偏苯三酸酐
偏苯三酸酐
偏苯三酸酐，别名为偏酐 。分子式是，C9H4O5 。外观为白片状 ，熔点，165-168℃ 。溶于热水及丙酮、2-J酮、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、环己酮。溶于无水乙醇并发生反应。
主要用途
  用于制造聚酯树脂及聚酰亚胺树脂、水溶性聚酯树脂、水溶性聚氨酯树脂、增塑剂和水溶性氨基醇酸
  树脂、环氧树脂固化剂以及高级航空润滑油、电力电容器浸渍油、粒料粘结剂、施胶剂、消烟剂、瞬时粘
  结剂及TOTM等。
  偏苯三酸酐质量指标：按企业标准Q/321181GSH008-2005执行
 
江苏邮编
指标名称
指标
优级品
一级品
外观
白片状
白或浅黄片状
纯　度　%　≥

99．80
99．00

酸　值　mgKOH/g　≥

873．00
865．00

熔点　℃

166．0～168.0
165．0～168.0

三甘醇（TEG）度，　Pt-Co　≤

35#
50#

熔融度　Pt-Co　≤

100#

PA ppm　≤

500

CAS No.：
552-30-7

  化学结构式：
偏苯三酸酐结构式(1张)
生产方法
  偏苯三酸酐最早是由四烷基苯经气相氧化制均苯四甲酸二酐时，作为副产物被发现的。目前，其生产方法主要有偏三甲苯硝酸氧化法、偏三甲苯气相氧化法、偏三甲苯液相空气氧化法和MGC法。
1.1　偏三甲苯硝酸氧化法
  在1.5～3.0 MPa、180～205 ℃条件下，偏三甲苯用稀硝酸氧化生成偏苯三甲酸，偏苯三甲酸进一步加热脱水制得偏苯三酸酐，反应方程式为：
  该法工艺简单，容易操作，收率达90%，产品纯度可达98.5%，但腐蚀严重，对设备材质要求高，另外三废问题也较严重。德国Saarbergwerk公司曾于1970年采用该法实现工业化生产，但因成本高，三废严重，操作危险而停产，我国北京焦化厂等也曾采用此法进行过小规模生产。目前该法已基本上被淘汰。
1.2　偏三甲苯气相空气氧化法
  偏三甲苯气相空气氧化法由日本触媒化学工业株式会社研究开发，采用以含钒、钛、磷的化合物为催化剂，偏三甲苯发生氧化反应生成偏苯三甲酸，偏苯三甲酸再经脱水生成偏苯三酸酐。该方法具有工艺简单，设备投资省等优点，但由于所用催化剂选择性差，收率低，目前还没有工业化生产的报导。
1.3　偏三甲苯液相空气氧化法
  该法最早由美国中世纪（Mid-Century）公司开发成功，简称MC法。1962年美国Amoco公司首先采用该法实现了工业化生产，故又称为Amoco法。该法以醋酸为溶剂，以含有钴、锰金属组分和溴化物的可溶性物质作催化剂，在200 ℃、2.0 MPa压力下，用空气将偏三甲苯
氧化生成偏苯三甲酸，偏苯三甲酸再脱水生成偏苯三酸酐。以偏三甲苯计的偏苯三酸酐收率可达130%，产品纯度达99%。反应方程式为：
  图 1 Amoco法生产偏苯三酸酐工艺流程
  该方法具有原料较易获得，原料及公用工程消耗低，腐蚀小，三废问题较易解决等优点，是目前国内外工业上生产偏苯三酸酐的主要方法。其工艺过程主要包括氧化反应，溶剂浓缩和脱水成酐三部分，工艺流程框图见图1所示。
1.4　MGC法
  MGC法是以间二甲苯为原料，生产工艺主要由芳香醛的生产和水溶液氧化两部分组成。在液体超强酸HF-BF3催化下，与CO进行甲酰化反应生成2，4-二甲基苯甲醛（又名芳香醛），然后在水溶液中，以溴化锰和溴化氢作为催化剂，于200～220 ℃、1.96～2.94 MPa下，用空气将2，4-二甲基苯甲醛氧化生产偏苯三甲酸，偏苯三甲酸再经脱水制得偏苯三酸酐。工艺流程见图2所示，主要反应方程式为：
  该方法具有原料较易获得，原料及公用工程消耗低，腐蚀小，三废问题较易解决等优点，
是目前国内外工业上生产偏苯三酸酐的主要方法。其工艺过程主要包括氧化反应，溶剂浓缩和脱水成酐三部分，工艺流程框图见图1所示。
  与传统的偏三甲苯液相空气氧化制偏苯三酸酐相比，该方法具有原料便宜易得，反应过程连续进行，易于实现自动化控制。反应过程以水为溶剂，不存在溶剂挥发损失，也不存在容易蒸汽爆炸的危险，水溶液和反应生成的水容易分离，可节约设备投资费用，简化了溶剂回收系统等优点，不足之处是反应在水溶液中高温氧化，氧化设备必须采用昂贵的镍系或钛、锆系合金制作，增加了工程的投资。另外，芳香醛的制备和水溶剂氧化均使用强酸性催化剂，腐蚀严重。
  图 2 MGC法生产偏苯三酸酐工艺流程
应用
2.1　制偏苯三酸三辛酯
  由偏苯三酸酐和辛醇酯化生成的偏苯三酸三辛酯（简称TOTM）具有良好的耐热性、低挥发性、耐油性以及可加工性，广泛用作PVC耐热增塑剂、抗溶剂交联氯乙烯树脂的增塑剂，90
℃和105 ℃级耐热电缆配方的主增塑剂以及用作6 000 V、10 000 V高压电缆所需的配套增塑剂。此外，还可用作浸渍剂和耐高温绝缘漆，广泛用于电器内部件、汽车内电线、半导体等的包覆材料；用作汽车电缆、防湿与耐热环氧树脂胶囊组分、防雾聚乙烯树脂组分以及纤维与热塑塑料的无水染料组分；用作汽车座垫、人造革、洗衣机排水软管、百叶窗帘、密封材料与填料等。
2.2 制备聚酰胺-酰亚胺和聚酯酰亚胺
  由偏苯三酸酐和芳香二胺反应可以制得聚酰胺-酰亚胺，由偏苯三酸酐、氢醌和4，4’二胺二酚醚反应可以制得聚酯酰亚胺。它们都具有良好的耐热性能、耐电绝缘性能和机械性能，在高温下也具有较好的耐磨性能，主要用于F、H级电机的绝缘材料，如漆包线漆、浸渍漆、硅钢片漆以及薄膜等，可在230～250 ℃下长期使用。此外还可用于制造电器元件、阀件、轴承、喷气发动机零件等模制塑料部件。
2.3　制备醇酸树脂
  偏苯三酸酐与多元醇及二羧酸反应，可以制得性能优良的醇酸树脂涂料。热塑性醇酸树脂
主要用作汽车、电器用具、机械制品的底漆，也可用作厨房、家具等的表面漆，用于工业建材及常用油漆等。常温固化树脂则主要用于工业建材和常用油漆。
2.4　其他
  偏苯三酸酐能使环氧树脂在短时间固化并使固化后的环氧树脂具有优良的物化性质，是一种便宜且实用的固化剂。还可用于生产聚酯树脂和粉末涂料，大量用于家电、自行车、钢门、窗等装饰性、防腐性要求高的地方。用作耐热绝缘层压物、合成染料、耐热清漆、稳定剂、纤维柔软剂、颜料、水处理剂、电影胶片和表面活性剂等。
国内外生产消费及市场前景
  国外早在20世纪50年代就对偏苯三酸酐的工业化生产方法进行了研究与开发。1962年美国Amoco公司首先采用偏三甲苯液相空气 氧化法实现了工业化生产，并于1968年在美国伊诺州Joliete工厂建成了13 kt/a生产装置。1993年该公司利用改进后的偏三甲苯液相空气氧化法新工艺在比利时Geel工厂建成了一套23 kt/a生产装置；1968年日本大赛珞公司和触媒化学公司采用空气氧化法分别投入生产；1970年德国Saarbergwerk公司采用偏三甲苯硝酸氧化法
建成了一套生产装置（后来因生产成本高，三废问题严重，操作危险而停止生产）；1985年日本三菱瓦斯化学公司开发成功了以间二甲苯为原料，经芳香醛水溶液空气氧化制偏苯三酸酐的新工艺（即MGC法），并在水岛建成了一套15 kt/a生产装置。此装置建成投产后，原由美国Amoco公司垄断的偏苯三酸酐市场发生了很大的变化，日本市场（约占世界市场的三分之一）现已由三菱瓦斯化学公司占领。此外，日本的蒸馏工业公司、三井东压公司也都建成有千吨级偏苯三酸酐生产装置。目前世界偏苯三酸酐的生产能力约为100 kt/a，其中采用BP-Amoco公司生产技术的生产能力约占世界偏苯三酸酐总生产能力的31.21%。国外偏苯三酸酐的主要生产厂家生产情况见表1。

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