均酐生产技术
均苯四甲酸二酐生产技术教材
南京化工职业技术学院
现代化工教学工厂
4、消光剂
均酐（四酸）和环丙醚反应制造的消光剂消 光效果好、强度高、不易泛黄，主要用于粉 末涂料。随着制造业和家电业的迅速发展， 粉末涂料的产量和用量不断增加，所以消光 剂的产量和用量也在不断增加。
形、环形或挤压成其他形状的一种 。
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1、 均四催化氧化反应机理
由均四气相氧化制取PMDA是一个复杂的多相催化 过程，产物是一种范围很宽的含氧化合物的混合物。 反应产物的组成实质上依赖于催化剂的极限温度，
选择适宜的均四在反应混合物中的浓度、起始温度、
熔盐温度及接触时间。保证这些适宜条件目的是提 高目的产物收率及选择性，降低反应混合物的杂质 量。
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1、耐热聚合物
环氧固化剂
聚酰胺酸树酯
聚酰亚胺簿膜
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2、增塑剂
由均酐和相应醇反应制得的均苯四酸四丁脂 (TBPM)，具有良好的电绝缘性和耐热性，可 用于生产医用塑料制品。
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3、环氧树脂固化剂
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2、氧化剂
空气氧化
硝酸氧化
重铬酸氧化
高锰酸钾氧化
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3 、催化剂
三氧化二铝
载体
五氧化二矾 （V2O5）
1 为主催 化剂
均酐生产技术
2020年8月2日星期日
7
三、产品性质、用途、生产方法 (二)产品主要用途 1. 耐热聚合物——聚酰亚胺树脂原料,如:电机和电缆的 耐热绝缘衬垫或绕包材料，或用作柔性电路板基材
2.增塑剂,制造耐热高压电缆、耐热聚氯乙烯高级人造革 3.环氧树脂固化剂,如:耐热性可达200~250℃的耐冲击性 瞬时胶粘剂 4.消光剂,用于粉末涂料 5.其它,表面活性剂或乳化剂,水处理剂,金属缓蚀剂,皮 革鞣剂的添加剂,柴油的低温性能改进剂,电子摄影色调 改善剂以及制耐高温润滑剂、染料及聚酯树脂改性等
2020年8月2日星期日
11
五、反应原理及工艺影响因素 (一)反应原理 1. 主反应
2.副反应
2020年8月2日星期日
12
五、反应原理及工艺影响因素 (一)反应原理 2. 副反应
C10H14
27 2
O2
10CO2
7H2O
5579.4kJ
2020年8月2日星期日
13
反反应应特特点点
氧
气固
催
化
相非
三废按标准排放等
2020年8月2日星期日
2
二、原料性质、用途、生产方法 (一)原料主要性质 名称:均四甲苯;分子式: C6H2(CH3)4;分子量 134.21
结构式：
形状:白色或无色结晶;气味:有类似樟脑的气味 毒性:属低毒类,轻度刺激作用 侵入途径:吸入、食入、经皮吸收 燃烧、爆炸:遇明火、高热可燃;与氧化剂混合能形成有 爆炸性的混合物。粉体与空气可形成爆炸性混合物,爆 炸范围:mol(空气)/mol(均四甲苯)=(118~131)/1,(均四 mol%浓度相当于0.840%~0.758%或45.67~50.70g/Nm3)
南京紫光均酐实习报告
2. 均苯四甲酸二酐（均酐）生产工艺介绍均酐生产的主要原料为均四甲苯和空气中的氧为原料（辅料为活性炭、硅胶），进入装填有催化剂的列管式反应器，在催化剂V 2O 5的作用下生成均苯四甲酸(PMA)和均苯四甲酸二酐（PMDA ）。
（1）、均酐气绝缘漆、固体润滑剂、环氧树脂固化剂、增塑剂和聚酯树脂的交联剂等。
（2）、辅料：①、均四甲苯：白色结晶状物质，熔点：79.38℃，沸点：196.99℃。
②、活性炭：黑色微细粉末，无臭无味。
（用于脱色） （767型，上海焦化厂活性炭厂）（江苏溧阳市活性炭联合公司） ③、硅胶：粗孔不规则硅胶（ψ1-3） （青岛海洋化工厂）（上海硅胶厂）④、催化剂：V 系催化剂（黑龙江省石油化学研究院）（南京工业大学） 反应方程式：CH 3CH 3CH 3CH 3+6O 2OOOOO O+6H 2OV 2O 5氧化（3）生产流程 原料线化料槽→输送泵→计量罐→计量泵→过滤器→汽化混合器→浮球液位计 O 2线罗茨风机→空气缓冲罐→三捕→二捕→一捕→空气预热器→二换→一换→汽化器 混合气线汽化器→反应器→一换→二换→热管换热器→一捕→二捕→三捕→四捕→水洗塔 废水处理线废水→集水池→隔油池→催化氧化塔→中和池→混凝沉淀→UBF 厌氧池→好氧池→气浮→达标排放（4） 生产工段生产工段分为氧化、水解、精制、干燥四个工段。
①、氧化工序固体的均四甲苯经蒸汽加热融化，汽化与热空气混合，在固定床氧化反应器中，催化氧化生成均酐及副产物，经换热冷却在捕集器中凝华捕集得到均酐粗产品。
副反应：主反应：②、水解工序粗的均酐产品在水解釜中加一定量的水和活性炭，加热水解后，经热过滤除去活性炭冷却结晶后再经过离心机甩干，得均苯四甲酸粗产品。
③、脱水、升华工序四酸的粗产品在脱水釜中，在加热真空条件下除去粗产品中的游离的水和分子水生产粗酐，同时脱去低沸点副产物。
脱水后由于表面有一定量的硅胶，在升华釜内加热和高真空条件下升华，结晶得产品。
均酐实习报告
均酐实习报告2. 均苯四甲酸二酐生产工艺介绍均酐生产的主要原料为均四甲苯和空气中的氧为原料，进入装填有催化剂的列管式反应器，在催化剂V2O5的作用下生成均苯四甲酸(PMA)和均苯四甲酸二酐。
、均酐气绝缘漆、固体润滑剂、环氧树脂固化剂、增塑剂和聚酯树脂的交联剂等。
、辅料：①、均四甲苯：白色结晶状物质，熔点：℃，沸点：℃。
②、活性炭：黑色微细粉末，无臭无味。
③、硅胶：粗孔不规则硅胶④、催化剂：V系催化剂反应方程式：OOCH3CH3CH33+6O2+6H2OOO生产流程原料线化料槽→输送泵→计量罐→计量泵→过滤器→汽化混合器→浮球液位计 O2线罗茨风机→空气缓冲罐→三捕→二捕→一捕→空气预热器→二换→一换→汽化器混合气线汽化器→反应器→一换→二换→热管换热器→一捕→二捕→三捕→四捕→水洗塔废水处理线废水→集水池→隔油池→催化氧化塔→中和池→混凝沉淀→UBF厌氧池→好氧池→气浮→达标排放生产工段生产工段分为氧化、水解、精制、干燥四个工段。
①、氧化工序固体的均四甲苯经蒸汽加热融化，汽化与热空气混合，在固定床氧化反应器中，催化氧化生成均酐及副产物，经换热冷却在捕集器中凝华捕集得到均酐粗产品。
主反应：副反应：②、水解工序粗的均酐产品在水解釜中加一定量的水和活性炭，加热水解后，经热过滤除去活性炭冷却结晶后再经过离心机甩干，得均苯四甲酸粗产品。
③、脱水、升华工序四酸的粗产品在脱水釜中，在加热真空条件下除去粗产品中的游离的水和分子水生产粗酐，同时脱去低沸点副产物。
脱水后由于表面有一定量的硅胶，在升华釜内加热和高真空条件下升华，结晶得产品。
该过程为物理过程，通过升华使产品的纯度提高。
升华工序是一个物理过程：本工序是通过升华使产品纯度提高。
④、干燥工序四酸粗产品在一定真空度和温度条件下，干燥一定时间，除去表面离子水，得到符合要求的产品。
另一种干燥方法是闪蒸。
利用高速流动的热空气，使物料悬浮于空气中，在气力输送状态下完成干燥过程。
均酐实训设计说明书
均酐实训设计说明书一、实训目的本实训旨在帮助学生掌握均酐的合成原理、工艺流程及操作要点，提高学生对化工生产过程的理解和操作能力。
通过实训，学生将了解均酐的生产方法、工艺流程、设备结构及操作注意事项，为今后从事化工生产相关工作打下基础。
二、实训原理均酐是一种重要的有机化工原料，广泛应用于染料、农药、医药等领域。
本实训采用的主要合成方法是酸催化氧化法，以苯酐为原料，通过催化剂的作用，将苯酐氧化成均酐。
在反应过程中，需要注意控制温度、压力等工艺参数，以保证产品质量和生产安全。
三、实训流程1. 原料准备：按照生产配方，准备适量的苯酐、催化剂等原料。
检查原料的纯度、干燥程度等指标，确保符合生产要求。
2. 投料与混合：将苯酐加入反应釜中，加入适量的催化剂，启动搅拌器，使原料充分混合。
3. 升温与反应：逐渐升温至反应温度，保持恒温状态，使原料在催化剂的作用下进行氧化反应。
4. 产物分离与精制：反应结束后，将产物进行分离，去除催化剂等杂质。
采用精馏等手段对产物进行提纯，得到高纯度的均酐。
5. 数据分析与总结：记录实训过程中的数据，分析合成结果，总结操作要点和注意事项。
四、实训设备与材料1. 反应釜：用于进行氧化反应的设备，需具备耐高温、耐腐蚀等性能。
2. 搅拌器：使原料充分混合的设备，需具备合适的转速和功率。
3. 精馏塔：用于分离和提纯产物的设备，需具备高效的分离效果和操作稳定性。
4. 苯酐、催化剂等原料：符合生产要求的纯度、干燥程度等指标。
五、实训安全须知1. 严格遵守操作规程，确保生产安全。
2. 在操作过程中，要注意防止烫伤、腐蚀等危险。
3. 对于有毒、有害的原料和产物，要采取相应的防护措施。
均酐生产技术
10
四、辅助原料、公用工程
(一)空气反应原料 (二)煤用于锅炉产低压蒸汽 (三)软水、水蒸汽
软水蒸汽冷态开车预热空气、反应器 蒸汽熔化均四甲苯、保温、水解物料加热
软水水解原料;热管换热器换热介质 (四)冷却水泵体、罗茨风机、结晶釜等冷却 (五)活性炭产品脱色、脱杂质 (六)硅胶产品脱水 (七)熔盐 硝酸钾亚硝酸钠=32(重量比)的比例混合物
TI 504
至 水 处 理
V501
P0501a/b
V503A
M
V503B
M
TI 407B
V504
新鲜水进
冷凝水送至锅炉房
V402
软水来自锅炉房
软水送至锅炉房
V0501
V502B
至 水 处 理
V0101
P0101
均四化料槽 均四输送泵
V0102 均四计量罐
S0101 均四过滤器
P0102 均四计量泵
V0301 熔盐槽
工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后，淋浴更 衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好 的卫生习惯。
2022年3月23日星期三
7
三、产品性质、用途、生产方法 (二)产品主要用途 1. 耐热聚合物——聚酰亚胺树脂原料,如:电机和电缆的 耐热绝缘衬垫或绕包材料，或用作柔性电路板基材
2.增塑剂,制造耐热高压电缆、耐热聚氯乙烯高级人造革 3.环氧树脂固化剂,如:耐热性可达200~250℃的耐冲击性 瞬时胶粘剂 4.消光剂,用于粉末涂料 5.其它,表面活性剂或乳化剂,水处理剂,金属缓蚀剂,皮 革鞣剂的添加剂,柴油的低温性能改进剂,电子摄影色调 改善剂以及制耐高温润滑剂、染料及聚酯树脂改性等
均苯四甲酸二酐生产技术
均酐生产技术精选全文完整版
选择性=
生成目的产物的原料A量 参加反应的原料A量
100%
思考:转 化率越高
收率=
生成目的产物的原料A量 输入的原料A量
100%
越好?!
2024年10月15日星期二
17
七、工艺流程
放
空
均化 四料
计计 汽 量量 化 罐泵 器
反一 应二 器换
热 管 换
1-3 捕 集 器
4 捕 集 器
水 洗 塔
空 均气 酐
二、原料性质、用途、生产方法 (一)原料主要性质
均 规格 四 甲 样苯
品
指标 熔点（℃） 纯度（%）
一级品 76～ 80
≥97
二级品 75～ 80
≥95
状态 白色粉末结晶 白色粉末结晶
2024年10月15日星期二
白色结晶状物质,熔点:79.38℃;沸点 :196.99℃
4
二、原料性质、用途、生产方法 (二)原料主要用途
结
构
名称:均苯四甲酸二酐(简称均酐)
式
英文:Pyromellitic Dianhydride(PMDA)
其外观为白色粉末或针状结晶，溶于 丙酮、乙酸乙酯等，不溶于乙醚、氯 仿、石油醚及冷苏打溶液，遇水或置 于湿空气中易水解成均苯四甲酸，熔 点560.15K，沸点670.15K～673.15K。 易燃、有毒，对皮肤、眼睛和粘膜均 有刺激性，生产或使用时必须避免直 接接触。
TI 402
FICQ 401
M FV401
FV401A
FV401B
FV401C
TI 404 V403
E0403
TV405A
TV405 TV405B
TICA 405
均酐生产工艺全流程
南京化工职业技术学院
现代化工教学工厂
氧化工段
1带平板封头的管箱 2螺栓连接组件 3熔盐出口分布环 4列管 5筒体 6支座 7膨胀节 8上分布板 9上分布环 10设备法兰 11吊环 12熔盐测温管 13反应气测温管
a反应气出口
b反应气进口 c熔盐出口 d熔盐进口 ef防爆检查口
氧化的反应器
氧化反应器
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1、 均四催化氧化反应机理
❖ 由均四气相氧化制取PMDA是一个复杂的多相催 化过程，产物是一种范围很宽的含氧化合物的混 合物。反应产物的组成实质上依赖于催化剂的极 限温度，选择适宜的均四在反应混合物中的浓度、 起始温度、熔盐温度及接触时间。保证这些适宜 条件目的是提高目的产物收率及选择性，降低反 应混合物的杂质量。
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1、耐热聚合物
环氧固化剂
聚酰胺酸树酯
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聚酰亚胺簿膜
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2、增塑剂
❖ 由均酐和相应醇反应制得的均苯四酸四丁脂 (TBPM)，具有良好的电绝缘性和耐热性，可 用于生产医用塑料制品。
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3、环氧树脂固化剂
❖ 采用酸酐作固化剂。以均酐作固化剂不仅可以制 成绝缘性能好的大型铸件，且耐热性可200~250℃； 用均酐作为环氧树脂胶粘剂的固化剂，可快速粘 接，从而制得耐冲击性瞬时胶粘剂。
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2、氧化剂
❖ 空气氧化 ❖ 硝酸氧化 ❖ 重铬酸氧化 ❖ 高锰酸钾氧化
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3 、催化剂
三氧化二铝
五氧化二矾
（V2O5） 1
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列管换热 式固定床 反应器 706根，
252500 的反应管
列 管
催化剂
列管式固定床反应器结构
2022年3月23日星期三
24
返回54
八、主要设备
f
a反应气入口，
b反应气出口，
b
c空气出口， d空气入口，
e1e2出料口，
f人孔。
d 1平底，2筒体，
3管板，4列管，
5封头，6人孔。
c
V106
，V107
2022年3月23日星期三
28
九、常见事故原因分析
2. 氧化反应热点温度过高
(1)原因
(2)处理方法
a）负荷过高；
a）减少均四甲苯进料；
b）熔盐温度偏高； b）降低熔盐温度；
c）空气量不足。 c）调整空气量
2022年3月23日星期三
29
九、常见事故原因分析
P0301 熔盐泵
C0101 罗茨鼓风机
V0104 空气缓冲罐
E0403 热管换热器
V0401a/b 第一捕集器
V0402a/b 第二捕集器
V0403a/b 第三捕集器
V0404a/b 第四捕集器
T0501 水洗塔
V0501 P0501a/b 水洗槽 水洗泵
氧化工序工艺流程图
设计 制图 校核 审核
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均苯四甲酸二酐生产技术
2022年3月23日星期三
1
一、安全
(一)人身安全 1.自身安全 (1)严格遵守操作规程 (2)熟悉原料、产品毒性,中毒症状,急救方法,科学逃生等 2. 他人安全 (1)第一时间指出他人操作错误;(2)救人的科学方法 (二)设备安全 1. 动设备安全, 如各类电器设备 2. 静设备安全,如防止催化剂、反应器超温，催化剂中毒 (三)环境安全
V307 TI 301
V304
加热棒
V306 V305
V0301
HIC 102
HY 102
V119
M
C0101
V117
V121 V123 V122
V116
V303
V302
V118 V120
TI 103 V126
V124 V0104
V127
PI 110
FIQ 110
FI 402
TV405C
TI 403
TI 402
FICQ 401
M FV401
FV401A
FV401B
FV401C
TI 404 V403
E0403
TV405A
TV405 TV405B
TICA 405
V0401a
V0402a
V0403a
V0404a
TI 502
V409a
V406A 中间产品
V407A
中间产品
中间产品
V408a
TI 407A
催
化
相非
化
反
均相
反
应
反应
应
2022年3月23日星期三
14
强
反
放
应
热
复
反
杂
应
五、反应原理及工艺影响因素
(二)催化剂 1. 主催化剂——五氧化二矾（V2O5） 2. 助催化剂 (1)三氧化钼（MoO3） (2)五氧化二磷（P2O5) (3)二氧化钛（TiO2）使V2O5高度分散，并抑制完全氧 化副反应。
TI 408A
×
FIQ 108
K1
TV202b
TV202 TV202a
FIQ
V301
201
TV202c
FIQ
HIC
301
301
HV301b
HV301 HV301a
ห้องสมุดไป่ตู้
HV301c
HIC 103
M
HV102
V115
PI 108
ZIC HIC 101 101
M P0102 HY101
ZI 101
PI
M P0301 301
主要用于制取均苯四甲酸二酐，也用于生产聚酰亚 胺树脂、染料、增塑剂、表面活性剂等。 (三)原料主要生产方法
◇从碳十中抽提
◇偏三甲苯-甲醇烷基化法
◇偏四甲苯液相异构化法
◇ 1,2,4-三甲苯歧化反应法
◇一氧化碳加氢合成法
◇其它制备方法
2022年3月23日星期三
5
二、 产品性质、用途及生产方法
(一)产品主要性质
TI 406B
TI 408B
K1
×
FICQ 502
FV502
FV502b
FV502a
TI
503
FV502c
PI 501
T0501
V0401b
V406B
中间产品
V407B V404
V0402b 中间产品
V0403b
V0404b
V408b
FIQ V409b 501
TI 501
中间产品
V502A
LIA 501
2022年3月23日星期三
11
五、反应原理及工艺影响因素 (一)反应原理 1. 主反应
2.副反应
2022年3月23日星期三
12
五、反应原理及工艺影响因素 (一)反应原理 2. 副反应
C10H14
27 2
O2
10CO2
7H2O
5579.4kJ
2022年3月23日星期三
13
反反应应特特点点
氧
气固
b反应气进口
c熔盐出口
d熔盐进口
ef防爆检查口
氧化的反应器
e a空气进口 b混合气出口 c均四进口 d放净口 e爆破口 1锥形封头 2栅板 3填料 4支座
c 5分配器支承圈 6法兰连接组件 7删板 8填料 10分布器 11防爆口
a
V104汽化器
d
氧化反应器
2022年3月23日星期三
汽化器
23
八、主要设备
2022年3月23日星期三
8
环氧固化剂 聚酰胺酸树酯
聚酰亚胺簿膜
2022年3月23日星期三
9
三、产品性质、用途、生产方法 (三)产品主要生产方法
1
均四甲苯法
2 2,4-二甲苯氯甲基化法
3 偏三甲苯烷基化法
4 偏三甲苯羰基化法
液相氧化法 气相氧化法
目前采用 均四甲苯 气相催化 氧化法
2022年3月23日星期三
年产100吨均苯四甲酸二 酐氧化工序带控制点工 艺流程图
现代化工综合实训工厂
项目 阶段
图号
比例
第张 共张
2022年3月23日星期三
22
八、主要设备
1带平板封头的管箱
2螺栓连接组件
3熔盐出口分布环
4列管 5筒体
b
6支座
7膨胀节
8上分布板
9上分布环
10设备法兰
11吊环
12熔盐测温管
13反应气测温管
a反应气出口
TI 504
至 水 处 理
V501
P0501a/b
V503A
M
V503B
M
TI 407B
V504
新鲜水进
冷凝水送至锅炉房
V402
软水来自锅炉房
软水送至锅炉房
V0501
V502B
至 水 处 理
V0101
P0101
均四化料槽 均四输送泵
V0102 均四计量罐
S0101 均四过滤器
P0102 均四计量泵
V0301 熔盐槽
二、原料性质、用途、生产方法 (一)原料主要性质
均 规格 四 甲 样苯
品
指标 熔点（℃） 纯度（%）
一级品 76～ 80
≥97
二级品 75～ 80
≥95
状态 白色粉末结晶 白色粉末结晶
2022年3月23日星期三
白色结晶状物质,熔点:79.38℃;沸点 :196.99℃
4
二、原料性质、用途、生产方法 (二)原料主要用途
3. 载体——氧化铝球
2022年3月23日星期三
15
五、反应原理及工艺影响因素
(三)工艺影响因素
温度
一般V2O5—TiO2系催化剂反应温度在 380～440℃
原料
气流中均四甲苯的浓度(约0.133%mol), 空气比理论量过量(10g均酐/m3空气); 爆炸浓度范围(45.67~50.70g/Nm3空气)
E0101 空气预热器
V101B
V101C
热空气
TI
TI
302
304
蒸汽送至水解釜
E0301
TI 303
V102
V131
V130 V110
V114
FIQ PI 112 112
FIQ PI 107 107
FIQ PI 105 105
V113
FIQ PI 113 113
均四甲苯
VX101
FIQ 102
FIQ 103 V104
压力
系统为常压操作(0.13~0.15MPa)，反应 器床阻不得超过0.07MPa
空速 工业生产上一般控制在4000～6000h-1
2022年3月23日星期三
16
六、主要工艺指标计算
转化率=
参加反应的原料A量 反应器入口原料A量
100%
反应器入口原料A量-反应器出口原料A量
反应器入口原料A量
100%
选择性=
生成目的产物的原料A量 参加反应的原料A量
100%
思考:转 化率越高
收率=
生成目的产物的原料A量 输入的原料A量