获得高纯度苯均四酸双酐的纯化方法技术

一种获得高纯度苯均四酸双酐（ＰＭＤＡ）的纯化方法。利用反应后产物ＰＭＤＡ与其它副产物的升华温度的差异，控制出料产品的温度，以去升华的方式来分离产品。同时以可控温的旋风分离器来收集高纯度的ＰＭＤＡ，不需其它纯化步骤，就可得到纯度大于９９．０％的ＰＭＤＡ，具有不仅简化ＰＭＤＡ的纯化制程，还能大幅降低ＰＭＤＡ的生产成本，非常适宜应用于工业上的大量生产的功效。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种获得高纯度苯均四酸双酐(pyromelliticdianhydride；PMDA)的纯化方法。且特别是有关于一种以可控温的旋风分离器(cyclone separator)来纯化分离出高纯度的PMDA的方法。
技术介绍
聚亚酰胺是一种超高性能的工程塑胶，除了用于电器机械零件与微电子零件的电缆绝缘薄膜之外，尚可做为半导体软板的基材。而苯均四酸双酐(pyromellitic dianhydride；PMDA)为高温工程塑胶聚亚酰胺(polyimide；PI)的单体，因此对于PMDA的纯度要求很高。传统的PMDA纯化制程是以溶剂萃取或结晶法来精制的，所得的PMDA为极细的粉末。如此不但在使用上极不方便，且纯化的操作步骤亦十分繁杂，且有废水产生需要处理。为了改善上述缺点，较新颖的方法是利用去升华(desublimation)的方法来进行粉体产品的精制。目前专利技术所揭露的去升华方法多应用双套管(shell and tube)来进行，例如日本专利特开平8-59668是利用冷媒使出气口的气体进行热交换，使出气口气体降温，再利用气体中各种成分的不同升华温度来进行气体与固体的分离。此方法的缺点是若气体出气口处的温度控制稍有偏差，立即会有大量的粉尘在分离器的管壁上集结，并进而造成阻塞的问题。另外一种方法是利用骤冷(quenching)的方式产生冷空气，利用各产物的露点(dew point)不同，使产物气体的温度突然下降而生成PMDA粉体微粒，例如日本专利昭61-215352。此方法虽然可以获得粒径较大的PMDA结晶，但是常有不纯物被包裹于PMDA的结晶内，不易获得高纯度的PMDA。还有利用袋式集尘器(Bag Filter)来收集PMDA粉末后，再进行其它纯化步骤。但伴随生成的水分常使PMDA结块，而阻塞了集尘器的滤布(filter)。亦有以洗涤塔(scrubber)将PMDA水洗与收集后，再另行脱水及纯化。另外还有一些相关专利，例如JP 07188242、JP 0518473、JP 05078367、JP 63010790、JP 62093291、JP 01186839、JP 03294272、JP 59199683、Ger.Offen DE 87-3732-0747与Ger.Offen DE 3501371等。上述这些专利有的是以各种去升华方式来纯化PMDA；有些是利用有机溶剂来萃取PMDA，再以再结晶的方式来纯化PMDA，所使用的有机溶剂有丙酮、邻二甲苯与环己烷的混合溶液或是苯甲腈(benzonitrile)。有些是先将PMDA水解为苯均四酸(pyromellitic acid；PMA)，再进行脱水反应形成PMDA，以达纯化PMDA的目的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种，克服现有技术的弊端，达到直接生产高纯度且结晶颗粒足够大的PMDA的目的。本专利技术的目的是这样实现的一种，其特征是它至少包括如下步骤(1)将反应器的出气口与第一旋风分离器的入气口串连，该反应器出气口的温度高于苯均四酸双酐的升华温度，该第一旋风分离器的温度小于苯均四酸双酐的升华温度，且大于其它副产物的升华温度； (2)使苯均四酸双酐与副产物以一流速从该反应器出气口导入该第一旋风分离器的入气口内，以获得高纯度的苯均四酸双酐。该苯均四酸双酐是由1，2，4，5-四甲苯经由氧化反应而生成的。该反应器出气口的温度为245-255。该第一旋风分离器的温度为165-210。该旋风分离器的入气口的气体流速小于20m/s。还包括将一个以上的旋风分离器与该第一旋风分离器串接。该串接的旋风分离器的温度小于该副产物的升华温度。该串接的旋风分离器的温度为110-165。本专利技术的主要优点是只利用简单的纯化步骤就可得到高纯度PMDA(纯度＞99.0％)的优点。如此不仅简化PMDA的纯化制程，还能大幅降低PMDA的生产成本，非常适宜应用于工业上的大量生产。下面结合较佳实施例详细说明。具体实施例方式本专利技术提供一种高纯度苯均四酸双酐(PMDA)的纯化方法。PMDA一般是由1，2，4，5-四甲苯(1，2，4，5-tetramethyl benzene，亦即durene)经由氧化反应而得，因此产物中会有一些氧化不全的副产物，例如在1，2，4，5-四甲苯只有部分的甲基氧化成-COOH，或是部分氧化成-CHO等，另外还可能有一些1，2，4，5-四甲苯因过度氧化而断裂产生的羧酸或醛类小分子。因为这些副产物的物理性质和PMDA相近，所以要将副产物去除而得到高纯度的PMDA并不十分容易。本专利技术提供一种纯化PMDA的方法，利用PMDA与其它副产物的升华温度不同，来进行PMDA的纯化。PMDA的升华温度最高约为240℃，其它副产物的升华温度较低。所以在此例如可串连二至三个不同温度的旋风分离器，将其温度从高至低排列，将温度最高的第一旋风分离器入气口和反应器的出气口相接，第二旋风分离器的入气口和第一旋风分离器的出气口相接，如此依序排列。使第一旋风分离器的操作温度略低于PMDA的升华温度，并使第一旋风分离器之后的旋风分离器操作温度低于其它产品的升华温度。当PMDA与其它产物进入第一旋风分离器时，因为第一旋风分离器的温度略低于PMDA的升华温度而凝结成固体掉落于第一旋风分离器的底部时，而其它升华温度较低(＜180℃)的副产物气体仍能通过第一旋风分离器的出气口至后续的旋风分离器来予以收集或以尾气方式排出的。利用此方法可在第一旋风分离器收集到纯度大于99.0％以上的PMDA。在此反应器的出气口温度略高于PMDA的升华温度，例如为245-255℃。第一旋风分离器的操作温度略低于PMDA的升华温度，例如为165-210，更佳为175-185℃。而接续的旋风分离器温度逐渐降温，使其在100-180之间分布，例如可为110-165。而反应器中的气体的空间流速较佳约为3000-12000hr-1，更佳为4000-8000hr-1。旋风分离器的入气口的气体流速较佳为低于20m/s，更佳为约15m/s。以下在表一列出一些实验参数；在表二列出相对应的实验结果做为参考。表一、1，2，4，5-四甲苯反应成PMDA的实验参数 注空间流速是指单位时间流过单位体积触媒的气体流量；进料浓度为反应器入气口的进料浓度；反应温度为反应器内部进行反应的温度。表二、相对应的1，2，4，5-四甲苯反应成PMDA的PMDA纯化结果 注分析时所使用的标准品纯度为99％。由气相层析仪与液相层析仪的分析图谱可知应用本专利技术方法所得的PMDA产品无任何其它杂质掺杂其中。另外由热差分析仪(Differential Thermal Analyzer)可知应用本专利技术方法所纯化而得的PMDA产品的熔点与PMDA纯品完全一致，因此可判定应用本专利技术方法纯化所得的PMDA的纯度高于99.0％以上(约为99.9％)。由表二的数据可知，利用本专利技术的方法，不需通入骤冷气体(quenchinggas)或其它纯化操作步骤，就可直接由第一旋风分离器中得到高纯度的漂亮的PMDA针状结晶，完全没有PMA的污染。在第二旋风分离器还可收集到一些纯度较低的PMDA，尚可继续以其它方法来进行纯化，或是加温气化后，再经由第一旋风分离器纯化之。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得高纯度苯均四酸双酐的纯化方法，其特征是：它至少包括如下步骤：　　　　（１）将反应器的出气口与第一旋风分离器的入气口串连，该反应器出气口的温度高于苯均四酸双酐的升华温度，该第一旋风分离器的温度小于苯均四酸双酐的升华温度，且大于其它副产物的升华温度；　　　　（２）使苯均四酸双酐与副产物以一流速从该反应器出气口导入该第一旋风分离器的入气口内，以获得高纯度的苯均四酸双酐。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小蓉，黄建良，
申请(专利权)人：中国石油股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]