【技术实现步骤摘要】
本申请涉及化工合成领域，更具体来说涉及一种合成芳族多羧酸或酸酐的方法。
技术介绍
1、芳族羧酸和羧酸酐是一种非常重要的工业原料，被广泛地用于聚酯、聚酰胺等先进材料的合成，一个代表性的例子是二苯甲酮四羧酸(bta)和二苯甲酮四羧酸二酐(btda)。图1显示了目前已有的合成3,3’,4,4’-btda的方法，简单来说，现有技术的方法以邻二甲苯为原料，使其与醛(例如甲醛或乙醛)发生缩合反应，形成3,3’,4,4’-四甲基二苯甲烷(3,3’,4,4’-tmdm)，随后以硝酸等液体氧化剂将3,3’,4,4’-tmdm氧化为3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸(3,3’,4,4’-bta)，最后根据需要使其发生酐化反应，生成3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐(3,3’,4,4’-btda)。
2、但是，上述现有技术的工艺存在不止一个显著的缺陷。第一个重大缺陷在于，现有技术中主要采用稀硝酸作为氧化剂，需在较高的压力与温度下进行，产物混合物中含有大量含氮杂质而难以精制，且会排放大量氮氧化合物并产生大量硝废酸、废水等造成环保及后处理压力。
3、第二个重大缺陷在于，氧化反应的反应效率不高，目标产物的转化率和收率始终无法达到令人满意的水平，虽然人们对此进行了大量的工艺改进，但是始终无法使得产物收率达到真正令人满意的水平。为此人们不得不在氧化反应之后进行纯化操作，这又进一步提高了工艺的复杂性和成本。
4、第三个重大缺陷在于，邻二甲苯与醛缩合形成的产物实际上主要有三种，如图2上排从左到右的结构式所示，包括3,3’,4
5、另外，现有技术还存在催化剂浪费较多，反应时间较长，工艺路线复杂等问题亟待解决。
技术实现思路
1、针对上述问题，本申请的专利技术人进行了大量深入的研究，出人意料地开发出了本专利技术的方法，有效解决了现有技术中长久以来急需解决的难题。
2、本申请提供了一种制备芳族多羧酸或酸酐的方法，所述方法包括：
3、步骤一：在存在催化剂的条件下，使用气体氧化剂对原料化合物进行氧化反应，生成包含芳族多羧酸的产物混合物，所述原料化合物是含有至少两个苯环以及两个或更多个c1-c6烷基取代基的化合物，并且包含n种位置异构体原料的混合物，所述产物混合物也是包含n种位置异构体产物的混合物，n是≥2的整数；
4、步骤二：向所述产物混合物中加入预先制备的第1种位置异构体产物的晶种，使得该产物混合物中包含的相应第1种位置异构体产物析出；
5、步骤三：对第2种至第n种位置异构体产物进行分离和回收。
6、根据本申请的一个实施方式，所述步骤三包括：对向所述产物混合物中加入预先制备的第2种位置异构体产物的晶种，使得该产物混合物中包含的相应第2种位置异构体产物析出，并且
7、对第3种至第n种位置异构体产物进行分离和回收。
8、根据本申请的另一个实施方式，所述方法还包括步骤四：分别使得所述n种位置异构体产物由羧酸转化为酸酐。
9、根据本申请的另一个实施方式，所述原料化合物是包含以下位置异构体原料的混合物：3,3’,4,4’-四甲基二苯甲烷(3,3’,4,4’-tmdm)，2,3,3’,4’-四甲基二苯甲烷(2,3,3’,4’-tmdm)和2,2’,3,3’-四甲基二苯甲烷(2,2’,3,3’-tmdm)。根据本申请的另一个实施方式，所述产物混合物是包含以下位置异构体产物的混合物：3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸(3,3’,4,4’-bta)，2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸(2,3,3’,4’-bta)和2,2’,3,3’-二苯甲酮四羧酸(2,2’,3,3’-bta)。
10、根据本申请的另一个实施方式，气体氧化剂选自以下的至少一种：空气、氧气。
11、根据本申请的另一个实施方式，在步骤一之前，使得包含至少两个c1-c6烷基取代基的烷基苯与醛发生缩合反应，生成所述原料化合物。
12、根据本申请的另一个实施方式，所述步骤一的氧化反应在185℃至230℃的温度下进行。
13、根据本申请的另一个实施方式，所述催化剂包含金属阳离子以及卤素阴离子，所述金属是选自以下的一种或多种元素的阳离子：钴、锰、钼、镍、铜、锌；所述卤素阴离子是氯离子、溴离子、或其组合。根据本申请的另一个实施方式，以第一步的氧化反应中全部液体和固体物料的总重量为基准计，所述金属阳离子的含量为50-5000ppm，所述卤素阴离子的含量为100-10000ppm。
14、根据本申请的另一个实施方式，在所述步骤一的氧化反应过程中，对经过氧化反应后的气体氧化剂中的氧气浓度进行监控，并将氧气的总浓度保持在低于3体积％。
15、根据本申请的另一个实施方式，在所述步骤一的氧化反应过程中，所述气体氧化剂的流量控制在以下水平：0.1-1×106nl/1000克原料化合物·分钟。
16、在下文的具体实施方式部分中，结合附图对本申请的方法、设备和装置进行进一步的介绍。
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1.一种制备芳族多羧酸或酸酐的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三包括：对向所述产物混合物中加入预先制备的第2种位置异构体产物的晶种，使得该产物混合物中包含的相应第2种位置异构体产物析出，并且
3.如权利要求1所述的方法，其还包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料化合物是包含以下位置异构体原料的混合物：3,3’,4,4’-四甲基二苯甲烷(3,3’,4,4’-TMDM)，2,3,3’,4’-四甲基二苯甲烷(2,3,3’,4’-TMDM)和2,2’,3,3’-四甲基二苯甲烷(2,2’,3,3’-TMDM)；
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，气体氧化剂选自以下的至少一种：空气、氧气。
6.如权利要求1的所述的方法，其特征在于，在步骤一之前，使得包含至少两个C1-C6烷基取代基的烷基苯与醛发生缩合反应，生成所述原料化合物。
7.如权利要求1的所述的方法，其特征在于，所述步骤一的氧化反应在185℃至230℃的温度下进行。
8.如权利要求1的所述的
9.如权利要求1的所述的方法，其特征在于，在所述步骤一的氧化反应过程中，对经过氧化反应后的气体氧化剂中的氧气浓度进行监控，并将氧气的总浓度保持在低于3体积％。
10.如权利要求1的所述的方法，其特征在于，在所述步骤一的氧化反应过程中，所述气体氧化剂的流量控制在以下水平：0.1-1×106NL/1000克原料化合物·分钟。
...【技术特征摘要】
1.一种制备芳族多羧酸或酸酐的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三包括：对向所述产物混合物中加入预先制备的第2种位置异构体产物的晶种，使得该产物混合物中包含的相应第2种位置异构体产物析出，并且
3.如权利要求1所述的方法，其还包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料化合物是包含以下位置异构体原料的混合物：3,3’,4,4’-四甲基二苯甲烷(3,3’,4,4’-tmdm)，2,3,3’,4’-四甲基二苯甲烷(2,3,3’,4’-tmdm)和2,2’,3,3’-四甲基二苯甲烷(2,2’,3,3’-tmdm)；
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，气体氧化剂选自以下的至少一种：空气、氧气。
【专利技术属性】
技术研发人员：杨泽，高振明，许长军，
申请(专利权)人：上海化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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