均苯四甲酸二酐生产技术教材
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实训工程—均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐均苯四甲酸二酐为白色结晶,比重1.68、熔点286℃、沸点397~400℃,易溶于水、酸、丙酮、乙酸乙酯。
有毒,剌激粘膜组织和皮肤,能造成过敏性及变态反响等障碍。
广泛用于制造聚酰胺树脂〔耐高温电气绝缘漆的原料〕及环氧树脂硬化剂和增塑剂、脲醛树脂稳定剂、酞菁蓝染料等。
生产方法为均四甲苯氧化法。
由于均四甲苯〔又名1,2,4,5—四甲基苯〕侧链的易氧化特性,均四甲苯可通过硝酸法、高锰酸钾法和气相催化氧化法,本实训采用气固相催化氧化法。
原料来源:1.由煤焦油的粗苯中别离三甲苯,再烷基化成四甲苯;2.由C9、C10烷基化后别离出四甲苯。
本实训用成品均四甲苯〔C.P.〕为原料,该品为白色固体,熔点79.3℃,沸点196℃,有毒。
一、实训目标〔一〕知识目标1.通过均四甲苯气固相催化氧化制取均苯四甲酸二酐实训,了解气相催化氧化制取含氧有机化合物的一般原理和方法;2.掌握气固相催化反响的实训技术;3.通过实训进一步认识催化作用在化学工业中的重要意义;4.熟悉该实训是利用空气中的氧作为有机氧化反响中原料之一的一个例子,而到达此目的那么又必需借助催化剂为唯一手段。
〔二〕能力目标1.通过本实训,使学生能应用DCS控制系统操作典型气-固相催化〔放热〕反响真实装置;2.会利用空气来稳定床层温度;3.学会常见事故处理;4.能对产品成份进行定量分析。
二、实训原理〔一〕主副反响式主反响+ 6O 2+ 6H 2O + 645 千卡克分子CH 33CH 3CH O OC C O OOCC副反响+ 3O 2+ 2H 2O + 284.5 千卡克分子CH 33CH 3CH H 3C H 3CCOOHCOOH+ 6O 2+ 4H 2O + 569.1 千卡克分子CH 33CH 3CH COOHCOOHHOOCHOOC+ 3O 2+ 3H 2O + 255.7 千卡克分子CH 3CH 3CH 3CH 3H 3C H 3COOO CC+ O 2+ 7H 2O + 1420.9 千卡克分子CH 3CH 3CH 3CH 27210CO2〔二〕催化剂组成:五氧化二矾〔V2O5〕———主催化剂三氧化钼〔M o O3〕———助催化剂五氧化二磷〔P2O5〕———助催化剂二氧化钛〔T i O2〕———载体二氧化钛使五氧化二矾高度分散,并抑制完全氧化副反响。
苯四甲酸二酐的化学名称为1,2,4,5苯甲酸二酐,简称PMDA,是一种重要的化工原料,用途其广泛。
由PMDA和芳香二胺合成的高分子聚合物,称为聚酰亚胺,是一种耐高温,耐深冷,抗冲击和具有优异电性能与机械性能的新型合成材料,并可制成薄膜、纤维、漆包线、浸渍漆、泡沫塑料、铸塑零件和胶粘剂等。
均苯四苯甲酸二酐的用途广泛,主要有以下几个方面:耐热聚合物:PMDA最大的用途就是用作聚酰亚胺的原料,由PMDA与对二氨基二苯醚等芳香族二胺类化合物反应制得的聚酰亚胺,具有耐高能辐射、优良的耐化学药品性、耐磨性、耐放射性,通常将其薄膜用作电机和电缆的耐热绝缘衬垫或绕包材料或用作柔性电路板基材,还可制成模料作为原子反应堆和宇宙空间站用的电料,以及喷气发动机油管材料。
增塑剂:由PMDA和相应醇反应制得的均苯四酸丁酯,具有良好的电绝缘性和耐热性,可用二生产耐热高压电缆、耐热聚乙烯和高级人造革。
固化剂:环氧树脂进行绕铸和层压制造电机材料,以PMDA作固化剂可制成绝缘性能好的大型铸件;用PMDA作为环氧树脂胶粘剂的固化剂,可快速粘接,从而制得耐瞬时冲击性胶粘剂。
均苯四甲酸二酐的生产方法均苯四甲酸二酐的生产方法较多,采用的原料不同,选择的工艺路线也不一样,方法各异。
目前国内外主要生产工艺一是以偏三甲苯为原料与丙烯进行烷基化反应得PMDA,或与CO进行羰基化反应得PMDA,另一个是以均四甲苯为原料,采用空气氧化法得PMDA。
本厂即采用的上述第三种生产方法。
此法可连续生产,并能实现自动化控制,产品性能稳定,污染小,生产成本低,是目前我国主要的生产方法。
均苯四甲酸二酐生产工艺均四甲苯经化料槽熔化后送至汽化器,与经多级换热升温后的空气混合。
混合后的气体进入氧化反应器,在380~455℃下进行氧化反应。
反应后的气体经冷却后在捕集器中凝固,得到粗均苯四甲酸二酐。
废气经吸收塔脱除低级酸后放空。
粗均苯四甲酸二酐还需要进一步精制和干燥才可得工业级的均苯四甲酸二酐。
第1部分化学品及企业标识化学品中文名:均苯四甲酸二酐化学品英文名:Pyromellitic DianhydrideCAS号:89-32-7分子式:C10H2O6分子量:218.12产品推荐及限制用途:工业及科研用途。
第2部分危险性概述紧急情况概述:造成严重眼损伤。
可能导致皮肤过敏反应。
吸入可能导致过敏或哮喘病症状或呼吸困难。
GHS危险性类别:严重眼损伤/眼刺激类别1皮肤致敏物类别1呼吸道致敏物类别1标签要素:象形图:警示词:危险危险性说明:H318造成严重眼损伤H317可能导致皮肤过敏反应H334吸入可能导致过敏或哮喘病症状或呼吸困难防范说明:•预防措施:——P280戴防护手套/穿防护服/戴防护眼罩/戴防护面具。
——P261避免吸入粉尘/烟/气体/烟雾/蒸气/喷雾。
——P272受沾染的工作服不得带出工作场地。
——P284[在通风不足的情况下]戴呼吸防护装置•事故响应:——P305+P351+P338如进入眼睛:用水小心冲洗几分钟。
如戴隐形眼镜并可方便地取出,取出隐形眼镜。
继续冲洗。
——P310立即呼叫解毒中心/医生——P302+P352如皮肤沾染:用水充分清洗。
——P333+P313如发生皮肤刺激或皮疹:求医/就诊。
——P362+P364脱掉沾染的衣服,清洗后方可重新使用——P304+P340如误吸入:将人转移到空气新鲜处,保持呼吸舒适体位。
——P342+P311如有呼吸系统病症:呼叫解毒中心/医生/……•安全储存:——无•废弃处置:——P501按当地法规处置内装物/容器。
物理和化学危险:无资料健康危害:造成严重眼损伤。
可能导致皮肤过敏反应。
吸入可能导致过敏或哮喘病症状或呼吸困难。
环境危害:无资料第3部分成分/组成信息第4部分急救措施急救:吸入:脱离现场至空气新鲜处。
如呼吸困难,给输氧。
就医皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。
如有不适感,就医眼晴接触:分开眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。