用于制造聚酯樹脂及聚酰亞胺樹脂、水溶性聚酯樹脂、水溶性聚氨酯樹脂、增塑劑和水溶性氨基醇酸

樹脂、環氧樹脂固化劑以及高級航空潤滑油、電力電容器浸漬油、粒料粘結劑、施膠劑、消煙劑、瞬時粘

結劑及TOTM等。

化學結構式：

偏苯三酸酐最早是由四烷基苯經氣相氧化制均苯四甲酸二酐時，作為副產物被發現的。目前，其生產方法主要有偏三甲苯硝酸氧化法、偏三甲苯氣相氧化法、偏三甲苯液相空氣氧化法和MGC法。

偏三甲苯硝酸氧化法：在1.5～3.0 MPa、180～205 ℃條件下，偏三甲苯用稀硝酸氧化生成偏苯三甲酸，偏苯三甲酸進一步加熱脫水制得偏苯三酸酐，反應方程式為：

該法工藝簡單，容易操作，收率達90%，產品純度可達98.5%，但腐蝕嚴重，對設備材質要求高，另外三廢問題也較嚴重。德國Saarbergwerk公司曾于1970年采用該法實現工業化生產，但因成本高，三廢嚴重，操作危險而停產，我國北京焦化廠等也曾采用此法進行過小規模生產。目前該法已基本上被淘汰。

偏三甲苯氣相空氣氧化法：偏三甲苯氣相空氣氧化法由日本觸媒化學工業株式會社研究開發，采用以含釩、鈦、磷的化合物為催化劑，偏三甲苯發生氧化反應生成偏苯三甲酸，偏苯三甲酸再經脫水生成偏苯三酸酐。該方法具有工藝簡單，設備投資省等優點，但由于所用催化劑選擇性差，收率低，目前還沒有工業化生產的報導。

偏三甲苯液相空氣氧化法：該法最早由美國中世紀（Mid-Century）公司開發成功，簡稱MC法。1962年美國Amoco公司首先采用該法實現了工業化生產，故又稱為Amoco法。該法以醋酸為溶劑，以含有鈷、錳金屬組分和溴化物的可溶性物質作催化劑，在200 ℃、2.0 MPa壓力下，用空氣將偏三甲苯氧化生成偏苯三甲酸，偏苯三甲酸再脫水生成偏苯三酸酐。以偏三甲苯計的偏苯三酸酐收率可達130%，產品純度達99%。反應方程式為：

該方法具有原料較易獲得，原料及公用工程消耗低，腐蝕小，三廢問題較易解決等優點，是目前國內外工業上生產偏苯三酸酐的主要方法。其工藝過程主要包括氧化反應，溶劑濃縮和脫水成酐三部分，工藝流程框圖見圖1所示。

MGC法：MGC法是以間二甲苯為原料，生產工藝主要由芳香醛的生產和水溶液氧化兩部分組成。在液體超強酸HF-BF3催化下，與CO進行甲酰化反應生成2，4-二甲基苯甲醛（又名芳香醛），然后在水溶液中，以溴化錳和溴化氫作為催化劑，于200～220 ℃、1.96～2.94 MPa下，用空氣將2，4-二甲基苯甲醛氧化生產偏苯三甲酸，偏苯三甲酸再經脫水制得偏苯三酸酐。工藝流程見圖2所示，主要反應方程式為：

該方法具有原料較易獲得，原料及公用工程消耗低，腐蝕小，三廢問題較易解決等優點，是目前國內外工業上生產偏苯三酸酐的主要方法。其工藝過程主要包括氧化反應，溶劑濃縮和脫水成酐三部分。

與傳統的偏三甲苯液相空氣氧化制偏苯三酸酐相比，該方法具有原料便宜易得，反應過程連續進行，易于實現自動化控制。反應過程以水為溶劑，不存在溶劑揮發損失，也不存在容易蒸汽爆炸的危險，水溶液和反應生成的水容易分離，可節約設備投資費用，簡化了溶劑回收系統等優點，不足之處是反應在水溶液中高溫氧化，氧化設備必須采用昂貴的鎳系或鈦、鋯系合金制作，增加了工程的投資。另外，芳香醛的制備和水溶劑氧化均使用強酸性催化劑，腐蝕嚴重。

1,2,4-苯三甲酸酐由美國阿莫科公司在1962年首先實現工業化生產以后，隨著乙烯裝置的大型化，三甲苯的資源增加，而本品作為耐熱性、耐候性優良的增塑劑的原料，其消費量也 不斷增加。在總消費量中，本品的90%以上用于聚氯乙烯增塑劑偏苯三酸三辛酯的生產。還可用作環氧樹脂固化劑、耐熱絕緣層壓物，耐熱清漆、穩定劑、染料顏料、表面活性劑、膠片以及水溶性涂料用的多元酸等。

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（簡稱TOTM）具有良好的耐熱性、低揮發性、耐油性以及可加工性，廣泛用作PVC耐熱增塑劑、抗溶劑交聯氯乙烯樹脂的增塑劑，90 ℃和105 ℃級耐熱電纜配方的主增塑劑以及用作6 000 V、10 000 V高壓電纜所需的配套增塑劑。此外，還可用作浸漬劑和耐高溫絕緣漆，廣泛用于電器內部件、汽車內電線、半導體等的包覆材料；用作汽車電纜、防濕與耐熱環氧樹脂膠囊組分、防霧聚乙烯樹脂組分以及纖維與熱塑塑料的無水染料組分；用作汽車座墊、人造革、洗衣機排水軟管、百葉窗簾、密封材料與填料等。

制備聚酰胺-酰亞胺和聚酯酰亞胺：由偏苯三酸酐和芳香二胺反應可以制得聚酰胺-酰亞胺，由偏苯三酸酐、氫醌和4，4’二胺二酚醚反應可以制得聚酯酰亞胺。它們都具有良好的耐熱性能、耐電絕緣性能和機械性能，在高溫下也具有較好的耐磨性能，主要用于F、H級電機的絕緣材料，如漆包線漆、浸漬漆、硅鋼片漆以及薄膜等，可在230～250 ℃下長期使用。此外還可用于制造電器元件、閥件、軸承、噴氣發動機零件等模制塑料部件。

制備醇酸樹脂：偏苯三酸酐與多元醇及二羧酸反應，可以制得性能優良的醇酸樹脂涂料。熱塑性醇酸樹脂主要用作汽車、電器用具、機械制品的底漆，也可用作廚房、家具等的表面漆，用于工業建材及常用油漆等。常溫固化樹脂則主要用于工業建材和常用油漆。

偏苯三酸酐能使環氧樹脂在短時間固化并使固化后的環氧樹脂具有優良的物化性質，是一種便宜且實用的固化劑。還可用于生產聚酯樹脂和粉末涂料，大量用于家電、自行車、鋼門、窗等裝飾性、防腐性要求高的地方。用作耐熱絕緣層壓物、合成染料、耐熱清漆、穩定劑、纖維柔軟劑、顏料、水處理劑、電影膠片和表面活性劑等。

國外早在20世紀50年代就對偏苯三酸酐的工業化生產方法進行了研究與開發。1962年美國Amoco公司首先采用偏三甲苯液相空氣 氧化法實現了工業化生產，并于1968年在美國伊諾州Joliete工廠建成了13 kt/a生產裝置。1993年該公司利用改進后的偏三甲苯液相空氣氧化法新工藝在比利時Geel工廠建成了一套23 kt/a生產裝置；1968年日本大賽珞公司和觸媒化學公司采用空氣氧化法分別投入生產；1970年德國Saarbergwerk公司采用偏三甲苯硝酸氧化法建成了一套生產裝置（后來因生產成本高，三廢問題嚴重，操作危險而停止生產）；1985年日本三菱瓦斯化學公司開發成功了以間二甲苯為原料，經芳香醛水溶液空氣氧化制偏苯三酸酐的新工藝（即MGC法），并在水島建成了一套15 kt/a生產裝置。此裝置建成投產后，原由美國Amoco公司壟斷的偏苯三酸酐市場發生了很大的變化，日本市場（約占世界市場的三分之一）現已由三菱瓦斯化學公司占領。此外，日本的蒸餾工業公司、三井東壓公司也都建成有千噸級偏苯三酸酐生產裝置。目前世界偏苯三酸酐的生產能力約為100 kt/a，其中采用BP-Amoco公司生產技術的生產能力約占世界偏苯三酸酐總生產能力的31.21%。國外偏苯三酸酐的主要生產廠家生產情況見表1。