均四甲苯熔融結(jié)晶過程的研究.pdf

1、均四甲苯(1,2,4,5-四甲基苯)是生產(chǎn)均苯四甲酸二酐的主要原料。目前生產(chǎn)均四甲苯的方法主要有合成法和分離法,其中從C10重芳烴中通過精餾富集的均四甲苯富集液進(jìn)行提純?nèi)匀皇蔷募妆阶钪饕膩碓?。而分離C10芳烴的傳統(tǒng)方法需要冷凍結(jié)晶、離心、壓榨等多種工藝,流程復(fù)雜,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,得到的均四甲苯收率低、純度低,因此需要更合理的分離提純方法。
　　C10重芳烴中含有的組分主要是均四甲苯以及它的同分異構(gòu)體和相鄰?fù)滴?。組成特點(diǎn)是沸點(diǎn)

2、相差很小,而均四甲苯本身結(jié)構(gòu)特殊使得其熔點(diǎn)明顯高于其雜質(zhì)組分,因此結(jié)晶分離方法是一種可行的方法。
　　采用邊界移動的傳熱模型,對均四甲苯在冷卻的圓柱形表面析出的熔融結(jié)晶問題進(jìn)行了研究,對固液相界面溫度隨冷劑溫度的變化進(jìn)行了考察,采用迭代分析法對模型進(jìn)行分析并求解。實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),等溫和非等溫結(jié)晶過程中,利用此模型得到的模擬計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值相差不大。
　　對傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的純度94.02％的均四甲苯粗產(chǎn)品,采用靜態(tài)結(jié)晶法進(jìn)行提純。詳細(xì)

3、考察了結(jié)晶溫度、降溫速率、發(fā)汗溫度和發(fā)汗時(shí)間對提純效果的影響。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),分析得到最優(yōu)結(jié)晶條件:結(jié)晶溫度73°C,降溫速率0.03°C/min,發(fā)汗溫度77°C,發(fā)汗時(shí)間30min。將均四甲苯原料在此條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),擬合得到發(fā)汗提純速率常數(shù)為1.39×10-3s-1,晶體收率為75.29%,晶體純度達(dá)到99.06%。
　　對于濃度為62.3%的均四甲苯富集液,采用鼓泡動態(tài)結(jié)晶進(jìn)行提純。通過考察操作參數(shù)對結(jié)晶過程的

4、影響,最終確定了適宜的操作條件為鼓氣速率90L/h、降溫速率0.1°C/min,結(jié)晶恒溫時(shí)間1.5h、升溫速率0.1°C/min和發(fā)汗恒溫時(shí)間2h。對不同濃度的富集液進(jìn)行結(jié)晶和發(fā)汗實(shí)驗(yàn),得到以結(jié)晶終溫和發(fā)汗終溫為變量的經(jīng)驗(yàn)性操作平衡曲線。對濃度為62.3%的原料通過三級結(jié)晶就提純得到99%以上,收率大于60%,而且計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差很小。熔融結(jié)晶法提純均四甲苯操作簡單,不需要任何附加溶劑,而且結(jié)晶得到的母液可以作為上一級結(jié)晶的原料,