CN109694342B

CN109694342B - 过氧化二异丙苯的生产方法

Info

Publication number: CN109694342B
Application number: CN201710982624.1A
Authority: CN
Inventors: 陈亮; 张�杰; 蔡立鑫; 郭艳姿
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2037-10-20
Also published as: CN109694342A

Abstract

本发明涉及一种过氧化二异丙苯的生产方法，先将过氧化二异丙苯原料与结晶溶剂一起送入结晶器中进行冷却结晶，然后对所得晶浆进行固液分离得到过氧化二异丙苯晶体Ⅰ和结晶母液Ⅰ，结晶母液Ⅰ排出结晶装置进行溶剂回收，过氧化二异丙苯晶体Ⅰ送入打浆洗涤罐中，利用洗涤液对过氧化二异丙苯晶体Ⅰ进行打浆洗涤，所得晶浆经固液分离得到过氧化二异丙苯晶体Ⅱ和结晶母液Ⅱ，过氧化二异丙苯晶体Ⅱ经干燥后作为产品排出，结晶母液Ⅱ再返回到结晶器中继续结晶，本发明解决了现有技术中存在的产品质量差、晶体形状不规则、透明度差、晶体包藏和聚结严重、晶体颗粒大小分布不均匀、大颗粒晶体收率低、生产能耗高的问题，可用于过氧化二异丙苯生产中。

Description

过氧化二异丙苯的生产方法

技术领域

本发明涉及一种过氧化二异丙苯的生产方法。

背景技术

过氧化二异丙苯是一种强氧化剂，简称DCP，主要用作天然橡胶、合成橡胶的硫化剂，聚合反应的引发剂，还可用作聚乙烯树脂交联剂等，广泛用于制鞋、电线电缆和建材橡胶等行业。

目前过氧化二异丙苯的生产主要采用间歇结晶法，存在的问题包括：1)产品质量较差，比如晶体颗粒大小分布不均匀、细粉较多、而大颗粒晶体产品收率低，晶体聚结严重、形状不规则，晶体透明度不高、内部有包藏等；2)结晶过程所产生的细粉需要再次溶解和重结晶，生产能耗较大。

中国专利CN102367234A公开了一种过氧化二异丙苯的结晶方法，使用蒸馏水代替酒精作为结晶溶剂，简化工艺流程，但是水是过氧化二异丙苯的不良结晶溶剂，因此实际生产中并不会采用。中国专利CN102367235A公开了一种过氧化二异丙苯的结晶方法，使用醇作为结晶溶剂，通过二次冷冻的方法使冷冻介质的温度得到控制，进而确保釜内温度与冷冻介质的温差较小，并通过添加晶种，提高颗粒状晶体的收率。中国专利CN202315388U公开了一种过氧化二异丙苯的结晶装置，通过盐水缓冲罐、加热器和冷却器控制冷冻介质盐水的温度，进而控制结晶过程的温度，并通过添加晶种，提高颗粒状晶体的收率。上述两篇专利都是通过控制冷却介质温度来控制传热温差，进而实现对结晶过程温度的精确控制，再辅以加晶种的方法来提高颗粒状晶体的收率。然后，结晶过程中，无法怎样控制传热温差和结晶温度，细晶的产生是不可避免的，上述两种方法或装置，只能是一定程度上减少细晶的产生，因此颗粒状晶体收率的提高是有限的。中国专利CN203833848U公开了一种过氧化二异丙苯连续结晶系统，通过连续结晶提高结晶过程的效率，并且通过母液溢流对细晶进行消除，以提高晶体颗粒的均匀度。该方法主要是通过结晶设备来实现细晶的消除，但是在该方法中，只能是随结晶母液溢流出来的这部分细晶能得到消除，而结晶器中仍然有大部分细晶没有随结晶母液溢流而出，这部分细晶就无法得到消除，因此，该方法对提高产品颗粒均匀性的效果是有限的。另外，该结晶器需要精确控制结晶母液的溢流，既要让大部分细晶随结晶母液溢流而出，又要避免产品晶体溢流出来，因此具有一定的操作难度。

综上所述，现有的过氧化二异丙苯的生产方法仍需要进一步改进，以提高产品质量、提高大颗粒晶体的收率、并降低生产能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有过氧化二异丙苯生产方法中存在的产品质量差、晶体形状不规则、透明度差、晶体包藏和聚结严重、晶体颗粒大小分布不均匀、大颗粒晶体收率低、生产能耗高的问题，提供一种过氧化二异丙苯生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案如下：含过氧化二异丙苯的原料与结晶溶剂在结晶器中进行冷却结晶，得到含过氧化二异丙苯晶体的晶浆Ⅰ；对晶浆Ⅰ进行固液分离，得到过氧化二异丙苯晶体Ⅰ和结晶母液Ⅰ，结晶母液Ⅰ排出结晶装置进行溶剂回收；过氧化二异丙苯晶体Ⅰ进入打浆罐中，利用洗涤液对其进行打浆洗涤，得到含过氧化二异丙苯晶体的晶浆Ⅱ；对晶浆Ⅱ进行固液分离，得到过氧化二异丙苯晶体Ⅱ和结晶母液Ⅱ，结晶母液Ⅱ返回到结晶器中继续结晶；对过氧化二异丙苯晶体Ⅱ进行干燥，得到过氧化二异丙苯产品。

上述技术方案中，打浆罐的操作温度高于结晶器温度，优选高于0.5～5℃。较为优选，高于1～2℃。更为优选，结晶温度为0-5℃，打浆温度为3-7℃。

上述技术方案中，打浆罐中使用的洗涤液为结晶溶剂，优选使用含过氧化二异丙苯的饱和结晶溶剂，更优选使用部分结晶母液Ⅱ返回到打浆罐作为洗涤液使用。

上述技术方案中，晶体Ⅰ在打浆罐中部分溶解，即晶体Ⅱ的质量小于晶体Ⅰ的质量，优选晶体Ⅰ的质量损失≤20％，即晶体Ⅱ与晶体Ⅰ的质量之比≥0.8。

上述技术方案中，晶体Ⅱ的平均粒径大于晶体Ⅰ的平均粒径。

上述技术方案中，结晶溶剂为碳原子数为1～6的低碳醇，优选为无水甲醇、无水乙醇、含水甲醇、含水乙醇，更优选为含水为0.5～20％的乙醇。

上述技术方案中，结晶过程采用连续结晶方式进行生产，优选在开车阶段中加入晶种，优选使用粒度为400～700μm、纯度≥99.5％、规则透明、无包藏和聚结的颗粒状过氧化二异丙苯晶体作为晶种，优选晶种加入量为过氧化二异丙苯原料量的0.5～20％，优选在结晶饱和温度之下加入晶种，优选晶种加入后，先恒温维持一段时间，然后再对结晶器进行降温，优选对结晶器采用先慢后快的降温方式，优选在结晶过程中控制结晶器中物料与冷却介质的温差≤10℃，更优选为≤5℃。

上述技术方案中，对晶浆Ⅱ进行固液分离时对晶体Ⅱ进行洗涤，优选使用结晶溶剂作为洗涤液，更优选使用含过氧化二异丙苯的饱和结晶溶剂为洗涤液。

上述技术方案中，过氧化二异丙苯产品是形状规则、透明、无包藏和聚结的颗粒状晶体，纯度≥99.5％，晶体颗粒大小分布均匀，其中粒径≥850μm的晶体质量占晶体Ⅱ总质量的比例≥80％。

上述技术方案中，对干燥后的晶体Ⅱ进行筛分，粒径≥850μm的晶体作为产品，粒径＜850μm的晶体作为晶种。

上述技术方案中，对过氧化二异丙苯晶体Ⅰ进行打浆洗涤，以提高产品质量、降低生产能耗，其好处在于：1)实现细晶的完全消除。由于结晶过程的特性，细晶的生成是不可避免，因此过氧化二异丙苯晶体Ⅰ中含量大量细晶。对全部的晶体Ⅰ进行打浆洗涤，并使操作温度高于结晶温度，能确保所有的细晶得以消除，进而提高大颗粒晶体收率、提高晶体颗粒分布的均匀性。2)提高产品质量，使晶体生长更趋于完善。打浆洗涤过程中，细晶溶解所产生的过饱和度会促进已有的未溶解的小颗粒晶体继续长大，故总回收率不变，同时还能提高大颗粒晶体收率，并且也促使晶体生长更加完善，有缺陷的晶面会得以修复，使晶体产品形状更规则、透明。3)打浆洗涤是一个晶体再分散的过程，在成浆的过程中，包藏和聚结的晶体会再次分散，从而使最终产品的包藏和聚结现象大幅减少。4)降低生产能耗，细晶在打浆过程中被直接消除，而传统工艺中，这些细晶先要经历干燥和筛分过程，然后再送去溶解和重结晶，消耗了不必要的能耗。5)降低操作难度。本方法通过工艺实现细晶消除，而不是通过设备进行细晶消除，容易操作和实现，不需要更换新型结晶器，另外对结晶过程的要求也可以降低，比如可以使用较大的传热温差提高结晶效率，而不必担心后续的细晶消除，因为结晶过程并不直接得到最终产品，细晶消除由后续打浆洗涤过程来完成。特别是结晶过程还可以采用连续结晶来提高生产效率，而不必像传统生产方法那样，为了得到大颗粒晶体而采用间歇结晶生产。除此之外，本技术方案还采用了其他的措施，包括：1)对结晶过程进行控制，从源头上尽可能减少细晶的生成，比如添加晶种，确定合适的晶种加入量和时机、确定合适的晶种粒度和纯度，确定合适的降温方式和传热温差等等。2)将结晶母液Ⅱ回用作为洗涤液，减少新鲜溶剂的消耗。

使用本发明的过氧化二异丙苯的生产方法，通过打浆洗涤的方法，实现细晶消除，并促进晶体生长和修复完善，提高了产品质量，晶体规则透明、无包藏和聚结，提高了晶体颗粒大小分布的均匀性，提高了大颗粒晶体的收率，降低了生产能耗高，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1是本发明所述过氧化二异丙苯的生产方法的流程示意图。

如图1所述，含过氧化二异丙苯的原料与结晶溶剂在结晶器中进行冷却结晶，得到含过氧化二异丙苯晶体的晶浆Ⅰ；对晶浆Ⅰ进行固液分离，得到过氧化二异丙苯晶体Ⅰ和结晶母液Ⅰ，结晶母液Ⅰ排出结晶装置进行溶剂回收；过氧化二异丙苯晶体Ⅰ进入打浆罐中，利用洗涤液对其进行打浆洗涤，得到含过氧化二异丙苯晶体的晶浆Ⅱ；对晶浆Ⅱ进行固液分离，得到过氧化二异丙苯晶体Ⅱ和结晶母液Ⅱ，结晶母液Ⅱ返回到结晶器中继续结晶；对过氧化二异丙苯晶体Ⅱ进行干燥，得到过氧化二异丙苯产品。

具体实施方式

下面通过实施例来对本发明作进一步阐述。

【实施例1】

本发明所述的过氧化二异丙苯的生产方法。

如图1所述，含过氧化二异丙苯浓度为的90％原料与结晶溶剂(95％乙醇)在结晶器中进行冷却结晶，降至饱和温度时加入晶种，晶种量为过氧化二异丙苯原料量的10％，晶种纯度为99.5％，粒度为710μm，控制传热温差为3℃，结晶终点温度为2℃，得到含过氧化二异丙苯晶体的晶浆Ⅰ；对晶浆Ⅰ进行固液分离，得到过氧化二异丙苯晶体Ⅰ和结晶母液Ⅰ，结晶母液Ⅰ排出结晶装置进行溶剂回收；将过氧化二异丙苯晶体Ⅰ送入打浆罐中，利用饱和结晶溶剂对其进行打浆洗涤，过氧化二异丙苯晶体Ⅰ中粒径≤425μm的细粉占20％，打浆洗涤的操作温度为5℃，晶体Ⅰ因打浆洗涤质量损失20％，得到含过氧化二异丙苯晶体的晶浆Ⅱ；对晶浆Ⅱ进行固液分离，得到过氧化二异丙苯晶体Ⅱ和结晶母液Ⅱ，结晶母液Ⅱ返回到结晶器中进行第二批次的结晶；对过氧化二异丙苯晶体Ⅱ进行干燥，得到过氧化二异丙苯产品，产品为颗粒状晶体，形状规则、透明、无包藏和聚结，纯度为99.9％，晶体颗粒大小分布均匀，其中粒径≥850μm的晶体质量占晶体Ⅱ总质量的比例为93％，无粒径≤425μm的细粉。

【实施例2】

本发明所述的过氧化二异丙苯的生产方法。

如图1所述，按照实施例1的操作方法，结晶过程为连续结晶，仅在开车阶段加入晶种，结晶温度为5℃，控制传热温差为5℃，过氧化二异丙苯晶体Ⅰ中粒径≤425μm的细粉占15％，打浆洗涤的操作温度为7℃，晶体Ⅰ因打浆洗涤质量损失15％，结晶母液Ⅱ一部分返回打浆罐中作为洗涤液，其余部分返回到结晶器中继续结晶，最终得到过氧化二异丙苯产品，产品为颗粒状晶体，形状规则、透明、无包藏和聚结，纯度为99.9％，晶体颗粒大小分布均匀，其中粒径≥850μm的晶体质量占晶体Ⅱ总质量的比例为90％，无粒径≤425μm的细粉。

【实施例3】

本发明所述的过氧化二异丙苯的生产方法。

如图1所述，按照实施例1的操作方法，结晶溶剂为无水乙醇，结晶过程为连续结晶，仅在开车阶段加入晶种，结晶温度为0℃，控制传热温差为2℃，过氧化二异丙苯晶体Ⅰ中粒径≤425μm的细粉占10％，打浆洗涤的操作温度为3℃，晶体Ⅰ因打浆洗涤质量损失10％，结晶母液Ⅱ一部分返回打浆罐中作为洗涤液，其余部分返回到结晶器中继续结晶，最终得到过氧化二异丙苯产品，产品为颗粒状晶体，形状规则、透明、无包藏和聚结，纯度为99.9％，晶体颗粒大小分布均匀，其中粒径≥850μm的晶体质量占晶体Ⅱ总质量的比例为91％，无粒径≤425μm的细粉。

【实施例4】

本发明所述的过氧化二异丙苯的生产方法。

如图1所述，按照实施例1的操作方法，结晶溶剂为无水甲醇，结晶过程为连续结晶，仅在开车阶段加入晶种，结晶温度为0℃，控制传热温差为2℃，过氧化二异丙苯晶体Ⅰ中粒径≤425μm的细粉占10％，打浆洗涤的操作温度为5℃，晶体Ⅰ因打浆洗涤质量损失10％，结晶母液Ⅱ返回打浆罐中作为洗涤液，其余部分返回到结晶器中继续结晶，最终得到过氧化二异丙苯产品，产品为颗粒状晶体，形状规则、透明、无包藏和聚结，纯度为99.9％，晶体颗粒大小分布均匀，其中粒径≥850μm的晶体质量占晶体Ⅱ总质量的比例为91％，无粒径≤425μm的细粉。

【实施例5】

本发明所述的过氧化二异丙苯的生产方法。

如图1所述，按照实施例1的操作方法，结晶溶剂为含水10％的甲醇，结晶过程为连续结晶，仅在开车阶段加入晶种，结晶温度为3℃，控制传热温差为5℃，过氧化二异丙苯晶体Ⅰ中粒径≤425μm的细粉占5％，打浆洗涤的操作温度为6℃，晶体Ⅰ因打浆洗涤质量损失5％，结晶母液Ⅱ返回打浆罐中作为洗涤液，其余部分返回到结晶器中继续结晶，最终得到过氧化二异丙苯产品，产品为颗粒状晶体，形状规则、透明、无包藏和聚结，纯度为99.5％，晶体颗粒大小分布均匀，其中粒径≥850μm的晶体质量占晶体Ⅱ总质量的比例为92％，无粒径≤425μm的细粉。

【比较例1】

中国专利“一种过氧化二异丙苯的结晶方法”(CN102367235A)所述过氧化二异丙苯的生产方法。

按照实施例1的操作条件，使用95％乙醇作为结晶溶剂，采用间歇结晶方式生产过氧化二异丙苯，晶种加入量为过氧化二异丙苯原料量的10％，得到过氧化二异丙苯产品，产品质量较差，晶体形状不规则、透明度较差、晶体的包藏和聚结较严重，并含有大量细晶，其中粒径≥850μm的颗粒状晶体质量占晶体产品总质量的比例仅为65％，而粒径≤425μm的细粉占晶体产品总质量的比例为20％。

【比较例2】

按照实施例1的操作条件，使用95％乙醇作为结晶溶剂，采用间歇结晶方式生产过氧化二异丙苯，晶种加入量为过氧化二异丙苯原料量的15％，得到过氧化二异丙苯产品，产品质量较差，晶体形状不规则、透明度较差、晶体的包藏和聚结较严重，并含有大量细晶，其中粒径≥850μm的颗粒状晶体质量占晶体产品总质量的比例仅为70％，而粒径≤425μm的细粉占晶体产品总质量的比例为20％。

Claims

1.一种过氧化二异丙苯的生产方法，包括以下步骤：

a)含过氧化二异丙苯的原料与结晶溶剂在结晶器中进行冷却结晶，得到含过氧化二异丙苯晶体的晶浆Ⅰ；

b)对晶浆Ⅰ进行固液分离，得到过氧化二异丙苯晶体Ⅰ和结晶母液Ⅰ，结晶母液Ⅰ排出结晶装置进行溶剂回收；

c)过氧化二异丙苯晶体Ⅰ进入打浆罐中，利用洗涤液对其进行打浆洗涤，得到含过氧化二异丙苯晶体的晶浆Ⅱ；

d)对晶浆Ⅱ进行固液分离，得到过氧化二异丙苯晶体Ⅱ和结晶母液Ⅱ，结晶母液Ⅱ返回到结晶器中继续结晶；

e)对过氧化二异丙苯晶体Ⅱ进行干燥，得到过氧化二异丙苯产品；

其中，打浆罐的操作温度高于结晶器温度，结晶温度为0-5℃，打浆温度为3-7℃；

其中，晶体Ⅱ的质量小于晶体Ⅰ的质量，晶体Ⅰ的质量损失≤20％。

2.根据权利要求1所述的过氧化二异丙苯的生产方法，其特征在于打浆罐中使用的洗涤液为结晶溶剂。

3.根据权利要求1所述的过氧化二异丙苯的生产方法，其特征在于晶体Ⅱ的平均粒径大于晶体Ⅰ的平均粒径。

4.根据权利要求1所述的过氧化二异丙苯的生产方法，其特征在于结晶溶剂为碳原子数为1～6的低碳醇。

5.根据权利要求1所述的过氧化二异丙苯的生产方法，其特征在于结晶过程采用连续结晶方式进行生产。

6.根据权利要求1所述的过氧化二异丙苯的生产方法，其特征在于对晶浆Ⅱ进行固液分离时对晶体Ⅱ进行洗涤。

7.根据权利要求1所述的过氧化二异丙苯的生产方法，其特征在于过氧化二异丙苯产品纯度≥99.5％，其中粒径≥850μm的晶体质量占晶体Ⅱ总质量的比例≥80％。

8.根据权利要求1所述的过氧化二异丙苯的生产方法，其特征在于对干燥后的晶体Ⅱ进行筛分，粒径≥850μm的晶体作为产品，粒径＜850μm的晶体作为晶种。