專利名稱：由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于均苯四甲酸和均苯四甲酸二酐用基礎(chǔ)原料的制備技術(shù)領(lǐng)域， 具體涉及一種由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法。
背景技術(shù)：
均四甲苯(1、 2、 4、 5-tetra methylbenzene)是用于制造均苯四甲酸 (pyromellitic acid縮寫PMA)和均苯四甲酸二酐(pyromellitic dianhydride 縮寫PMDA)的基礎(chǔ)原料。均苯四甲酸又稱l、 2、 4、 5-苯四甲酸，分子式doH60s，分子量254.15，結(jié)構(gòu)式為 主要物理性質(zhì)主要用于偶聯(lián)和接枝共聚的交聯(lián)劑與環(huán)氧樹脂的固化劑，多功能均苯四 甲酸分子添加到三維網(wǎng)狀物上所得到的熱固性聚合物具有良好的抗化學(xué)、抗 溶劑、抗沖擊、抗電性等。由于均苯四甲酸具有熱穩(wěn)定性及堅(jiān)固性，它已廣泛用于粉末涂料。此外在聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺等方面作為穩(wěn)定劑，均苯四甲酸另一大用途是脫 水制備均苯四甲酸二酐。均苯四甲酸二酐俗稱均酐，分子式為C1QH206,分子量為218.2，結(jié)構(gòu)式為 <formula>formula see original document page 4</formula>主要物理性質(zhì)熔點(diǎn)286°C比重(g/cm3): 1.79 酸值(K0Hmg/g ): 884中和當(dāng)量63.5熔點(diǎn)286—287°C沸點(diǎn)397°C (760mmHg) 比重1.68g/ml (20°C)中和當(dāng)量54.5均苯四甲酸二酐主要用于合成聚酰亞胺樹脂及薄膜制品，該制品長時(shí)間處于30(TC的熱空氣中，大部分性質(zhì)保持不變，不燃燒，不熔化，而且對輻射 和化學(xué)溶劑保持穩(wěn)定性。因此聚酰亞胺樹脂廣泛用來制造高溫清漆，磁漆， 和電動(dòng)機(jī)漆包線，電纜及變壓器，電容器等各種零部件。利用耐熱纖維與聚 酰亞胺改性的材料，可用于加工各種機(jī)械零部件如軸承、活塞、膨脹圈、槳 葉、齒輪、閘閥和襯墊等。由上述可知，均苯四甲酸和均苯四甲酸二酐的用途較為廣泛，從而使作 為生產(chǎn)這兩種材料的基礎(chǔ)原料(也稱中間體)的均四甲苯具有良好的前景。 在我國，已有廠商曾探索過均四甲苯的制備，個(gè)別廠商還進(jìn)入了中試階段， 但均因原料來源、設(shè)備腐蝕、三廢處理等原因而未能為繼。已被業(yè)界探索過的制備均四甲苯的方法大致有以下幾種。A. 二甲苯岐化，異構(gòu)化。<formula>formula see original document page 5</formula>B.偏四甲苯轉(zhuǎn)位。a.液相法b.氣相法<formula>formula see original document page 5</formula>C.氯甲基化法。CH3CID.甲醇烷基法。<formula>formula see original document page 5</formula>上述方法A主要是為了生產(chǎn)均三甲苯，副產(chǎn)均四甲苯。由于均三甲苯的 生產(chǎn)有了新的方法，因此未形成均四甲苯的產(chǎn)業(yè)化；上述方法B中的液相法由于作為催化劑的A1CI3用量太大，三廢嚴(yán)重，故未能進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)，僅在 中試階段便終止。而方法B中的氣相法，單程轉(zhuǎn)化率低、成本大；上述方法 C和D存在設(shè)備腐蝕嚴(yán)重而為業(yè)界所淘汰。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是要提供一種工藝簡單、生產(chǎn)成本低、操作方便、生產(chǎn)過 程中無三廢污染的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法。本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的， 一種由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的 方法，其是將常溫碳十重芳烴原料由管路引經(jīng)精餾塔的塔頂換熱器與出自于 精餾塔塔頂?shù)牟⑶疫M(jìn)入到塔頂換熱器中的輕餾份餾出物換熱，經(jīng)換熱后的碳 十重芳烴原料從精餾塔的進(jìn)料口引入精餾塔中精餾，分別控制塔頂溫度、塔 頂壓力、回流比和塔底加熱溫度，塔頂輕餾份餾出物經(jīng)與常溫碳十重芳烴原 料換熱并經(jīng)冷凝后進(jìn)入塔頂回流罐并經(jīng)管道引出，得到溶劑，塔底重餾份餾 出物從塔底管道引出，分離出輕、重餾份餾出物后得到均四甲苯富集液；將 均四甲苯富集液引入結(jié)晶裝置中冷卻結(jié)晶，得到含有結(jié)晶母液的均四甲苯結(jié) 晶體;用離心分離裝置將結(jié)晶母液分離；最后由壓榨機(jī)壓榨，得到均四甲苯 成品。在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的碳十重芳烴原料中均四甲苯的含 量為7 9%,經(jīng)塔頂換熱器換熱后的碳十重芳烴原料的溫度為50 70°C。在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的控制塔頂溫度是將塔頂溫度 控制為110 130 °C，所述的控制塔頂壓力是將塔頂絕壓控制為15—20KPa， 所述的控制回流比是指將回流比控制在1 : 6 1 : 12，所述的控制塔底加熱溫 度是指控制塔底加熱器的加熱溫度。在本發(fā)明的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的塔底加熱器為采用導(dǎo)熱油循 環(huán)加熱的再沸器，導(dǎo)熱油的溫度為270 295。C。在本發(fā)明的還一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的塔頂輕餾份餾出物經(jīng)與常溫 碳十重芳烴原料換熱及冷凝后的溫度為70 80'C。在本發(fā)明的又一個(gè)個(gè)的實(shí)施例中，所述的溶劑為1000#溶劑。在本發(fā)明的更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的結(jié)晶裝置為結(jié)晶釜，所述 的冷卻結(jié)晶的冷卻介質(zhì)為冷凍鹽水。在本發(fā)明的進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的冷凍鹽水進(jìn)入到結(jié)晶釜的進(jìn)入溫度為一20--30 °C，引出溫度為一19 一28 。C。在本發(fā)明的又更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的冷卻結(jié)晶的時(shí)間為大于8h。在本發(fā)明的又進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的離心分離裝置為離心機(jī)， 離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為800—1200r/min;所述的壓榨機(jī)壓榨的時(shí)間為60—120 min。本發(fā)明公開的制備方法工藝步驟少，操作簡便；由于利用了碳十重芳烴 作為原料，因此不僅原料來源容易且屬于碳十重芳烴的綜合利用，因此成本 低；整個(gè)制備過程不存在損及環(huán)境的三廢因素。


附圖為本發(fā)明由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法所用裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:請見附圖，將購自于中國江蘇省南京市六合區(qū)的中國石化集團(tuán)揚(yáng)子石油 化工有限公司含均四甲苯7.2%的碳十重芳烴原料，在常溫下由管路1引經(jīng)直 徑為1.6m、塔高為35m、塔板數(shù)為138塊的精餾塔2的塔頂換熱器3與出自 于精餾塔2塔頂?shù)牟⑶疫M(jìn)入到塔頂換熱器3中的輕餾份餾出物換熱，經(jīng)換熱 即吸熱后溫度在68。C的碳十重芳烴原料從精餾塔2的塔體中下部引入精餾塔 2中精餾，精餾條件控制為塔頂溫度為130 'C、塔頂絕壓為19KPa，塔頂 輕餾份餾出物經(jīng)換熱即冷卻后，冷凝液進(jìn)入精餾塔2的塔頂回流罐4中，未 冷凝部分進(jìn)入精餾塔2的塔頂冷凝器5進(jìn)一步冷凝后的液體進(jìn)入精餾塔2的 塔頂回流罐4中，控制回流比為1 : 7，經(jīng)管道6引出8(TC的1000#溶劑，塔 底重餾份餾出物進(jìn)入塔底并在塔底再沸器7經(jīng)295-C的導(dǎo)熱油加熱，形成循環(huán) 加熱蒸發(fā)使其中含有的輕餾分返回塔底，重餾份餾出物由塔底管道8引出，供下一工序進(jìn)一步加工。在精餾塔2中分去輕、重餾份餾出物后所得到的濃 度為22%的均四甲苯富集液由精餾塔2中部的側(cè)線管道9引入到均四甲苯富 集液儲(chǔ)罐IO,再引入結(jié)晶釜ll中由冷凍鹽水冷卻結(jié)晶，冷凍鹽水進(jìn)入結(jié)晶釜 的迸入口 12的溫度為一22°C，從引出口 13引出的溫度為一21'C，經(jīng)10h的 循環(huán)冷卻后得到的均四甲苯結(jié)晶物料由管路從結(jié)晶釜11引入離心機(jī)14中， 以850r/min的速度脫去結(jié)晶母液，再經(jīng)壓榨機(jī)15壓榨60min,得到均四甲苯 成品16。對于壓榨機(jī)15，優(yōu)選但不限于由中國江蘇省宜興市中冠環(huán)?？萍加?限公司生產(chǎn)的XLY型螺旋壓榨機(jī)，經(jīng)對成品均四甲苯分析，凝點(diǎn)及純度分別 為凝點(diǎn)75,5。C;純度95.09%。實(shí)施例2:請見附圖，將購自于中國浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)的中國石化鎮(zhèn)海煉油化工 股份有限公司含均四甲苯8.8%的碳十重芳烴原料，在常溫下由管路1引經(jīng)直 徑為1.6m、塔高為35m、塔板數(shù)為138塊的精餾塔2的塔頂換熱器3與出自 于精餾塔2塔頂?shù)牟⑶疫M(jìn)入到塔頂換熱器3中的輕餾份餾出物換熱，經(jīng)換熱 即吸熱后溫度在52'C的碳十重芳烴原料從精餾塔2的塔體中下部引入精餾塔 2中精餾，精餾條件控制為塔頂溫度為112 'C、塔頂絕壓為15KPa，塔頂 輕餾份餾出物經(jīng)換熱冷卻后，冷凝液進(jìn)入精餾塔2的塔頂回流罐4中，未冷 凝部分進(jìn)入精餾塔2的塔頂冷凝器5進(jìn)一步冷凝后的液體進(jìn)入精餾塔2的塔 頂回流罐4中，控制回流比為1 : 10，經(jīng)管道6引出71'C的1000#溶劑，重餾 份進(jìn)入塔底并在塔底再沸器7經(jīng)28(TC的導(dǎo)熱油加熱，形成循環(huán)加熱蒸發(fā)使其 中含有的輕組分返回塔底。重餾份餾出物由塔底管道8引出，供下一工序進(jìn) 一步加工，在精餾塔2中分去輕、重餾份鎦出物后所得到的濃度為26.0%的 均四甲苯富集液由精餾塔2中部的側(cè)線管道9引入到均四甲苯富集液儲(chǔ)罐10, 再引入結(jié)晶釜11中由冷凍鹽水冷卻結(jié)晶,冷凍鹽水進(jìn)入結(jié)晶釜的進(jìn)入口 12的 溫度為一26'C，從引出口 13引出的溫度為一24'C，經(jīng)18h的循環(huán)冷卻后得到的 均四甲苯結(jié)晶物料由管路從結(jié)晶釜11引入離心機(jī)14中，以llOOr/miii的速度 脫去結(jié)晶母液，再經(jīng)壓榨機(jī)15壓榨90min得到均四甲苯成品16。對于壓榨 機(jī)15，優(yōu)選但不限于由中國江蘇省宜興市中冠環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的XLY型螺旋壓榨機(jī)，經(jīng)對成品均四甲苯分析，凝點(diǎn)及純度分別為:凝點(diǎn)76.0t:;純 度95.72 %0請見附圖，將購自于中國江蘇省南京市六合區(qū)的中國石化集團(tuán)揚(yáng)子石油 化工有限公司含均四甲苯8%的碳十重芳烴原料,在常溫下由管路1引經(jīng)塔的 直徑為1.6m、塔高為35m、塔板數(shù)為138塊的精餾塔2的塔頂換熱器3與出 自于精餾塔2塔頂?shù)牟⑶疫M(jìn)入到塔頂換熱器3中的輕餾份餾出物換熱，經(jīng)換 熱即吸熱后溫度在6rC的碳十重芳烴原料從精餾塔2的塔體中下部引入精餾 塔2中精餾。精餾條件控制為塔頂溫度為121'C、塔頂絕壓為17KPa，塔 頂輕餾份餾出物經(jīng)換熱冷卻后，冷凝液進(jìn)入精餾塔2的塔頂回流罐4中，未 冷凝部分進(jìn)入精餾塔2的塔頂冷凝器5進(jìn)一步冷凝后的液體進(jìn)入精餾塔2的 塔頂回流罐4中，控制回流比為1 : 12，經(jīng)管道6引出76'C的1000#溶劑，重 餾份進(jìn)入塔底并在塔底再沸器7經(jīng)272aC的導(dǎo)熱油加熱,形成循環(huán)加熱蒸發(fā)使 其中含有的輕組分返回塔底。重餾份餾出物由塔底管道8引出，供下一工序 進(jìn)一步加工，在精餾塔2中分去輕、重餾份餾出物后所得到的濃度為24.5% 的均四甲苯富集液由精餾塔2中部的側(cè)線管道9引入到均四甲苯富集液儲(chǔ)罐 10，再引入結(jié)晶釜ll中由冷凍鹽水冷卻結(jié)晶，冷凍鹽水進(jìn)入結(jié)晶釜的進(jìn)入口 12的溫度為一30'C，從引出口 13引出的溫度為一28'C，經(jīng)15h的循環(huán)冷卻 后得到的均四甲苯結(jié)晶物料由管路從結(jié)晶釜ll引入離心機(jī)14中，以卯0r/min 的速度脫去結(jié)晶母液，再經(jīng)壓榨機(jī)15壓搾120mhi得到均四甲苯成品16。對于 壓榨機(jī)15，優(yōu)選但不限于由中國江蘇省宜興市中冠環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的 XLY型螺旋壓榨機(jī)，經(jīng)對成品均四甲苯分析，凝點(diǎn)及純度分別為:凝點(diǎn)76.5°C; 純度96.35%。由上述實(shí)施例子可見，由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的過程中，除均 四甲苯的壓榨和成品包裝工段外，其他過程均處于密閉條件下進(jìn)行，這不僅大 大提高了原料的利用率同時(shí)也將對環(huán)境和操作人員的影響降到了最低限度。
權(quán)利要求
1. 一種由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，其特征在于其是將常溫碳十重芳烴原料由管路引經(jīng)精餾塔的塔頂換熱器與出自于精餾塔塔頂?shù)牟⑶疫M(jìn)入到塔頂換熱器中的輕餾份餾出物換熱，經(jīng)換熱后的碳十重芳烴原料從精餾塔的進(jìn)料口引入精餾塔中精餾，分別控制塔頂溫度、塔頂壓力、回流比和塔底加熱溫度，塔頂輕餾份餾出物經(jīng)與常溫碳十重芳烴原料換熱并經(jīng)冷凝后進(jìn)入塔頂回流罐并經(jīng)管道引出，得到溶劑，塔底重餾份餾出物從塔底管道引出，分離出輕、重餾份餾出物后得到均四甲苯富集液；將均四甲苯富集液引入結(jié)晶裝置中冷卻結(jié)晶，得到含有結(jié)晶母液的均四甲苯結(jié)晶體；用離心分離裝置將結(jié)晶母液分離；最后由壓榨機(jī)壓榨，得到均四甲苯成品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，其 特征在于所述的碳十重芳烴原料中均四甲苯的含量為7 9%，經(jīng)塔頂換熱器 換熱后的碳十重芳烴原料的溫度為50 70°C。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，其 特征在于所述的控制塔頂溫度是將塔頂溫度控制為110 130 'C，所述的控 制塔頂壓力是將塔頂絕壓控制為15—20KPa，所述的控制回流比是指將回流 比控制在1 : 6 1 : 12，所述的控制塔底加熱溫度是指控制塔底加熱器的加 熱溫度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，其 特征在于所述的塔底加熱器為采用導(dǎo)熱油循環(huán)加熱的再沸器，導(dǎo)熱油的溫度 為270 295°C。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，其 特征在于所述的塔頂輕餾份餾出物經(jīng)與常溫碳十重芳烴原料換熱及冷凝后 的溫度為70 8(TC。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，其 特征在于所述的溶劑為1000#溶劑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，其 特征在于所述的結(jié)晶裝置為結(jié)晶釜，所述的冷卻結(jié)晶的冷卻介質(zhì)為冷凍鹽水。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，其 特征在于所述的冷凍鹽水進(jìn)入到結(jié)晶釜的進(jìn)入溫度為一20 一30 -C,引出 溫度為一19--28 °C。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法， 其特征在于所述的冷卻結(jié)晶的時(shí)間為大于8h。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，其 特征在于所述的離心分離裝置為離心機(jī)，離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為800—1200r/min; 所述的壓榨機(jī)壓榨的時(shí)間為60—120 min。
全文摘要
一種由碳十重芳烴原料制備均四甲苯的方法，屬于均苯四甲酸和均苯四甲酸二酐用基礎(chǔ)原料的制備領(lǐng)域。其是將常溫碳十重芳烴原料引經(jīng)精餾塔的塔頂換熱器與其內(nèi)的輕餾份餾出物換熱，換熱后的碳十重芳烴原料從精餾塔的進(jìn)料口引入精餾塔中精餾，控制塔頂溫度、塔頂壓力、回流比和塔底加熱溫度，塔頂輕餾份餾出物經(jīng)與常溫碳十重芳烴原料換熱并經(jīng)冷凝后進(jìn)入塔頂回流罐并經(jīng)管道引出，得到溶劑，塔底重餾份餾出物從塔底管道引出，分離出輕、重餾份餾出物后得到均四甲苯富集液；將均四甲苯富集液冷卻結(jié)晶，得到含有結(jié)晶母液的均四甲苯結(jié)晶體；將結(jié)晶母液分離；最后壓榨，得到均四甲苯成品。工藝步驟少，操作簡便；成本低；整個(gè)制備過程不存在損及環(huán)境的三廢因素。
文檔編號(hào)C07C15/02GK101250081SQ20081002468
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者劉忠云, 李鳳娟, 王群威, 蘇仁球, 陳綺峰 申請人:常熟市聯(lián)邦化工有限公司