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精间苯二甲酸(PIA)是一种重要的化工中间体,工业上主要采用间二甲苯(MX)液相氧化法生产。由于高纯度MX投资大、技术门槛高,使得PIA的成本居高不下,限制了其市场应用。本课题组提出了一种低成本生产PIA的新工艺,该工艺以对二甲苯(PX)吸附装置产生的抽余液为原料,通过精馏分离出其中的邻二甲苯(OX)后,得到富含MX和少量乙苯(EB)的混合产品,再经过共氧化和提纯操作获得聚合级PIA产品。该工艺具有原料成本低、来源广的优势,大幅度降低了PIA的生产成本。为了实现这项工艺的工业化,本论文针对MX-EB的共氧化过程进行了系统的实验研究,内容包括以下几个方面:1.基于MC(Mid-Century)氧化工艺,研究了EB和MX在氧化过程中的异同,提出了EB氧化为BA的反应机理,并考察了 EB对MX-EB共氧化过程的影响。结果表明,受自由基浓度的影响,共氧化过程中EB的引入加快了MX的氧化反应速率;但MX和EB依旧按照各自的路径发生反应,在共氧化过程中分别氧化为间苯二甲酸(IA)和苯甲酸(BA),二者容易通过结晶、过滤、洗涤实现分离,得到纯净的IA。由MX和EB共氧化获取间苯二甲酸的方案可行。2.对MX-EB的共氧化过程进行了动力学研究,考察了反应物浓度、反应温度、催化剂浓度等条件对氧化过程的影响,使用双曲型动力学模型对动力学数据进行了回归,获得了各自的氧化动力学参数。该动力学模型可用于反应器的设计和共氧化反应的研究。3.采用平衡法测定了间苯二甲酸在醋酸+水+苯甲酸三元混合溶剂中的溶解度数据,研究了 BA对这一固-液相平衡的影响。使用NRTL方程对相平衡数据进行关联,计算值与实验值吻合较好,平均相对误差仅为1.78%。该溶解度数据和模型对结晶器的设计具有重要的指导意义。4.在MX-EB共氧化工艺条件下,对粗间苯二甲酸滤饼的洗涤和重结晶过程进行了实验研究,考察了操作条件对BA残留的影响。结果表明,即使在母液中BA含量高达9.07%的条件下,使用多级醋酸洗涤和重结晶的方法依然可以获得BA含量低于25 ppm的PIA产品。