專利名稱：一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及均苯四甲酸二酐的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法。
背景技術(shù)：
保護環(huán)境是我國的基本國策。加快化學(xué)工業(yè)發(fā)展，必須以搞好環(huán)境保護為前提，化工生產(chǎn)建設(shè)必須與環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。為了不斷改善我國環(huán)境質(zhì)量，保護全球環(huán)境，化工行業(yè)不僅要做好化工自身污染的防治工作，而且還要為其它行業(yè)污染防治提供技術(shù)等方面的支持，大力發(fā)展化工環(huán)保產(chǎn)業(yè)?；け旧砭捅绕渌袠I(yè)更容易產(chǎn)生污染，但化工產(chǎn)品又與我們的日常生活、國防建設(shè)、社會發(fā)展進步緊密的聯(lián)系在一起；因此，隨著化工生產(chǎn)建設(shè)的迅速發(fā)展，治理污染的要求會更加嚴格，化工環(huán)境保護面臨的形勢仍然十分嚴峻。如何進一步加快治理步伐，已成為化學(xué)工業(yè)十分緊迫的任務(wù)之一。芳香族聚酰亞胺膜具有超高耐熱性、耐酸堿性、優(yōu)異的機械性能、電性能和尺寸穩(wěn)定性特點，因而被廣泛地應(yīng)用于對可靠性要求很高的航空、航天、微電子及原子能等高新技術(shù)領(lǐng)域。均苯四甲酸二酐(Pyromellitic dianhydride，縮寫為PMDA)作為生產(chǎn)芳香族聚酰亞胺膜的重要原材料之一，隨著對芳香族聚酰亞胺膜的廣泛應(yīng)用，對其質(zhì)量也有了更多、更高的要求；PMDA作為芳香族聚酰亞胺膜的重要原材料之一，對其要求也更多、更高了。PMDA的精制方法主要有減壓升華法、熱氣流攜帶法、直接分離精制法、重結(jié)晶法、 溶劑洗滌法、形成絡(luò)合物法和連續(xù)化脫水精制法；減壓升華法生產(chǎn)出來的PMDA雜質(zhì)較多， 熱氣流攜帶法、溶劑洗滌法生產(chǎn)的PMDA產(chǎn)品純度較低，直接分離精制法生產(chǎn)過程能耗較高，形成絡(luò)合物法溶劑回收成本高易污染環(huán)境。中國專利CN101250190A，
公開日為2008年8月27日，公開了一種由溶解精制均苯四甲酸二酐的方法，它向反應(yīng)釜中加入粗品均苯四甲酸二酐、脫水劑和脫色劑，在加溫并攪拌下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，趁熱進行過濾，濾出的液體物料在結(jié)晶釜中冷卻結(jié)晶后，結(jié)晶物料經(jīng)抽濾分離除去結(jié)晶母液，得到含有母液的均苯四甲酸二酐結(jié)晶體，經(jīng)烘干并冷卻后得到精制的成品均苯四甲酸二酐。此方法得到的PMDA的純度較高，雜質(zhì)少，但是此方法在生產(chǎn)過程能耗高，且水噴射真空泵運行過程中產(chǎn)生的大量攜帶有溶劑的廢水，溶劑不易回收，廢水的處理相當(dāng)麻煩且成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，該方法解決生產(chǎn)高端PMDA能耗高、污染治理難問題，節(jié)能減排、生產(chǎn)成本低，且對環(huán)境無污染。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，通過溶解和脫色、過濾除雜、冷卻結(jié)晶、固液分離、烘干和溶劑蒸餾六個步驟來實現(xiàn)，在所述的過濾除雜、冷卻結(jié)晶、固液分離所需的負壓、以及烘干和溶劑蒸餾的步驟中溫度的降低，全部過程的物料輸送由液環(huán)式真空泵機組來實現(xiàn)的。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的溶解和脫色是將含量大于90%粗品均苯四甲酸二酐溶于有機溶劑中完全溶解，再加入脫色劑脫色，在加溫并攪拌下反應(yīng)，所述的有機溶劑為濃度大于80%的醋酸酐，所述的脫色劑為活性碳，所述的活性碳的用量為粗品粗品均苯四甲酸二酐的1_5%。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的加溫溫度是指控制加熱溫度為90-120°C，所述的反應(yīng)為控制反應(yīng)的時間為in在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的過濾除雜采用過濾器過濾，過濾時，結(jié)晶釜罐內(nèi)真空度-0. 06MPa。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的過濾器為超微細異物過濾器，過濾精度為 0.01-0. Ιμ 級。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的冷卻結(jié)晶是結(jié)晶釜中邊攪拌邊結(jié)晶，結(jié)晶的溫度為25-35°C，冷卻結(jié)晶的時間為3-5小時。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的固液分離采用吸濾缸分離固體結(jié)晶和濾液， 濾液至蒸餾釜蒸餾再利用，固體結(jié)晶物料轉(zhuǎn)移到烘干機內(nèi)。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的烘干為干燥機真空烘干，罐內(nèi)真空度-0. 08-0. IMPa，采用蒸汽加熱烘干，烘干時間2. 5_4h。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的干燥機為雙錐真空干燥機。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的溶劑蒸餾將結(jié)晶母液通過蒸餾，蒸出的殘渣作為粗品均苯四甲酸二酐配原料使用，而蒸出的溶劑回收重新使用。由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明的均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法采用了液環(huán)式真空泵機組，抽氣量大，真空度高，可滿足生產(chǎn)過程中過濾除雜、固液分離的抽濾、產(chǎn)品干燥、溶劑蒸餾、物料輸送等所需真空；同時由于液環(huán)式真空泵機組有冷凝器、循環(huán)液儲存罐，且循環(huán)液是生產(chǎn)用溶劑，所以被抽出的溶劑蒸氣通過冷凝器冷凝后成為液環(huán)式真空泵機組所使用的循環(huán)液，既不損失循環(huán)液又不使溶劑蒸氣外泄；達到了既節(jié)能又減排的目的。2、本發(fā)明在過濾除雜過程中采用超微細異物過濾器，過濾精度為0.01-0. Ιμπι 級，對液態(tài)物料中的0. 01-0. 1 μ m的異物超細過濾從而達到理想的濾除效果。3、本發(fā)明可以處理含雜質(zhì)較多，含量大于90%粗品均苯四甲酸二酐，通過本發(fā)明的方法，得到的PMDA純度高，嚴格控制產(chǎn)品中有機雜質(zhì)的含量，能達到用于合成電子級聚酞亞胺薄膜的純度等級要求。4、本發(fā)明工藝流程短，使用設(shè)備少，整個生產(chǎn)過程中幾乎不產(chǎn)生“三廢”，產(chǎn)品的收率和純度高，是理想的綠色環(huán)保工藝。


圖1是本發(fā)明一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法的工藝流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
如圖1所示，本發(fā)明公開了一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，通過溶解和脫色、過濾除雜、冷卻結(jié)晶、固液分離、烘干和溶劑蒸餾六個步驟來實現(xiàn)，在所述的過濾除雜、 冷卻結(jié)晶、固液分離、烘干和溶劑蒸餾以及物料的輸送全部由液環(huán)式真空泵機組產(chǎn)生負壓來實現(xiàn)的。在本發(fā)明中，所述的溶解和脫色步驟是將含量大于90%粗品均苯四甲酸二酐溶于有機溶劑中完全溶解，再加入脫色劑脫色，在加溫并攪拌下反應(yīng)，所述的有機溶劑為濃度大于80%的醋酸酐，所述的脫色劑為活性碳，所述的活性碳的用量為粗品粗品均苯四甲酸二酐的1_5%。所述的加溫溫度是指控制加熱溫度為90-120°C，所述的反應(yīng)為控制反應(yīng)的時間為l_2h。在本發(fā)明中，所述的過濾除雜采步驟用過濾器過濾，過濾時，結(jié)晶釜罐內(nèi)真空度-0. 06MPao所述的過濾器為超微細異物過濾器，過濾精度為0. 01-0. 1 μ m級。在本發(fā)明中，所述的冷卻結(jié)晶步驟是結(jié)晶釜中邊攪拌邊結(jié)晶，結(jié)晶的溫度為 25_35°C，冷卻結(jié)晶的時間為3-5小時。在本發(fā)明中，所述的固液分離步驟采用吸濾缸分離固體結(jié)晶和濾液，濾液至蒸餾釜蒸餾再利用，固體結(jié)晶物料轉(zhuǎn)移到烘干機內(nèi)。在本發(fā)明中，所述的烘干步驟為干燥機真空烘干，罐內(nèi)真空度-0.08-0. IMPa，采用蒸汽加熱烘干，烘干時間2. 5-4h，干燥機為雙錐真空干燥機。在本發(fā)明中，所述的溶劑蒸餾步驟是將結(jié)晶母液通過蒸餾，蒸出的殘渣作為粗品均苯四甲酸二酐配原料使用，而蒸出的溶劑回收重新使用。本發(fā)明實施例如下實施例子1在反應(yīng)釜內(nèi)，加入濃度大于80%的醋酸酐溶劑1600kg，在邊攪拌下加入自制均四甲苯固定床氣相催化氧化裝置一捕粗酐(含量大于90%的PMDA) 200kg，活性炭3kg。全部加完畢后封閉加料人孔上蓋，而后打開蒸汽閥門，蒸汽進入釜夾套開始加熱。當(dāng)釜內(nèi)物料升溫至90°C，調(diào)整或關(guān)閉蒸汽閥門，使其溫度逐漸穩(wěn)定在90-100 V，并在不斷攪拌下保持 10分鐘，使其完全溶解。脫水、脫色反應(yīng)lh，完成后，冷卻結(jié)晶釜開始抽真空，當(dāng)真空度達到-0. 06MPa時，打開反應(yīng)釜底閥，通過超微細異物過濾器進行過濾。過濾除去活性炭及異物的物料在冷卻結(jié)晶釜內(nèi)一邊不停攪拌，一邊夾套內(nèi)通入冷卻水。使釜內(nèi)物料的溫度不斷降低，當(dāng)溫度降低到35°C以下時，冷卻結(jié)晶3小時后，用吸濾缸分離固體結(jié)晶和濾液，濾液至蒸餾釜蒸餾再利用，固體結(jié)晶物料轉(zhuǎn)移到雙錐真空干燥機內(nèi)，通入0. 35-0. 45MPa蒸汽加熱烘干。烘干3. 5小時后，夾套內(nèi)通入冷水冷卻降溫，冷卻3小時，物料溫度降至50°C以下。 從雙錐真空干燥機放料到專用不銹鋼槽車內(nèi)，冷至物料溫度30°C以下，稱量包裝。得到純度為 99. 45% 的 PMDA。實施例子2在反應(yīng)釜內(nèi)，加入濃度大于80%的醋酸酐溶劑1600kg，在邊攪拌下加入自制均四甲苯固定床氣相催化氧化裝置一捕粗酐(含量大于90%的PMDA) 150kg，活性炭3kg。全部加完畢后封閉加料人孔上蓋，而后打開蒸汽閥門，蒸汽進入釜夾套開始加熱。當(dāng)釜內(nèi)物料升溫至100°C，調(diào)整或關(guān)閉蒸汽閥門，使其溫度逐漸穩(wěn)定在100-110°C，并在不斷攪拌下保持 10分鐘，使其完全溶解。脫水、脫色反應(yīng)1. 5h，完成后，冷卻結(jié)晶釜開始抽真空，當(dāng)真空度達到-0. 06MPa時，打開反應(yīng)釜底閥，通過超微細異物過濾器進行過濾。過濾除去活性炭及異物的物料在冷卻結(jié)晶釜內(nèi)一邊不停攪拌，一邊夾套內(nèi)通入冷卻水。使釜內(nèi)物料的溫度不斷降低，當(dāng)溫度降低到35°C以下時，冷卻結(jié)晶4小時后，用吸濾缸分離固體結(jié)晶和濾液，濾液至蒸餾釜蒸餾再利用，固體結(jié)晶物料轉(zhuǎn)移到雙錐真空干燥機內(nèi)，通入0. 35-0. 45MPa蒸汽加熱烘干。烘干3. 5小時后，夾套內(nèi)通入冷水冷卻降溫，冷卻3小時，物料溫度降至50°C以下。 從雙錐真空干燥機放料到專用不銹鋼槽車內(nèi)，冷至物料溫度30°C以下，稱量包裝。得到純度為 99. 42% 的 PMDA。實施例子3在反應(yīng)釜內(nèi)，加入濃度大于80%的醋酸酐溶劑1600kg，在邊攪拌下加入外購一捕粗酐(含量為90-95%的PMDA) 200kg，活性炭3kg。全部加完畢后封閉加料人孔上蓋，而后打開蒸汽閥門，蒸汽進入釜夾套開始加熱。當(dāng)釜內(nèi)物料升溫至110°C，調(diào)整或關(guān)閉蒸汽閥門， 使其溫度逐漸穩(wěn)定在110-120°C，并在不斷攪拌下保持10分鐘，使其完全溶解。脫水、脫色反應(yīng)2h，完成后，冷卻結(jié)晶釜開始抽真空，當(dāng)真空度達到-0. 06MPa時，打開反應(yīng)釜底閥，通過超微細異物過濾器進行過濾。過濾除去活性炭及異物的物料在冷卻結(jié)晶釜內(nèi)一邊不停攪拌，一邊夾套內(nèi)通入冷卻水。使釜內(nèi)物料的溫度不斷降低，當(dāng)溫度降低到35°C以下時，冷卻結(jié)晶5小時后，用吸濾缸分離固體結(jié)晶和濾液，濾液至蒸餾釜蒸餾再利用，固體結(jié)晶物料轉(zhuǎn)移到雙錐真空干燥機內(nèi)，通入0. 35-0. 45MPa蒸汽加熱烘干。烘干3. 5小時后，夾套內(nèi)通入冷水冷卻降溫，冷卻3小時，物料溫度降至50°C以下。從雙錐真空干燥機放料到專用不銹鋼槽車內(nèi)，冷至物料溫度30°C以下，稱量包裝。得到純度為99. 49%的PMDA。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，通過溶解和脫色、過濾除雜、冷卻結(jié)晶、固液分離、烘干和溶劑蒸餾六個步驟來實現(xiàn)，其特征在于在所述的過濾除雜、冷卻結(jié)晶、固液分離、烘干和溶劑蒸餾以及物料的輸送全部由液環(huán)式真空泵機組產(chǎn)生負壓來實現(xiàn)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，其特征在于所述的溶解和脫色是將含量大于90%粗品均苯四甲酸二酐溶于有機溶劑中完全溶解，再加入脫色劑脫色，在加溫并攪拌下反應(yīng)，所述的有機溶劑為濃度大于80%的醋酸酐，所述的脫色劑為活性碳，所述的活性碳的用量為粗品均苯四甲酸二酐的1_5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，其特征在于所述的加溫溫度是指控制加熱溫度為90-120°C，所述的反應(yīng)為控制反應(yīng)的時間為1-池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，其特征在于所述的過濾除雜采用過濾器過濾，過濾時，結(jié)晶釜罐內(nèi)真空度-0. 06MPao
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，其特征在于所述的過濾器為超微細異物過濾器，過濾精度為0. 01-0. 1 μ m級。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，其特征在于所述的冷卻結(jié)晶是結(jié)晶釜中邊攪拌邊結(jié)晶，結(jié)晶的溫度為25-35°C，冷卻結(jié)晶的時間為3-5小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，其特征在于所述的固液分離采用吸濾缸分離固體結(jié)晶和濾液，濾液至蒸餾釜蒸餾再利用，固體結(jié)晶物料轉(zhuǎn)移到烘干機內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，其特征在于所述的烘干為干燥機真空烘干，罐內(nèi)真空度-0. 08-0. IMPa，采用蒸汽加熱烘干，烘干時間 2. 5-4h。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，其特征在于所述的干燥機為雙錐真空干燥機。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，其特征在于所述的溶劑蒸餾將結(jié)晶母液通過蒸餾，蒸出的殘渣作為粗品均苯四甲酸二酐配原料使用，而蒸出的溶劑回收重新使用。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種均苯四甲酸二酐的溶劑精制方法，通過溶解和脫色、過濾除雜、冷卻結(jié)晶、固液分離、烘干和溶劑蒸餾六個步驟來實現(xiàn)，在所述的過濾除雜、冷卻結(jié)晶、固液分離、烘干和溶劑蒸餾以及物料的輸送全部由液環(huán)式真空泵機組產(chǎn)生負壓來實現(xiàn)的。本發(fā)明所采用液環(huán)式真空泵機組不僅抽氣量大，真空度高，而且被抽出的溶劑蒸氣通過冷凝器冷凝后成為液環(huán)式真空泵機組所使用的循環(huán)液，既不損失循環(huán)液又不使溶劑蒸氣外泄；達到了既節(jié)能又減排的目的。本發(fā)明整個生產(chǎn)過程中幾乎不產(chǎn)生“三廢”，產(chǎn)品的收率和純度高，是理想的綠色環(huán)保工藝。
文檔編號C07D493/04GK102336762SQ201010594518
公開日2012年2月1日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者余文叢, 周志浩, 王玉山, 蘇仁球, 袁珉虹, 陳麗萍, 顧雪良 申請人:常熟市聯(lián)邦化工有限公司