[發明專利]一種均三甲苯連續氧化制備均苯三甲酸的方法

無效

• 申請號: 201019026048.9
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN102146029A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 邢躍軍;陳韶輝;劉建新;徐彥;肖翔;高洪偉;王玉春
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化揚子石油化工有限公司
• 主分類號: C07C63/307
• 分類號: C07C63/307;C07C51/265
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 黃嘉棟

技術領域

本發明涉及一種均苯三甲酸的制備方法，特別涉及一種均三甲苯連續氧化制備均苯三甲酸的方法。

背景技術

均苯三甲酸，即1，3，5-苯三甲酸，外觀為白色或微黃色結晶性粉末。由于均苯三甲酸分子具有三個對稱的羧基官能團，因此它是一種理想的高分子合成的原材料。主要用作制備反滲透膜、高分子分離膜，用于海水淡化、水的高度提純和氣體分離等；在生物醫藥上用于制備抗癌藥物、植物生長調節劑等；在航空工業上用作火箭推進器固體燃料的交聯劑和制備耐高溫的高分子材料等。此外，對塑料、人造纖維、水溶性烷基樹脂、增塑劑等生產也具有重要意義。

目前，均苯三甲酸的生產主要采用間歇氧化法。中國專利CN1417193A公開了一種均三甲苯空氣液相催化氧化制取均苯三甲酸的方法，該法的特點是間歇操作，生產工藝簡單，但生產勞動強度大，不適于規模化生產，且間歇操作易造成產品質量不穩定，均苯三甲酸的收率低，該法的質量收率為115～120％。

中國專利CN1660762A公開了一種環流反應器及用之合成均苯三甲酸的方法，環流反應器的操作特性是利用一定進料流量下原料氣的初始動能，驅動反應器環流區中的流體和固體產生相對有序的環流運動，替代機械攪拌。但環流反應器在用于粘度大或固含率高的流體中時攪拌混合不夠均勻，且維持混合均勻需要的氣體量與保證均三甲苯完全氧化所需的空氣量很難保持一致，易造成氧化不完全或是尾氣氧含量過高，不利于安全生產。該法生產的均苯三甲酸質量收率為135～155％，高于專利CN1417193A的間歇操作工藝。

發明內容

本發明的目的針對現有均苯三甲酸合成工藝中存在的不足，提供一種均三甲苯連續氧化制備均苯三甲酸的方法。解決現有工藝中的生產安全及規模化生產問題，并明顯提高均苯三甲酸的收率，以均三甲苯計的均苯三甲酸質量收率可達155～160％。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種均三甲苯空氣液相連續氧化制備均苯三甲酸的方法，它包括以下步驟：

步驟1.混合：將溶劑醋酸與均三甲苯以1.0～20.0∶1的質量比混合，加入催化劑醋酸鈷和醋酸錳、助催化劑醋酸鈰和促進劑溴化物，其中：鈷、錳與均三甲苯的質量比例為0.0005～0.005∶0.0005～0.01∶1(以Co²⁺、Mn²⁺計)，鈰與鈷的質量比例為0.001～0.5∶1(以Ce³⁺、Co²⁺計)，鈷與溴的質量比例為0.1～10∶1(以Co²⁺、Br^-計)；

步驟2.連續氧化：將步驟1所得的混合料泵入反應器，通入空氣，氧化反應的溫度控制在150～260℃，壓力控制表壓在0.5～3.5MPa，待反應引發后，連續泵入混合料和通入空氣，通入空氣的體積量與均三甲苯質量的比例為190～210標升∶1kg，均三甲苯氧化為均苯三甲酸，反應后的產物混合液連續地移出反應器，反應產生的熱量，通過醋酸、水和均三甲苯的汽化，由冷凝器移出；由冷凝器冷凝下來的液體經回流泵返回反應器內，尾氣中含氮氣、氧氣和二氧化碳的不凝氣被直接放空，控制尾氣中氧氣的含量為0～8％(體積)；

步驟3.結晶：將步驟2反應器中移出的產物混合液送入帶有攪拌器的結晶器中，結晶器由夾套冷卻水降溫至30～40℃，氧化產物中的均苯三甲酸在此完全結晶；

步驟4.離心分離：將步驟3所得的均苯三甲酸離心分離，得到粗均苯三甲酸。

上述的制備均苯三甲酸的方法，步驟1中所述的溴化物可以是四溴乙烷、溴化氫或溴化鈉。

上述的制備均苯三甲酸的方法，步驟1中所述的溶劑醋酸與均三甲苯優選的質量比為2.0～10.0∶1；鈷、錳與均三甲苯的質量的優選的比例為0.001～0.01∶0.001～0.02∶1；鈰與鈷優選的質量比為0.05～0.2∶1；鈷與溴優選的質量比為0.5～5∶1。

上述的制備均苯三甲酸的方法，步驟2中所述的反應器可以是帶有攪拌槳的釜式結構或塔式結構。

上述的制備均苯三甲酸的方法，步驟2中所述的尾氣中優選的氧氣含量控制在3～5％。

上述的制備均苯三甲酸的方法，步驟4所得的粗均苯三甲酸可以繼續精制，方法如下：