[發明專利]一種基于催化氧化-水解-分段結晶制備均苯四甲酸的制備方法

有效

• 申請號: 202010829324.1
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111960939B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 江曉龍;談勇;談俊
• 申請（專利權）人: 連云港鵬辰特種新材料有限公司
• 主分類號: C07C51/087
• 分類號: C07C51/087;C07C51/43;C07C63/313;C07D493/04;B01J23/22
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 沈雄

本發明公開了一種基于催化氧化?水解?分段結晶制備均苯四甲酸的制備方法，具體為：首先將加熱熔化后的均四甲苯和預熱后的空氣混合汽化后通入到涂覆有催化劑涂層的微通道反應器內進行反應；反應后的氣體降溫后經捕集器捕集、冷卻結晶后離心，離心后的母液進行常壓蒸餾，將離心得到的固體以及常壓蒸餾后的殘液加入到水解釜內進行水解處理；最后進行對水解液進行過濾處理，并對濾液進行分段冷卻結晶、離心、真空干燥，得到目標產品均苯四甲酸。該方法操作簡單，制得的目標產品收率高。

技術領域：

本發明涉及均苯四甲酸制備領域，具體涉及一種基于催化氧化-水解-分段結晶制備均苯四甲酸的制備方法。

背景技術：

均苯四甲酸用于合成聚酰亞胺、均苯四酸辛酯等，是生產消光固化劑的主要原料，廣泛應用于航天、航空、機電和電子等領域，同時，也是重要的環氧樹脂和聚脂樹脂的固化劑及粉末涂料的助劑。目前常用的方法是采用均四甲苯為原料經氣化氧化后水解制得。

申請號為CN98116922.8的專利公開了均四甲苯的生產方法，以均四甲苯或5－異丙基偏三甲苯為原料,汽化后，與空氣按混合，進入裝填有催化劑的列管式反應器，催化氧化成高溫反應氣，經換熱器，分級捕集器得到均苯四甲酸二酐的粗產品，將均苯四甲酸二酐的粗產品溶解、脫色、過濾、冷卻至室溫，離心甩干即得均苯四甲酸，再經干燥。上述方法中雖然制得均苯四甲酸，但是在催化氧化過程中由于催化劑的團聚，反應原料難以與催化劑充分接觸，容易造成產品收率低，且在結晶過程中，容易出現晶體掛壁現象，造成產品收率低。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種基于催化氧化-水解-分段結晶制備均苯四甲酸的方法；該方法制得的目標產品收率高，純度高，操作簡單。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于催化氧化-水解-分段結晶制備均苯四甲酸的制備方法，其特征在于，首先將加熱熔化后的均四甲苯和預熱后的空氣混合汽化后通入到涂覆有催化劑涂層的微通道反應器內進行反應；反應后的氣體降溫后經捕集器捕集、冷卻結晶后離心，離心后的母液進行常壓蒸餾，將離心得到的固體以及常壓蒸餾后的殘液加入到水解釜內進行水解處理；最后進行對水解液進行過濾處理，并對濾液進行分段冷卻結晶、離心、真空干燥，得到目標產品均苯四甲酸。

作為上述技術方案的優選，所述催化劑涂層為介孔氧化鋯負載的釩鈦涂層；所述催化劑涂層的厚度為5-20μm。

作為上述技術方案的優選，所述催化劑涂層中介孔氧化鋯、釩、鈦的摩爾比為1：1：(0.1-0.3)。

作為上述技術方案的優選，所述催化劑涂層的制備方法為：首先以5℃/min的速率升溫至700-800℃對微通道反應器進行預熱處理，然后將含有介孔氧化鋯負載釩鈦催化劑的漿料涂覆于微通道反應器內，干燥處理，即得。

一種基于催化氧化-水解-分段結晶制備均苯四甲酸的制備方法，包括以下步驟：

(1)將均四甲苯加熱熔化后經過濾器過濾與預熱后的空氣一起泵入到汽化混合器中加熱氣化后通入到涂覆有催化劑涂層的微通道反應器內，在350-380℃下反應，反應結束后，得到的氣體依次經過冷凝器冷凝、捕集器捕集，得到粗均苯四甲酸二酐；

(2)將上述得到的粗均苯四甲酸二酐采用丙酮溶液溶解后依次進行結晶處理、離心處理；離心得到的離心液進行常壓蒸餾處理；

(3)將步驟(2)離心得到的固體以及常壓蒸餾后的蒸餾殘液加入到水解釜內，并加入水，進行攪拌水解處理，水解結束后進行過濾，濾液轉移至結晶釜內進行結晶；

(4)結晶過程中首先以5℃/min的速率降溫至15-20℃，保溫結晶1-2小時；之后以10℃/min的速率降溫至5℃，保溫結晶2-3小時，在降溫結晶的過程中，持續從結晶釜的底部以及內壁通入冷空氣；結晶結束后，進行過濾，并對過濾得到的固體進行干燥處理，制得目標產品。