4(CO)2O]，wt％ ≥99.7 99.9
熔点范围，℃ 129～133(1℃) 131.5
灼烧残渣(以硫酸盐计)，wt％ ≤0.025 0.009
氯化物(以Cl计)，wt％ ≤0.005 0.002
硫化合物(以SO4计)，wt％ ≤0.001 ≤0.001
重金属(以Pb计)，wt％ ≤0.001 ≤0.001
实施例2
参见图1，将工业邻苯二甲酸酐500g研磨成粒状，加入管式容器1内管12中(管式容器1通过连接杆2设置于支架3上)，常温下通过氮气进口13向所述管式容器1内管11通入高纯氮气进行置换，排出内管12中的空气，置换次数5次。开启电源5，启动油浴加热装置4(优选超级恒温油浴锅)，对管式容器1外管11进行加热，以2℃/min的速率将所述超级恒温油浴锅中载热体硅油的油浴温度(以下简称油浴温度)升温至140℃，待管式容器1内管12中的工业邻苯二甲酸酐完全熔融后，将油浴温度降至132℃，油浴温度稳定后，保温1小时，通过启动超级恒温油浴锅的程序控制油浴温度，使油浴温度按0.2℃/min的速率降温至112℃，即，使管式容器1内管12中的熔融液温度降温至112℃，油浴温度稳定后，保温2小时。
重复上述升温降温程序3次，开启放料阀14放出所述管式容器1内管12中的液体物料，即为母液。然后以0.2℃/min的速率将所述油浴温度升至129℃，进行发汗操作，油浴温度稳定后，保温2小时，开启放料阀14排出所述管式容器1内管12中的液体物料，即为汗液，再将所述油浴温度升温至140℃，使管式容器1内管12内的固体全部熔化，经排放，收集、冷却得到提升品质的邻苯二甲酸酐410g，此外母液经熔融结晶后得固体50g，即工业邻苯二甲酸酐，与原料(工业邻苯二甲酸酐)混合后重复使用。所述汗液冷却得固体40g，可直接与原料混合重复使用。
对所得邻苯二甲酸酐进行检测分析，结果表明，符合HGT3479-2003《化学试剂邻苯二甲酸酐(分析纯)》的标准。具体检测数据参见表2。
表2
检测项目 指标值 实测值
含量[C6H4(CO)2O]，wt％ ≥99.7％ 99.8
熔点范围，℃ 129～133(1℃) 131.2
灼烧残渣(以硫酸盐计)，wt％ ≤0.025 0.007
氯化物(以Cl计)，wt％ ≤0.005 0.001
硫化合物(以SO4计)，wt％ ≤0.001 ≤0.001
重金属(以Pb计)，wt％ ≤0.001 ≤0.001
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种提升工业邻苯二甲酸酐品质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)取一管式容器，所述管式容器包括外管以及设置于所述外管内的内管，将工业邻苯二甲酸酐加入所述管式容器内管中，排除内管中的空气；
2)使用油浴加热装置对所述管式容器进行加热升温，油浴温度134～140℃，待所述管式容器内管中的工业邻苯二甲酸酐完全熔融后，将油浴温度降至131～134℃，油浴温度稳定后，保温0.5～1小时；
3)将所述油浴加热装置中油浴温度降至112～115℃，油浴温度稳定后，保温1～2小时；
4)重复所述步骤2)和步骤3)2～3次；
5)排出所述管式容器内管中的液体物料，即为母液；
6)控制所述油浴加热装置，将油浴温度升至126～129℃，对管式容器进行加热，油浴温度稳定后，保温1～2小时，排出管式容器内管中的液体物料，即为汗液；
7)控制所述油浴加热装置，将油浴升温至134～140℃，使所述管式容器内管中的固体全部熔化，经排放，收集、冷却，即得到熔融结晶的邻苯二甲酸酐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，向所述管式容器内管通入高纯氮气进行置换以排除内管中的空气，所述高纯氮气的置换次数为2～5次。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)所得母液经熔融结晶后，得到工业邻苯二甲酸酐，循环至步骤1)重复使用。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)所得汗液循环至步骤1)与所述工业邻苯二甲酸酐混合重复使用。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的升温速率为3～5℃/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中的降温速率为0.1～0.4℃/min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6)中的升温速率为0.1～0.4℃/min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油浴加热装置为超级恒温油浴锅。
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