一种生产聚苯醚的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种生产聚苯醚的工艺方法，涉及化工技术领域。生产聚苯醚的工艺方法包括聚合氧化反应阶段和嵌入反应阶段，聚合氧化反应阶段是在含氧气氛下，将单体、溶剂和催化剂混合反应，嵌入反应阶段是将聚合氧化反应后的产物与螯合剂混合反应，终止聚合氧化反应，并将聚合氧化反应过程生成的副产物重新嵌入到目标产物上，显著减少了低聚物的产生，并将反应后的产品进行三相分离后得到油相通过蒸发浓缩、加水调浓、晶体析出和粒径调整，明显减少了小粒径产品的含量，改善了产品的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种生产聚苯醚的工艺方法
本专利技术涉及化工
，且特别涉及一种生产聚苯醚的工艺方法。
技术介绍
聚苯醚简称PPO或PPE，是五大工程朔料之一，早已工业化生产，其主要工艺方法的形成在二十世纪八、九十年代，采用的生产装备也比较陈旧。随着科技的发展和社会的进步，聚苯醚的新应用在不断被发现，新应用对其质量提出了更高的要求，社会对安全环保日益严格，生产企业对节能降耗降低成本更加重视。现有的聚苯醚生产方法主要存在着聚苯醚收率低、低聚物产生量大的问题。此外，聚苯醚的生产方法还存在着作业效率低、产品粒径小、废水处理费用高、反应废气存在爆燃的安全隐患等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生产聚苯醚的工艺方法，旨在提高聚苯醚的收率，降低低聚物的产生量，明显减少小粒径产品的含量。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出了一种生产聚苯醚的工艺方法，包括聚合氧化反应阶段和嵌入反应阶段，聚合氧化反应阶段是在含氧气氛下，将单体、溶剂和催化剂混合反应，嵌入反应阶段是将聚合氧化反应后的产物与螯合剂混合反应。本专利技术实施例提供一种生产聚苯醚的工艺方法的有益效果是：其将单体、溶剂和催化剂在氧气存在的条件下进行聚合氧化反应，并将聚合氧化反应阶段反应后的产物和螯合剂混合反应，终止聚合氧化反应，并将聚合氧化反应过程生成的副产物重新嵌入到目标产物上，显著减少了低聚物的产生，改善了产品的质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的生产聚苯醚的工艺方法所用装置的示意图。图标：1-催化剂配料罐；2-聚合氧化反应器；3-反应加热器；4-反应冷却器；5-嵌入反应器；6-加热器；7-离心机进料罐；8-三相离心机；9-萃取罐；10-电解槽；11-浓缩罐；12-加热器；13-调浓器；14-析出罐；15-调粒罐；16-过滤机；17-螺旋输送机；18-干燥器；19-喷射器；20-尾气冷却器；21-气液分离罐；22-螺旋冷却输送机；23-产品储仓；24-溶剂分离罐；241-填料缓冲段；242-分料隔板；25-逆溶剂精馏塔；251-逆溶剂高压精馏塔；252-逆溶剂低压精馏塔；26-溶剂精馏塔；27-低聚物挤出机。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供的一种生产聚苯醚的工艺方法进行具体说明。本专利技术实施例提供了一种生产聚苯醚的工艺方法，请参照图1，具体包括通过聚合氧化反应阶段和螯合反应阶段制备聚苯醚，然后依次进行产物分离、析晶、过滤纯化、干燥、冷却，在一些实施例中还包括对合成工艺中的溶剂和低聚物进行回收利用。具体包括如下阶段：(1)聚合氧化反应阶段聚合氧化反应阶段是在含氧气氛下，将单体、溶剂和催化剂混合反应，反应温度为10-80℃，优选为20-70℃，更优选为30-60℃；反应时间为100-140min。反应温度低，速度慢、效率低；反应温度高，速度快，不易控制，产生过反应。需要说明的是，反应是在一个温度范围内进行，有升温和恒温二个阶段，温度不同，反应时间也相应不同，判断反应可终止的条件是反应液的粘度，以上反应时间和温度为大致的参数参考。具体地，单体一般采用2,6-二甲基苯酚；溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、吡啶和氯仿中的至少一种，更优选为甲苯。具体地，催化剂包括第一催化剂、第二催化剂和第三催化剂，第一催化剂为胺类络合物(如铜胺络合物)；第二催化剂选自N,N-二甲基丁胺、1，3-二甲基丁胺、二甲基乙二胺、二叔丁基乙二胺、二甲基丙二胺、乙基丁二胺、二甲基丁二胺、三甲基戊二胺、吗啉类化合物、吡啶、γ-甲基吡啶和乙基甲基胺中的至少一种，优选为N,N-二甲基丁胺。第三催化剂选自四丁基溴化铵、甲基三烷基氯化铵、甲基三烷基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵和十四烷基三甲基氯化铵中的至少一种，优选为甲基三烷基氯化铵。优选地，第一催化剂是由第一组分、第二组分和第三组分反应而得，其中，第一组分选自氧化亚铜、氧化铜、二氧化锰、三氧化二锰、氧化钴和三氧化二钴中的至少一种；第二组分选自碘化氢、碘化钠、碘化钾、溴化氢、溴化钠、溴化钾、四甲基溴化铵、氯化氢、氟化氢、硫酸、醋酸、月桂酸和苯甲酸中的至少一种制成的水溶液；第三组分选自二甲基乙二胺、二叔丁基乙二胺、二甲基丙二胺、乙基丁二胺、二甲基丁二胺和三甲基戊二胺中的至少一种；更优选地，第一组分选自氧化亚铜和氧化铜中的至少一种；第二组分选自氯化氢、溴化氢和碘化氢中的至少一种制成的水溶液；第三组分为二叔丁基乙二胺和二甲基乙二胺中的至少一种。为进一步提升原料利用率，专利技术人对单体、催化剂、溶剂、氧气等原料的用量做了进一步优化。单体与第一催化剂的质量比为1000:5-25，优选为1000:10-20，更优选为1000:14-16；单体与第二催化剂的质量比为1000:9-72，优选为1000:18-57；单体与第三催化剂的质量比为1000:0.4-3.7，优选为1000:0.6-2.6；单体与溶剂的质量比为1:1-7，更优选为1:3-5；单体与氧气的摩尔比为16:1-4。溶剂比例高，反应后产物浓度低，给浓缩带来不利(时间长、能耗高)；溶剂比例低，反应后产物浓度高，流动性差，管道、设备堵塞严重。优选地，第一组分、第二组分和第三组分的质量比为1:2-10:1-6；更优选为1:3-8:2-5，进一步优选为1:5-7:3-4。在第一催化剂的制备过程中，第一组分、第二组分和第三组分的用量进行控制以进一步提升第一催化剂对聚合氧化反应的催化活性。在优选的实施例中，第一催化剂是在加入聚合氧化反应阶段的反应器之前进行制备；制备第一催化剂的反应温度为15-80℃，反应时间为5-60min；优选地，制备第一催化剂的反应温度为20-60℃，反应时间为10-50min。采用先制备第一催化剂再加入聚合氧化反应阶段的方式，相比于将所有原料一次性加入聚合氧化反应阶段的方式，能够进一步缩短反应时间，专利技术人做了进一步测试发现：可以缩短反应用时6min左右，提高效率3.3％以上。在一些优选的实施例中，在聚合氧化反应阶段的反应器中通入氮气进行封压，并控制反应器内表压为35-65KPa。在氮封微正压下进行聚合氧化反应，控制反应器上部气相的压力，可以有效抑制氧气从反应液中溢出，增加反应液中的氧气浓度，提高反应效率，同时还可以降低排气中氧气的浓度，提高操作的安全性。专利技术人做了进一步测试，采用氮封并控制反应器上部气相压力的操作方式相比于不控制反应器上部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产聚苯醚的工艺方法，其特征在于，包括聚合氧化反应阶段和嵌入反应阶段，所述聚合氧化反应阶段是在含氧气氛下，将单体、溶剂和催化剂混合反应，所述嵌入反应阶段是将聚合氧化反应后的产物与螯合剂混合反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种生产聚苯醚的工艺方法，其特征在于，包括聚合氧化反应阶段和嵌入反应阶段，所述聚合氧化反应阶段是在含氧气氛下，将单体、溶剂和催化剂混合反应，所述嵌入反应阶段是将聚合氧化反应后的产物与螯合剂混合反应。


2.根据权利要求1所述的生产聚苯醚的工艺方法，其特征在于，所述螯合剂选自次氮基三乙酸及其盐、酒石酸及其盐、次氮基三乙酸及其盐、氨基乙酸及其盐、氨基羧酸及其盐、乙二胺四乙酸及其盐、二亚乙基三胺五乙酸及其盐和柠檬酸及其盐中的任意一种；优选为次氮基三乙酸三钠和柠檬酸中的至少一种；更优选为次氮基三乙酸三钠；
优选地，所述嵌入反应阶段的反应时间为80-160min，反应温度为40-80℃；
优选地，所述嵌入反应阶段的反应器的进料管路上设置管道混合器对所述聚合氧化反应后的产物、所述螯合剂和外循环物料进行混合，并将所述进料管路延伸至反应器的底部，并利用涡轮推进式搅拌器进行混合。


3.根据权利要求1所述的生产聚苯醚的工艺方法，其特征在于，所述聚合氧化反应阶段的反应温度为10-80℃，优选为20-70℃，更优选为30-60℃；
优选地，所述单体为2,6-二甲基苯酚；
优选地，所述聚合氧化反应阶段的反应时间为100-140min；
优选地，所述溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、吡啶和氯仿中的至少一种，更优选为甲苯；
优选地，在所述聚合氧化反应阶段的反应器中通入氮气进行封压，并控制反应器内表压为35-65KPa；
优选地，在所述聚合氧化反应阶段的反应器对应的循环管路上设置冷却器和加热器对循环物料进行温度控制。


4.根据权利要求3所述的生产聚苯醚的工艺方法，其特征在于，所述催化剂包括第一催化剂、第二催化剂和第三催化剂，所述第一催化剂为胺类络合物；
所述第二催化剂选自N,N-二甲基丁胺、1，3-二甲基丁胺、二甲基乙二胺、二叔丁基乙二胺、二甲基丙二胺、乙基丁二胺、二甲基丁二胺、三甲基戊二胺、吗啉类化合物、吡啶、γ-甲基吡啶和乙基甲基胺中的至少一种，优选为N,N-二甲基丁胺；
所述第三催化剂选自四丁基溴化铵、甲基三烷基氯化铵、甲基三烷基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵和十四烷基三甲基氯化铵中的至少一种，优选为甲基三烷基氯化铵；
优选地，所述第一催化剂是由第一组分、第二组分和第三组分反应而得，其中，所述第一组分选自氧化亚铜、氧化铜、二氧化锰、三氧化二锰、氧化钴和三氧化二钴中的至少一种；所述第二组分选自碘化氢、碘化钠、碘化钾、溴化氢、溴化钠、溴化钾、四甲基溴化铵、氯化氢、氟化氢、硫酸、醋酸、月桂酸和苯甲酸中的至少一种制成的水溶液；所述第三组分选自二甲基乙二胺、二叔丁基乙二胺、二甲基丙二胺、乙基丁二胺、二甲基丁二胺和三甲基戊二胺中的至少一种；
更优选地，所述第一组分选自氧化亚铜和氧化铜中的至少一种；更优选地，所述第二组分选自氯化氢、溴化氢和碘化氢中的至少一种制成的水溶液；更优选地，所述第三组分为二叔丁基乙二胺和二甲基乙二胺中的至少一种；
更优选地，所述第一催化剂是在加入所述聚合氧化反应阶段的反应器之前进行制备；更优选地，制备所述第一催化剂的反应温度为15-80℃，反应时间为5-60min；进一步优选地，制备所述第一催化剂的反应温度为20-60℃，反应时间为10-50min；
优选地，所述第一组分、所述第二组分和所述第三组分的质量比为1:2-10:1-6，更优选为1:3-8:2-5，进一步优选为1:5-7:3-4；
优选地，所述第一组分中金属离子与所述螯合剂的摩尔比为1:2-7，更优选为1:3-6，进一步优选为1:4-5。


5.根据权利要求4所述的生产聚苯醚的工艺方法，其特征在于，所述单体与所述第一催化剂的质量比为1000:5-25，优选为1000:10-20，更优选为1000:14-16；
优选地，所述单体与所述第二催化剂的质量比为1000:9-72，更优选为1000:18-57；
优选地，所述单体与所述第三催化剂的质量比为1000:0.4-3.7，更优选为1000:0.6-2.6；
优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：李同军，张军利，冯海涛，李湛，
申请(专利权)人：李同军，
类型：发明
国别省市：上海;31