PEK的精制工艺研究

为了得到纯净的聚醚酮,需要除去其中的二苯砜、NaF等物质.根据选定的几种二苯砜浸出工艺,通过实验得到了效果较好的改进脂肪提取工艺,并根据此工艺进行生产模拟计算.同时,以水为溶剂浸出NaF的最佳工艺条件为:常压,80℃,多次循环浸出.     

聚醚酮合成产物中二苯砜回收工艺的研究

聚醚酮是一种性能优异的特种工程塑料,广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械、计算机及精密仪器等领域。该塑料有几种生产工艺,其中一种是以二苯砜为溶剂。二苯砜在聚醚酮生产过程中作为反应物系的溶剂,反应结束后采用丙酮浸取回收。根据设计的几种工艺,通过实验比较,得到了效果较好的改进脂肪提取式工艺,为聚醚酮精制工艺设计提供了充分的依据;同时,实验中获得的最佳操作条件,为实际生产提供了参考数据。     

聚醚酮新型精制工艺的研究

为解决聚醚酮(PEK)生产过程中反应产物、溶剂及副产物等难分离,以及工艺流程较长、设备分散、物料需多次转移、耗时、耗能、耗水等问题,对其工艺进行了重新设计。将分散的、单一功能设备综合在一起,先经丙酮浸取,除去溶剂二苯砜;再经水洗除去氟盐等水溶性物质;最后经过真空、气流干燥得到纯物料。新工艺投产后,聚醚酮精制时间由原来的22 h降为18h,干燥后物料含水质量分数≤0.02%,物料的粉化率仅为1.68%,丙酮损失量由300 kg/t降为62 kg/t。新工艺设备集中,占用场地面积小,操作简化,能耗降低,节约超纯水用量,含氟水零排放。     

二苯砜减压精馏实验及精馏工艺、减压塔的设计

测定了二苯砜减压下的熔、沸点,对二苯砜等混合物在不同真空度下进行精馏实验。以此实验过程及数据,设计了从聚醚酮精制产物中回收二苯砜减压精馏工艺。强调了工艺中导热油热能利用等重点环节。设计了工艺中重点设备减压塔,结合物料性质、实际运行可能出现的问题,在塔板上设置了导热油循环供热装置,防止由于物料凝固堵塞塔板,保证间歇操作中顺利开车。     

聚醚酮合成产物中二苯砜回收工艺的改进

针对现行生产工艺中,采用丙酮浸取回收聚醚酮反应溶剂二苯砜存在的问题及后续工艺要求,依据分析及实验结果对现行工艺进行改进,将原有的循环工艺和抽提工艺改为改进脂肪提取式工艺,即将待浸取物料作为溶剂冷凝介质。实际生产运行证明,改进后工艺较大程度地提高了生产效率。处理时间是原来的1/3～1/4,丙酮溶液使用量是原来的1/2～1/5,丙酮溶液消耗量是原来的1/4～1/8,物料粉化率是原来的1/10～1/16。     

用乙醇-水从双液相棉粕中提取棉子糖的研究

用双液相萃取工艺处理后的棉籽粕为原料,乙醇-水溶液为溶剂进行了棉子糖的提取试验,并考察了影响浸出率的因素。在单因素实验的基础上,通过正交实验得出优化后的提取工艺条件为:乙醇体积分数为70%,提取温度60℃,提取时间150 m in,物料溶剂比1∶14(即每克物料需14 mL溶剂)。在此工艺条件下,棉子糖的浸出率为92.5%。     

聚醚醚酮精制工艺及设备的设计与运行

聚醚醚酮生产过程中,反应产物、原料、溶剂及副产物混合在一起,为了得到纯的聚醚醚酮需对其聚合产物进行精制。针对现行生产工艺流程较长、能耗及水耗较大的特点,依据实验数据,对现行工艺、设备进行改进。将分散的、单一功能设备综合在一起,先经丙酮浸取,除去溶剂二苯砜;再经水洗除去氟盐等水溶性物质;最后经过真空转筒干燥得到纯物料,上述3步精制过程在同一设备中实现。使用改进后设备进行生产,聚醚醚酮精制时间为22 h,并且干燥后物料含水质量分数达到0.02%,物料的粉化率也仅为2.85%。经实际生产证明,改进后工艺集中,操作简化,精制时间较原工艺缩短31 h,同时降低了能耗,节约超纯水用量,较大程度地提高了生产效率。     

固体物的连续提取

固体物的常用提取方法是将固体物料和溶剂一起回流一段时间后,将混合物趁热过滤或者把上部清液倾析。一般说来,这种操作应重复多次,因为溶剂渗入到固体物料中以及被提取物质溶解和转移都不是很迅速的。因此在化工实验室中多采用图1的形式用低沸点溶剂进行连续提取。最常见的仪器是索氏(soxhlet)抽提器或称脂肪提取器。见图2。     

聚醚酮过滤装置中温度和压力控制的改进

聚醚酮的合成原料、反应合成、精制和干燥过程中,都会带入或产生细小颗粒的杂质,为满足聚醚酮的高端使用要求,需对杂质进行过滤.由于温度及压力控制系统等原因,过滤过程中会出现物料变性,控制失调、测量信号失真的现象,从而导致操作无序,无法实现预定过滤目标.将分散的温度和压力控制系统改进为计算机集中控制,选择适当的测量点和测量元件,均衡加热元件释放的热量,再配以适当的操作工具和合理的分工合作,成功地解决了聚醚酮连续过滤生产中存在的问题.改进后的现场投运检测结果表明,聚醚酮过滤后物性稳定,杂质粒度低于5μm.     

苯基硫脲的合成工艺研究

以苯胺和硫氰酸铵为原料合成苯基硫脲，研究了反应温度、反应时间、溶剂用量、反应物料的配比等因素对产物的影响，最终得到了最佳工艺条件。在最佳合成条件下产物的收率达到85％。     

Cure processing modeling and cure cycle simulation of epoxy-terminated poly(phenylene ether ketone). I. DSC characterization of curing reaction

The curing reaction process of epoxy-terminated poly(phenylene ether ketone) (E—PEK) with 4,4′-diaminodiphenyl sulfone (DDS) and hexahydrophthalic acid anhydride (Nadic) as curing agents was investigated using isothermal differential scanning calorimetry (IDSC) and nonisothermal differential scanning calorimetry (DDSC) techniques. It was found that the curing reactions of E—PEK/DDS and E—PEK/Nadic are n th-order reactions but not autoaccelerating. The experimental results revealed that the curing reaction kinetics parameters measured from IDSC and DDSC are not equivalent. This means that, in the curing reaction kinetics model for our E—PEK system, both isothermal and nonisothermal reaction kinetics parameters are needed to describe isothermal and nonisothermal curing processes. The isothermal and nonisothermal curing processes were successfully simulated using this model. A new extrapolation method was suggested. On the basis of this method the maximum extent of the curing reaction (A_ult) that is able to reach a certain temperature can be predicted. The A_ult for the E—PEK system estimated by the new method agrees well with the results obtained from another procedure reported in the literature. © 1997 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 66: 789–797, 1997     

DOS合成工艺研究

DOS(4,4′-二羟基二苯砜)通过“一锅合成法”合成。产品纯度达到99.0％。合成反应中,以苯酚与硫酸为起始原料,并以三氧化硼为催化剂。     

新型聚醚酮熔体过滤装置的设计与应用

聚醚酮合成反应时产生细小胶体杂质,原料、精制及干燥过程会带入诸如灰尘等杂质,另外熔体挤出造粒中,聚醚酮因长时间塑化和加热产生碳化。这些杂质进入挤出模具中,会造成流道堵塞或制品残缺,不同程度地影响聚醚酮的应用范围。采用挤出机熔融、加压,经熔体泵加压,再经过高目数过滤网,成功实现了聚醚酮熔体的连续过滤。由于产量扩大,原有过滤设备已满足不了生产需要。经过放大原有设备,生产运行表明:由于网片区域空间过大,难控制网片表面的温度。温度过高会使物料出现变性;网片面积大易变形,杂质逃逸,不能实现聚醚酮预定过滤目标。根据已成功实现过滤的经验,设计一种新型过滤装置,采用双柱,每柱双网。过滤条件为:加料速度175 kg/h;挤出机加热温度375℃;出口压力12 MPa;熔体泵出口压力22～40 MPa;过滤网304材质;网块直径200 mm、网区直径180 mm、网孔最小直径5μm;换网次数1次/55分针。测试结果为过滤后杂质粒径小于5μm,纯物料收率91.4%。     

3，3＇-二氨基二苯砜的合成研究

依据芳香族硝基化合物在酸性条件下发生还原反应的原理。利用自制溶剂的溶解性和催化性，成功制取了3，3’-二氨基二苯砜粗品，精制之后，能够达到市场工业品级别。并简要介绍了3，3’-二氨基二苯砜的其它两种制法。     

杂卤石制备硫酸钾工艺研究

采用Ca(OH)2溶液作溶浸剂,通过溶浸实验考察了温度、溶浸剂用量(液固比)、反应时间、溶浸剂浓度对杂卤石中K+浸出率的影响,按照优化的溶浸工艺条件,溶浸剂选5％ Ca(OH)2,液固比4:1,40℃下搅拌反应3h,K+的浸出率可达90.06％.提出了可行的杂卤石提取硫酸钾的工艺.     

聚醚酮熔体过滤装置的建立与改进研究

针对聚醚酮的合成反应会产生细小固体杂质,原料、精制及干燥过程会带入灰尘等杂质,熔体挤出造粒时聚醚酮因长时间塑化和加热会产生残渣等问题,设计、建立了聚醚酮连续过滤生产装置,采用挤出机熔融、加压,再经熔体泵加压,经过高目数过滤网对其进行过滤。对装置试运行后出现的问题进行了改进,确定了适宜的操作条件,加料速度40 kg/h,挤出机加热温度375℃;出口压力12 MPa,熔体泵出口压力22～45 MPa,过滤网304材质,网块直径200 mm、网直径180 mm,网孔直径5μm,换网次数1次/h。测试结果表明,过滤后Ф5μm的颗粒杂质个数<6个/cm2,纯物料收率90.5%。     

加压酸浸煤矸石中氧化铝工艺及动力学研究

为解决实际生产中煤矸石浸出氧化铝耗酸量大和浸出时间长等问题,以贵州某地煤矸石为研究对象,以硫酸溶液为浸出介质,浸出率为指标,将以往的常压酸浸工艺改为加压酸浸工艺。研究在浸出过程中反应时间、反应温度、酸矸比和液固比对氧化铝浸出率的影响,获得了加压酸浸过程氧化铝的浸出动力学。结果表明:在反应时间为130 min、反应温度为150℃、酸矸比为1.3∶1、液固比为4∶1时,氧化铝浸出率达到99.32%,酸渣中SiO 2和TiO 2合计质量分数大于98%;120℃~160℃时,浸出过程符合固体产物层(残留层)内扩散控制的“未反应核减缩型”模型,反应活化能为30.62 kJ/mol。相比常压酸浸工艺,加压酸浸工艺不仅实现了煤矸石中Al 2O 3的高效浸出和酸渣中硅钛资源的高效富集,而且减少了反应时间、降低了反应温度和耗酸量,为煤矸石提取氧化铝资源综合利用开辟了新线路。     

Friedel‐crafts alkylation of diphenyl oxide with 1‐decene over sulfated zirconia as catalyst

Friedel‐Crafts alkylation and acylation reactions, using highly polluting homogeneous Lewis and Bronsted acids, are ubiquitous in a variety of organic process industries. In many cases very high conversions and selectivities can be achieved with aluminum chloride as catalyst and nitrobenzene as a solvent. However, environmental concerns associated with aluminum chloride‐nitrobenzene or BF3‐HF or mineral acids catalysts have encouraged development of solid acids, which not only intensify the rates of reactions but also offer better product selectivity. Amongst these catalysts, sulfated zirconia has gained a considerable importance due to its super‐acidity under certain conditions. The alkylation of diphenyl oxide with 1‐decene was studied over sulfated zirconia catalyst and it leads to industrially important products. The surface reaction between chemisorbed 1‐decene diphenyl oxide from the liquid phase, in the absence of any mass transfer resistance, was found to be the rate determining step with Eley‐Rideal type of mechanism.