均四甲苯熔融結晶過程的研究.pdf

1、均四甲苯(1,2,4,5-四甲基苯)是生產均苯四甲酸二酐的主要原料。目前生產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行提純仍然是均四甲苯最主要的來源。而分離C10芳烴的傳統(tǒng)方法需要冷凍結晶、離心、壓榨等多種工藝,流程復雜,產品質量不穩(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體和相鄰同系物。組成特點是沸點

2、相差很小,而均四甲苯本身結構特殊使得其熔點明顯高于其雜質組分,因此結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晶問題進行了研究,對固液相界面溫度隨冷劑溫度的變化進行了考察,采用迭代分析法對模型進行分析并求解。實驗范圍內,等溫和非等溫結晶過程中,利用此模型得到的模擬計算值與實驗值相差不大。
　　對傳統(tǒng)工藝生產的純度94.02％的均四甲苯粗產品,采用靜態(tài)結晶法進行提純。詳細

3、考察了結晶溫度、降溫速率、發(fā)汗溫度和發(fā)汗時間對提純效果的影響。在此基礎上,進行正交實驗設計,分析得到最優(yōu)結晶條件:結晶溫度73°C,降溫速率0.03°C/min,發(fā)汗溫度77°C,發(fā)汗時間30min。將均四甲苯原料在此條件下進行實驗,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)結晶進行提純。通過考察操作參數(shù)對結晶過程的

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,結晶恒溫時間1.5h、升溫速率0.1°C/min和發(fā)汗恒溫時間2h。對不同濃度的富集液進行結晶和發(fā)汗實驗,得到以結晶終溫和發(fā)汗終溫為變量的經驗性操作平衡曲線。對濃度為62.3%的原料通過三級結晶就提純得到99%以上,收率大于60%,而且計算結果與實驗數(shù)據(jù)誤差很小。熔融結晶法提純均四甲苯操作簡單,不需要任何附加溶劑,而且結晶得到的母液可以作為上一級結晶的原料,