偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺制造技术

本发明专利技术属于有机物提纯技术领域，具体的涉及一种偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺。以偏苯三酸酐酰氯粗品为原料，通过冷却结晶、第一阶段养晶、在58‑64℃温度下发汗，杂质以汗液的形式排出，使物料得到进一步提纯，然后进行第二阶段养晶，最后化料得到高纯度的偏苯三酸酐酰氯成品。本发明专利技术所述的偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺，工艺不经过高温，因此产品就不会分解、碳化，纯度高，质量好；无蒸馏残渣，收率高；更加节能降耗，1吨产品降至少2000元成本。

Green purification process of trimellitic anhydride acyl chloride

【技术实现步骤摘要】
偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺
本专利技术属于有机物提纯
，具体的涉及一种偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺。
技术介绍
偏苯三酸酐酰氯，又名氯化偏苯三酸酐，分子式为C9H3ClO4，其通过与不同二胺单体聚合可获得性能优异的聚酰胺酰亚胺工程塑料，因此，制备高纯度的偏苯三酸酐酰氯具有重要的现实意义。针对偏苯三酸酐酰氯的提纯，目前主要采用减压蒸馏的方法，专利CN103626728A公开了一种高纯度偏苯三酸酐酰氯的制备方法，以偏苯三酸酐、氯化亚砜为原料，在季铵盐作用下进行回流反应，反应结束后得到反应液，先对反应液进行减压蒸馏(-0.090MPa)回收过量氯化亚砜后，再经真空蒸馏(750mmHg)分离提纯，冷却得到偏苯三酸酐酰氯。采用此方法分离提纯后的偏苯三酸酐酰氯熔点为67.5～69℃，纯度为90～95％，纯度大于99.5％。该工艺先采用减压蒸馏后，再真空蒸馏，设备要求高，成本高，易形成高沸点杂质，影响产品收率。专利CN103626729A公开了一种偏苯三酸酐酰氯的制备方法，以偏苯三酸酐、氯化亚砜为原料，在有机碱类催化剂作用下于溶剂中进行回流反应，溶剂为苯、甲苯、环乙烷、四氢呋喃、乙腈或乙酸乙酯中的一种；反应结束后得到反应液，反应液先经减压蒸馏(压力-0.080～-0.098MPa，温度60～100℃)去除溶剂和过量氯化亚砜，再经真空精馏(真空度725～752mmHg，精馏收集温度180～205℃)分离提纯，冷却得到偏苯三酸酐酰氯。采用此方法分离提纯后的偏苯三酸酐酰氯熔点为67.0～68.8℃，反应收率达到80％以上，纯度大于99％以上。偏苯三酸酐在碱性条件下，酸酐官能团容易分解，另外偏苯三酸酐在甲苯中溶解度很小，再加上该工艺先采用减压蒸馏后，再真空蒸馏，设备要求高，成本高，易形成高沸点杂质，产品收率不高。专利CN108341796A公开了一种采用薄膜蒸发器进行蒸馏提纯制备偏苯三酸酐酰氯的方法，以偏苯三酸酐、氯化亚砜为原料，在三正丁基膦催化剂作用下于溶剂中进行回流反应，溶剂为环己烷、乙腈或乙酸乙酯中的一种，反应结束后得到反应液，反应液先经减压蒸馏(-0.085MPa，80℃)去除溶剂和过量氯化亚砜，再经薄膜蒸发器蒸馏分离提纯，冷却得到偏苯三酸酐酰氯。薄膜蒸发器蒸馏的真空度为660mm～720mmHg，温度为120-130℃。采用此方法分离提纯后的偏苯三酸酐酰氯熔点为67～68.8℃，纯度99.2％。经薄膜蒸发器蒸馏提纯后，氯化亚砜有残留，且生产的产品中溶解了大量的二氧化硫，气味较大，且二氧化硫的存在是导致酰氯变色的重要诱因之一，产品质量不稳定。因此，亟需开发一种简单、高效、低成本的偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺。本方法减少了高温蒸馏操作，进而减少了高沸物的产生，过程无三废产生、工艺操作条件温和，系统操作安全系数高，生产安全、稳定，纯化后的产品纯度高，适合工业化生产。本专利技术所述的偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺，具体包括以下步骤：(1)进料将偏苯三酸酐酰氯粗品投入至结晶器中，控制结晶器内的温度为75℃以上，物料呈液态；(2)冷却结晶按照一定的降温速率进行冷却至40-51℃，得到结晶层和低熔点母液，使原料得到初步提纯；(3)第一阶段养晶恒温一定时间，使得固液趋于平衡排出低熔点母液；(4)发汗按照一定的升温速率，逐步升高温度直至结晶器内的温度达到58-64℃，随着温度的升高，结晶层部分熔化，并逐步以汗液的形式排出，使物料得到进一步提纯；(5)第二阶段养晶于58-64℃下，恒温0.5-2h；(6)化料继续升高温度至68-95℃，将结晶器内的物料完全熔化即得偏苯三酸酐酰氯成品；步骤(1)中所述的偏苯三酸酐酰氯粗品是在溶剂存在条件下，由偏苯三酸酐和氯化亚砜在液体催化剂作用下反应制得；偏苯三酸酐与氯化亚砜的摩尔比为1:1.05-1.15；所述的溶剂是二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿中的一种或几种，用量为偏苯三酸酐酰氯粗品体积用量的1-2.5倍。其中：步骤(1)中所述的偏苯三酸酐酰氯粗品是在溶剂存在条件下，由偏苯三酸酐和氯化亚砜在液体催化剂作用下反应制得。偏苯三酸酐与氯化亚砜的摩尔比为1:1.05-1.15。所述的溶剂是二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿中的一种或几种，用量为偏苯三酸酐酰氯粗品体积用量的1-2.5倍。液体催化剂为N,N-二甲基苯胺或2，4-二甲基吡啶的一种，液体催化剂的使用量为偏苯三酸酐粗品质量的0.1％-1％。步骤(1)中所述的偏苯三酸酐酰氯粗品，以质量分数计，由89％-94％的偏苯三酸酐酰氯、5％-10％的氯化亚砜、0.05％-0.5％的偏苯三酸酐和0.05-0.8％液体催化剂组成。步骤(2)中所述的降温速率具体是以0.5℃/h-3.5℃/h的速度冷却至40-51℃。步骤(3)中所述的恒温一定时间，具体是在40-51℃下，恒温0.5-1.5小时。步骤(4)中所述的逐步升高温度具体是以0.5℃/h-3℃/h的速度升温直至结晶器内的温度达到58-64℃。步骤(2)中所述的冷却具体是首先以0.5～1℃/h的速度进行冷却1-1.5h，然后以2-3.5℃/h的速度冷却至40-51℃。步骤(2)中，起初，降温速率较小，控制在0.5～1℃/h，主要是此温度下更有利于避免初级成核；后期控制降温速率大，反应时间短，效率高。步骤(4)中所述的逐步升高温度具体是以2-3℃/h的速度升温0.5-1.5h，然后以0.5-1.5℃/h的速度升温直至结晶器内的温度达到58-64℃。步骤(4)中，初期，升温速率快一些，主要是加速升温，降低操作时间；升温后期控制升温速度为0.5-1.5℃/h，便于杂质移除更彻底，控制发汗终点温度接近偏苯三酸酐酰氯熔点，并维持恒温一段时间除杂效果好。本专利技术中控制发汗终温在58-64℃之间，当发汗终温小于58℃时，不易将低熔点的杂质移除干净。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)本方法以含有杂质的偏苯三酸酐酰氯粗品为原料，从物系特性出发，开发出高收率、高产品质量的结晶提纯技术工艺，减少了高温蒸馏操作，进而减少了高沸物的产生，过程无三废产生、工艺操作条件温和，系统操作安全系数高，纯化后的产品纯度高达99.95％以上，适合工业化生产。(2)本专利技术所述的偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺，工艺不经过高温，因此产品就不会分解、碳化，纯度高，质量好；无蒸馏残渣，收率高；更加节能降耗，1吨产品降至少2000元成本。附图说明图1是实施例1所述的偏苯三酸酐酰氯液相色谱图；图2是实施例2所述的偏苯三酸酐酰氯液相色谱图；图3是实施例3所述的偏苯三酸酐酰氯液相色谱图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1一种偏苯三酸酐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：/n(1)进料/n将偏苯三酸酐酰氯粗品投入至结晶器中，控制结晶器内的温度为75℃以上，物料呈液态；/n(2)冷却结晶/n按照一定的降温速率进行冷却至40-51℃，得到结晶层和低熔点母液；/n(3)第一阶段养晶/n恒温一定时间，使得固液平衡排出低熔点母液；/n(4)发汗/n按照一定的升温速率，逐步升高温度直至结晶器内的温度达到58-64℃；/n(5)第二阶段养晶/n于58-64℃下，恒温0.5-2h；/n(6)化料/n继续升高温度至68-95℃，将结晶器内的物料完全熔化即得偏苯三酸酐酰氯成品；/n步骤(1)中所述的偏苯三酸酐酰氯粗品是在溶剂存在条件下，由偏苯三酸酐和氯化亚砜在液体催化剂作用下反应制得；偏苯三酸酐与氯化亚砜的摩尔比为1:1.05-1.15；所述的溶剂是二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿中的一种或几种，用量为偏苯三酸酐酰氯粗品体积用量的1-2.5倍。/n

【技术特征摘要】
1.一种偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)进料
将偏苯三酸酐酰氯粗品投入至结晶器中，控制结晶器内的温度为75℃以上，物料呈液态；
(2)冷却结晶
按照一定的降温速率进行冷却至40-51℃，得到结晶层和低熔点母液；
(3)第一阶段养晶
恒温一定时间，使得固液平衡排出低熔点母液；
(4)发汗
按照一定的升温速率，逐步升高温度直至结晶器内的温度达到58-64℃；
(5)第二阶段养晶
于58-64℃下，恒温0.5-2h；
(6)化料
继续升高温度至68-95℃，将结晶器内的物料完全熔化即得偏苯三酸酐酰氯成品；
步骤(1)中所述的偏苯三酸酐酰氯粗品是在溶剂存在条件下，由偏苯三酸酐和氯化亚砜在液体催化剂作用下反应制得；偏苯三酸酐与氯化亚砜的摩尔比为1:1.05-1.15；所述的溶剂是二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿中的一种或几种，用量为偏苯三酸酐酰氯粗品体积用量的1-2.5倍。


2.根据权利要求1所述的偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺，其特征在于：液体催化剂为N,N-二甲基苯胺或2，4-二甲基吡啶的一种，液体催化剂的使用量为偏苯三酸酐粗品质量的0.1％-1％。


3.根据权利要求1所述的偏苯三酸酐酰氯的绿色提纯工艺，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聪聪，孙丰春，刘嵩，陶振华，孙丰炜，张良，王鑫海，
申请(专利权)人：山东凯盛新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37