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江西化工
2015年第2期
邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐在水中的溶解度硏究
曾婷婷
(江西省化学工业设计院,江西南昌33000
摘要:本文研究了莠气相催化氧化制备1,4一醌的工业副产物的分离,其副产物
主要是邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐,对其加以提纯和分离,将可以重新利用。溶质溶解
结晶法是固体实现混合物中各成分分离的有效方法,但需要预先知道固体混合物中各成
分在溶剂中的溶解度,然后对固一液体系进行研究。所以本文主要针对邻苯二甲酸酐,顺
丁烯二酸酐分别在水中的溶解度进行固一液相平衡的基础研究。通过了动态法测出了邻
二甲酸酐和顺丁烯二酸酐在水中的溶解度,根据测定的结果可以看出这两种副产物在
水中的溶解度数据相差较大,水可以作为最佳的分离溶剂
关键词:邻萃二甲酸酐顺丁烯二酸酐溶解度固液相平衡
1引言
烯二酸酐作为副产物,在工业生产中如不加以处理直
分离过程是将混合物分成组成不相同的两种或几接排放,则会污染环境。所以,对这些副产品加以提纯
种产品的操作。一个典型的化工生产装置是由一个反和分离,将可以重新利用得到有用的工业产品。本文
应器(有时多余一个)和具有提纯原料、中间产物和产将研究邻苯二甲酸酐及顺丁烯二酸酐分别在不同溶剂
品的多个分离设备以及机、泵、换热器等构成,分离操中的溶解度及三元体系中基团相互作用参数,筛选出
作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料,清除最佳的分离溶剂及分离温度,为后期的工业分离提供
对反应或催化剂有害的杂质并提高收率;另一方面对基础数据。
反应产物起着分离提纯的作用,以得到合格的产品,并
2.2醌的的物性和用途们
使未反应的反应物得以循环利用。此外,分离操作在
1,4一醌是精细化工中的重要原料,是一种黄色
环境保护和充分利用资源方面起着特别重要的作用。晶体,有苯配的特殊气味;密度为1.422,熔点399
因此,分离操作在化工生产中占有十分重要的地位,在401K;温度超过373K就升华;溶于水和汽油,加热时易
提高生产过程的经济效益和产品质量中起着举足轻重溶于乙醇、氯仿、苯、冰醋酸、二硫化碳,强烈加热时分
的作用。对大型的石油工业和以化学反应为中心的石解爆炸。素醌广泛应用于医药、染料、香料、农药、增塑
油化工生产过程,分离装置的费用占总投资的50
剂等的中间体,是合成橡胶、树脂的聚合调节剂,又是
90%。
合成新型造纸蒸煮助剂的重要原料。具体应用如下
分离过程不仅对石油和化学工业有重要作用,事
染料和医药的中间体
实上,在冶金、食品、生化和原子能等工业也都广泛应
菾醌是合成蔥醌、四氢蒽醌、高纯度1-氨基
用到分离过程。随着现代工业趋向大型化生产,所产蔥醌的中间体;也是合成2,3-二氢-1,4-茶醌和葬
生大量废气、废水、废渣更加集中排放。对它们的处理并呋喃系列染料的原料;另外也可作为除草剂原料。
不但涉及到物料的综合利用,而且还关系到环境污染
(2)其他
和生态平衡。
1,4-羕醌大量用于合成活性助剂、四甲基蔥醌和
物质在不同溶剂中的溶解度是分离过程中必需的蒽醌。羕醌磺酸是气体脱硫和其它脱硫方法中使用的
基础数据,溶解度的测定及测定的精确度对分离过程脱硫助剂,1,4-萘醌可以作为聚合调节剂、光化学交
设计和操作有着至关重要的意义。本课题的主要内容链聚酯的固化剂、缓蚀剂、变压器油品的稳定剂及合成
就是溶解度的测定。
阻燃性聚酯。醌类作为船底涂料、电子复写材料和除
2综述
臭剂等方面的应用正在开发中
2.1项目背景
1,4-萘醌的烷基取代衍生物维生素K类药物,它
莠在催化剂存在下直接氧化为1,4-醌和苯酐,们具有良好的止血活性,广泛应用于人体、牲畜和禽
再深度氧化为顺酐直至水、一氧化碳和二氧化碳。目类。2-甲基-1,4ー恭醌具有同类化合物中最高的止
前,用作原料生产苯酐和顺酐已经成为成熟工艺而血活性,2-甲基-1,4-萘醌相对于其它维生素K副
在国内外普遍工业化生产,而其邻苯二甲酸酐和顺丁作用较大,因而更多的是制成水溶性化合物(亚硫酸氢
2015年4月
邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐在水中的溶解度研究
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钠甲莠醌)作饲料添加剂,能够于牲畜和禽类以防止皮已经不能适应目前发展的需要。茶的气相催化氧化法
下出血等病症。羟基-1,4-醌的许多衍生物具有制得的1,4禁醌,成本低;其产品除1,4一莠醌外,还有
良好的杀菌、医学和生物性能。5-羟基-1,4-蒜醌副产品邻苹二甲酸酐和顺丁烯二酸酐,而这些副产品
具有止血和抗菌活性,曾用于治疗湿疹、手皮癬和发可以加以分离提纯利用,但其基础数据较为缺乏。
针对此问题我们在这一领域开张相关的工作,测
近年来由于素醌具有良好的防腐性能和杀菌作定了邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐道不同溶剂中的溶
用,是一种较好的防腐剂和杀菌剂,该产品市场紧缺,解度然后从中选择合适的溶剂来分离回收这些物质,
并且其需求量有大幅度递增的趋势;特别在国内,生产并用热力学原理建立溶解度模型,既为茶醌生产中的
厂家少,规模小,市场日趋供不应求。所以,在工业上,固体废弃物的分离和回收提供了理论依据,也扩展了
以羕为原料催化氧化制备廉价的茶醒是很有前途及研热力学数据,并为今后的进一步研究打下良好的基础。
究意义的。
本实验的研究主要任务是:研究邻苯二甲酸酐及
目前,国内萘醌的制备主要利用液相氧化法,生产顺丁烯二酸酐分别在不同溶剂中的溶解度,筛选出最
量很小、污染大、废液很难处理,不能满足国内市场的佳分离溶剂,及分离温度,采用试验测定数据回归相互
需求,因此国内茶醌的来源主要靠进口。从七十年代作用参数,用 UNIFAC模型预测新集团的相互作用参
至今,国内的研究者们对萘醌合成的研究主要集中在数,预测三元体系溶解度的相互关系,回归出新的相互
吨解氧化上,而关于茶的催化氧化制备1,4一茶醌的报作用参数,建立溶解度预测模型。
道基少。
3实验内容
随着国内精细化工产业的快速发展,市场对1,4一
3.1实验的主要试剂、原料和设备
萘配的需求量急剧增加;加之人们对环境保护的意识
3.1.1实验所用原料和试剂
加强,原来用液相氧化这种小规模,多污染的生产方法
表3.1.1实验所用原料及溶剂
原料名称
分子式
规格及品鍛
地
邻苯二甲酸酐
Ca Hao
分析纯,>99.7%
北京市朝阳区旭东化工厂
颀丁烯二酸酐
C, H,O
分析纯,>99.5%
北京医药采购供应站
蒸馏水
O
电导率<1x10-6/em郑州纯水公司
3.1.2实验设备和仪器
表3.1.2溶解度测定实验设备
设备名称
规格及型号
产地或来源
溶解釜
120cm/50cm'
郑州玻璃仪器厂
超级恒温水浴
辽宁市恒温仪器厂
磁力搅拌器
上海司乐仪器厂
温度计
精密型
北京市玻璃厂
电子天平
AB204-N
北京赛多利斯仪器系统有限公司
3.2实验方案的确定
使用平衡法会带来较大误差。正是由于溶解度较大,
莠催化氧化制备汬醌的副产物主要是邻苯二甲酸且溶解速度快,如果溶质、溶剂的加入时操作严格,产
酐和顺丁烯二酸酐,欲采用溶剂