CN106892840B - 一种精制对苯二甲腈的方法 - Google Patents
一种精制对苯二甲腈的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种精制对苯二甲腈的方法，该方法将对苯二甲腈粗品原料导入到蒸馏釜中，蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过换热器降温，再导入到接收釜中保温处理，最后经切片机切片即得到精制对苯二甲腈成品。与现有技术相比，本发明可以提高产品中对苯二甲腈的含量，降低对氰基苯甲酰胺的含量，从而减少四氯对苯二甲腈产品中六氯苯的含量和减少四氯对苯二甲腈生产装置中熔化器内残渣的质量。
Description
技术领域
本发明涉及农药精制领域，尤其是涉及一种精制对苯二甲腈的方法。
背景技术
芳香腈是重要的有机中间体，能合成一系列精细化工产品，广泛应用于农药、医药、染料、香料、树脂等行业。对苯二甲腈(TPN)是一种重要的芳香腈,其加氢可制备对苯二甲胺，是聚酰胺的重要原料，也是目前良好的环氧树脂固化剂。TPN与氯气反应可制备四氯对苯二腈，可用于合成除草剂氯酞酸、菊酯类杀虫剂及脑血栓药物。TPN水解可得到对苯二甲酸，大量地用于合成聚酯纤维和聚酯树脂。正因为其应用范围极其广泛，近年来，国内外市场对其需求量逐年增长。
对苯二甲腈生产方法中，由对二甲苯与氨和含氧气体反应的氨氧化法是现阶段较为先进的生产方法，即在气固相流化床设备中使对二甲苯在高温及催化剂存在下与氨气及氧气反应，生成对苯二甲腈，由于氨氧化反应产生大量反应热，所以反应温度很高，通常反应产物以气相从反应器顶部排出，在反应生成气中，除了含有对苯二甲腈外，通常还还有氨气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽、对甲基苯甲腈、苯甲腈等，这就需要对反应生成气进行分离，以获得高纯度的苯二甲腈。
目前国内采用氨氧化法生产对苯二甲腈产品的捕集方式主要是薄壁捕集和水喷淋捕集。以上两种捕集方法由于产品捕集的方式和干燥方法导致得到的对苯二甲腈产品中酰胺的含量较高。而酰胺含量较高又会导致下游四氯对苯二甲腈的生产过程中熔化器内的残渣较多，还会导致四氯对苯二甲腈产品中对环境有严重危害的杂质六氯苯的含量较高。目前国内没有相关专利涉及到提高对苯二腈含量的精制方法。
中国专利CN 101955447B公开了高效清洁的间苯二甲腈捕集工艺，将从制备间苯二甲腈的流化床反应器的出口出来的混合气体在吸收塔内与有机溶剂接触，吸收液进入闪蒸器后，高沸物残留在闪蒸器底部，间苯二甲腈和低沸物的气体混合物从闪蒸器顶部蒸出，从精馏塔中部进入，塔顶回收溶剂，塔底回收产品间苯二甲腈。该专利所采用的有机溶剂主要是间甲基苯甲腈，该溶剂比较难获取而且价格很高。该工艺需要使用精馏塔和闪蒸器，能耗相对较高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高产品中对苯二甲腈的含量，降低对氰基苯甲酰胺的含量，从而减少四氯对苯二甲腈产品中对环境有严重危害六氯苯的含量和减少四氯对苯二甲腈生产装置中熔化器内残渣的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种精制对苯二甲腈的方法，将对苯二甲腈粗品原料导入到蒸馏釜中，加热后粗品由固体慢慢熔化成液体，全部熔化后，开启搅拌继续升温，蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过换热器降温，再导入到接收釜中保温处理，最后经切片机切片即得到精制对苯二甲腈成品。
优选地，蒸馏釜包括釜式反应器或薄膜刮板蒸发器，对苯二甲腈粗品原料在蒸馏釜内经推进式、锚式或桨式进行搅拌。蒸馏釜采用导热油或高压蒸汽加热，控制釜内温度为240-320℃，对苯二甲腈粗品原料在蒸馏釜内蒸馏至釜顶温度为240-320℃时停止。蒸馏釜的温度是根据对苯二甲腈和主要的杂质对氰基苯甲酰胺这两者的沸点差异来选取的，从而能够实现两者深度分离。
优选地，换热器为列管式换热器、板式换热器或螺旋板式换热器，蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过换热器降温至240-270℃。
优选地，接收釜采用导热油或高压蒸汽进行保温处理1-2h，控制釜内温度230-270℃，更加优选地，接收釜内温度240-260℃。
优选地，蒸馏釜到换热器之间的管道采用导热油或高压蒸汽进行保温处理，控制管内温度240-320℃，更加优选地，管道内的温度为260-280℃。
优选地，换热器到接收釜之间的管道采用导热油或高压蒸汽进行保温处理，控制管内温度230-300℃，更加优选地，管道内的温度为240-260℃。
换热器、接收釜和管道的保温温度也是根据对苯二甲腈的熔点来决定的，是为了保证对苯二甲腈在进入切片机前为液态，温度过低会造成管道堵塞。
优选地，切片机出口处得到的精制对苯二甲腈成品的温度为40-80℃，更加优选地，切片机出口处温度为50-70℃。
对苯二甲腈的精制在常压或负压条件下进行，尤其是采用负压，能够较快地将对苯二甲腈从蒸馏釜内蒸出。
在负压条件下进行精制时，采用水冲真空泵或罗茨真空泵控制反应体系的真空度为0.08-0.095MPa。除此之外，接收釜后还可以连接冷阱，该冷阱温度为10-30℃，冷阱与接收釜体积比为1:4-1:8。
与现有技术相比，本发明的关键之处在于控制蒸馏釜、换热器和接收釜的温度以及压力，通过上述工艺流程精制得到的对苯二甲腈产品收率可达97％，精制后的成品中对苯二甲腈含量可达99.5％，对氰基苯甲酰胺含量由精制前的1.5％左右降至0.25％，大大减少了后续四氯对苯二甲腈生产中熔化釜的残渣生成量，减少了四氯对苯二甲腈产品中六氯苯的含量，提高了四氯对苯二甲腈的产品质量。
除此之外，本申请中主要的能耗设备为蒸馏釜，因此能耗及设备投资相对较低，节约了生产成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中，1-蒸馏釜、2-换热器、3-接收釜、4-切片机。
具体实施方式
一种精制对苯二甲腈的方法，将对苯二甲腈粗品原料导入到蒸馏釜中，采用的蒸馏釜包括釜式反应器或薄膜刮板蒸发器，对苯二甲腈粗品原料在蒸馏釜内经推进式、锚式或桨式进行搅拌。蒸馏釜采用导热油或高压蒸汽加热，控制釜内温度为240-320℃，加热后粗品由固体慢慢熔化成液体，全部熔化后，开启搅拌继续升温，蒸馏至釜顶温度为240-320℃时停止，蒸馏釜的温度是根据对苯二甲腈和主要的杂质对氰基苯甲酰胺这两者的沸点差异来选取的，从而能够实现两者深度分离。对苯二甲腈的精制在常压或负压条件下进行，尤其是采用负压，能够较快地将对苯二甲腈从蒸馏釜内蒸出。在负压条件下进行精制时，采用水冲真空泵或罗茨真空泵控制反应体系的真空度为0.08-0.095MPa。蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过换热器降温，使用的换热器可以是列管式换热器、板式换热器或螺旋板式换热器，蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过换热器降温至240-270℃，再导入到接收釜中保温处理，接收釜采用导热油或高压蒸汽进行保温处理1-2h，控制釜内温度230-270℃，为了获得更好的效果，接收釜内温度可以控制在240-260℃，最后经切片机切片即得到精制对苯二甲腈成品，切片机出口处得到的精制对苯二甲腈成品的温度为40-80℃。
需要说明的是，蒸馏釜到换热器之间的管道采用导热油或高压蒸汽进行保温处理，控制管内温度240-320℃，为了获得更好的效果，管道内的温度为260-280℃。换热器到接收釜之间的管道采用导热油或高压蒸汽进行保温处理，控制管内温度230-300℃，为了获得更好的效果，管道内的温度为240-260℃。换热器、接收釜和管道的保温温度也是根据对苯二甲腈的熔点来决定的，是为了保证对苯二甲腈在进入切片机前为液态，温度过低会造成管道堵塞。
除此之外，接收釜后还可以连接冷阱，该冷阱温度为10-30℃，冷阱与接收釜体积比为1:4-1:8，从而获得更好的效果。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种用于对苯二甲腈精制的方法，其工艺如图1所示，采用薄壁捕集得到的对苯二甲腈粗品为原料，将固体的粉末状原料导入到蒸馏釜1中，本实施例中蒸馏釜1采用釜式反应器，采用导热油加热，控制釜内温度为250℃，粗品由固体慢慢熔化成液体，全部熔化后，开真空，开搅拌，真空度提高至0.085MPa以上。继续升温，蒸馏至釜顶温度为270℃时停止，原料在蒸馏釜内经推进式搅拌，釜内液体沸腾后对苯二甲腈变成气体从蒸馏釜蒸出，蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过换热器2降温至240℃，本实施例采用的是螺旋板式换热器，再导入到接收釜3进行保温处理，接收釜3采用导热油进行保温，控制釜内温度240℃，另外，蒸馏釜1到换热器2之间的管道采用导热油进行保温处理，控制管内温度230℃，换热器2到接收釜3之间的管道采用高压蒸汽进行保温处理，控制管内温度230℃，最后经切片机4切片即得到精制对苯二甲腈成品，切片机4出口处得到的精制对苯二甲腈成品的温度为40℃。
本实施例精制对苯二甲腈的产品收率为97.3％，精制后的成品中对苯二甲腈含量为99.67％。精制前后各组分含量以及后续生产四氯对苯二甲腈中六氯苯含量如下：
实施例2
一种用于对苯二甲腈精制的方法，采用薄壁捕集得到的对苯二甲腈粗品为原料，将固体的粉末状原料导入到蒸馏釜中，本实施例中蒸馏釜采用薄膜刮板蒸发器，采用高压蒸汽加热，控制釜内温度为260℃，粗品由固体慢慢熔化成液体，全部熔化后，开真空，开搅拌，真空度提高至0.08MPa以上。继续升温，蒸馏至釜顶温度为280℃时停止，原料在蒸馏釜内经推进式搅拌，釜内液体沸腾后对苯二甲腈变成气体从蒸馏釜蒸出，蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过列管式换热器降温至260℃，再导入到接收釜进行保温处理，接收釜采用导热油进行保温，控制釜内温度240℃，另外，蒸馏釜到换热器之间的管道采用导热油进行保温处理，控制管内温度260℃，换热器到接收釜之间的管道采用导热油进行保温处理，控制管内温度230℃，最后经转鼓式切片机切片即得到精制对苯二甲腈成品，切片机出口处得到的精制对苯二甲腈成品的温度为50℃。
本实施例精制对苯二甲腈的产品收率为97.0％，精制后的成品中对苯二甲腈含量为99.31％。精制前后各组分含量如下：
实施例3
一种用于对苯二甲腈精制的方法，采用水喷淋捕集得到的对苯二甲腈粗品为原料，将固体的粉末状原料导入到蒸馏釜中，本实施例中蒸馏釜采用釜式反应器，采用导热油加热，控制釜内温度为300℃，对苯二甲腈粗品原料在蒸馏釜内经推进式搅拌，粗品由固体慢慢熔化成液体，继续升温，蒸馏至釜顶温度为320℃时停止，原料在蒸馏釜内经推进式搅拌，釜内液体沸腾后对苯二甲腈变成气体从蒸馏釜蒸出，蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过螺旋板式换热器降温至270℃，再导入到接收釜进行保温处理，接收釜采用导热油进行保温，控制釜内温度270℃，接收釜后还可以连接冷阱，该冷阱温度为30℃，冷阱与接收釜体积比为1:8。另外，蒸馏釜到换热器之间的管道采用导热油进行保温处理，控制管内温度320℃，换热器到接收釜之间的管道采用导热油进行保温处理，控制管内温度280℃，最后经转鼓式切片机切片即得到精制对苯二甲腈成品，切片机出口处得到的精制对苯二甲腈成品的温度为70℃。
本实施例精制对苯二甲腈的产品收率为96.6％，精制后的成品中对苯二甲腈含量为99.21％。精制前后各组分含量如下：
实施例4
一种用于对苯二甲腈精制的方法，采用水喷淋捕集得到的对苯二甲腈粗品为原料，将固体的粉末状原料导入到蒸馏釜中，本实施例中蒸馏釜采用釜式反应器，采用高压蒸汽加热，控制釜内温度为240℃，粗品由固体慢慢熔化成液体，全部熔化后，开真空，开搅拌，真空度提高至0.095MPa以上。继续升温，蒸馏至釜顶温度为260℃时停止，原料在蒸馏釜内经推进式搅拌，釜内液体沸腾后对苯二甲腈变成气体从蒸馏釜蒸出，蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过板式换热器降温至250℃，再导入到接收釜进行保温处理，接收釜采用高压蒸汽进行保温，控制釜内温度230℃，接收釜后还可以连接冷阱，该冷阱温度为10℃，冷阱与接收釜体积比为1:4，另外，蒸馏釜到换热器之间的管道采用高压蒸汽进行保温处理，控制管内温度280℃，换热器到接收釜之间的管道采用高压蒸汽进行保温处理，控制管内温度260℃，最后经转鼓式切片机切片即得到精制对苯二甲腈成品，切片机出口处得到的精制对苯二甲腈成品的温度为80℃。
本实施例精制对苯二甲腈的产品收率为96.5％，精制后的成品中对苯二甲腈含量为99.57％。精制前后各组分含量如下：
Claims (9)
1.一种精制对苯二甲腈的方法，其特征在于，该方法在常压或负压条件下进行，将对苯二甲腈粗品原料导入到蒸馏釜中，控制釜内温度为240-320℃，对苯二甲腈粗品原料在蒸馏釜内蒸馏至釜顶温度为240-320℃时停止，蒸馏出的对苯二甲腈的蒸汽通过换热器降温至240-270℃，再导入到接收釜中保温处理1-2h，控制釜内温度230-270℃，最后经切片机切片即得到精制对苯二甲腈成品，
所述的蒸馏釜包括釜式反应器或薄膜刮板蒸发器，所述的换热器为列管式换热器、板式换热器或螺旋板式换热器，蒸馏釜到换热器之间的管道内温度240-320℃，换热器到接收釜之间的管道内温度230-300℃。
2.根据权利要求1所述的一种精制对苯二甲腈的方法，其特征在于，所述的对苯二甲腈粗品原料在蒸馏釜内经推进式、锚式或桨式进行搅拌。
3.根据权利要求1或2所述的一种精制对苯二甲腈的方法，其特征在于，所述的蒸馏釜采用导热油或高压蒸汽加热。
4.根据权利要求1所述的一种精制对苯二甲腈的方法，其特征在于，所述的接收釜采用导热油或高压蒸汽进行保温处理，控制釜内温度240-260℃。
5.根据权利要求1所述的一种精制对苯二甲腈的方法，其特征在于，
蒸馏釜到换热器之间的管道采用导热油或高压蒸汽进行保温处理，控制管内温度260-280℃，换热器到接收釜之间的管道采用导热油或高压蒸汽进行保温处理，控制管内温度240-260℃。
6.根据权利要求1所述的一种精制对苯二甲腈的方法，其特征在于，所述的切片机出口处得到的精制对苯二甲腈成品的温度为40-80℃。
7.根据权利要求1或6所述的一种精制对苯二甲腈的方法，其特征在于，所述的切片机出口处得到的精制对苯二甲腈成品的温度为50-70℃。
8.根据权利要求1所述的一种精制对苯二甲腈的方法，其特征在于，在负压条件下进行精制时，采用水冲真空泵或罗茨真空泵控制反应体系的真空度为0.08-0.095MPa。
9.根据权利要求1或8所述的一种精制对苯二甲腈的方法，其特征在于，在负压条件下进行精制时，接收釜后还连接有冷阱，该冷阱温度为10-30℃，冷阱与接收釜体积比为1:4-1:8。
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