一種降低重溶劑法tdi產(chǎn)品酸值的方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)技術領域，涉及一種降低重溶劑法TDI產(chǎn)品酸值的方法，能夠減少循環(huán)溶劑返回到前段工序參與光化反應時副產(chǎn)物的生成，從而提高光化反應效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【背景技術】
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[0002]甲苯二異氰酸酯(以下均簡稱TDI)作為一種重要的異氰酸酯類產(chǎn)品，工業(yè)上常見的生產(chǎn)制備方法有光氣化法、硝基化合物羰基化法和碳酸二甲酯法，其中光氣化法一般采用如下兩種工藝:一種是用間苯二甲酸二乙酯(以下均簡稱DEIP)作溶劑，在高壓條件下進行光化反應，稱為“重溶劑法”；另一種是以鄰二氯苯(0DCB)等作溶劑，在低壓條件下進行光化反應，稱為“輕溶劑法”；由于上述兩種方法的TDI生產(chǎn)過程存在明顯差異，因此各自在光化反應時的副反應發(fā)生機理及產(chǎn)生的酸性組分的物性也不盡相同。
[0003]輕溶劑法生產(chǎn)TDI過程中產(chǎn)生的酸性組分主要是比TDI輕的物質，采用精餾或惰性氣體直接吹掃含有一定比例溶劑的產(chǎn)品的方式就可以將其富集到氣相中，從而實現(xiàn)酸性組分與TDI產(chǎn)品分離的目的；例如中國專利92100452.4公開的一種降低甲苯二異氰酸酯中可水解氯化物含量的方法中提出，在選用鄰二甲苯作為溶劑時，向TDI產(chǎn)品中通入氮氣或氯化氫氣體，加熱至160-200°C后停留l_3h可顯著降低酸性組分含量;該專利中還公開了一種精餾的方法，即選用鄰二氯苯作為溶劑時，加熱至180-195°C達到完全回流并使所得混合物分餾，就能達到降低產(chǎn)品酸性組分含量的目的。
[0004]重溶劑法生產(chǎn)TDI過程中產(chǎn)生的酸性組分主要有氯化氫、芐位氯代甲苯二異氰酸酯(以下均簡稱Cl-TDI)、m-乙酯苯甲酰氯(以下均簡稱CBC)等，其中C1-TDI和CBC的沸點介于產(chǎn)品TDI和溶劑DEIP之間，在產(chǎn)品精制工序中，產(chǎn)品與溶劑是在最終的產(chǎn)品塔中進行分離的，一方面，若酸性組分隨重溶劑從塔釜采出，由于溶劑要返回系統(tǒng)循環(huán)使用，酸性組分的存在則會引起更多光化副反應的發(fā)生以至于生成殘渣等副產(chǎn)物，影響反應收率和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；若酸性組分進入到產(chǎn)品中從塔頂采出，則相對于TDI屬于重組分，此時若采用精餾或者吹掃的方法則會將大量產(chǎn)品帶入到氣相當中，這對設備尺寸和能耗要求均較高，且不能合理有效的將酸性組分分離出來。因此，輕溶劑法較為適用的精餾法和氣體吹掃法對于重溶劑法生產(chǎn)的TDI產(chǎn)品中酸性組分的去除并不適用。
[0005]另外，現(xiàn)有技術中還有一種通過外加物質來降低TDI產(chǎn)品酸值及酸性組分含量的方法，例如美國專利US6395925提出的向異氰酸酯中加入一種例如甲醇、乙醇等醇類物質，然后加熱到180°C以上，加熱時間優(yōu)選240min以上，可以顯著降低異氰酸酯中酸性組分的含量;雖然上述外加物質的方法可以較好的除去產(chǎn)品中的酸性組分，但同時又引入了一種新的雜質組分，之后還需要通過氮氣吹掃、精餾或萃取等方法將其從產(chǎn)品中分離出去，無形中又增加了工作量。因此設計出一種新型的降低重溶劑法生產(chǎn)TDI產(chǎn)品中酸值和酸性組分含量的方法，能夠有效降低循環(huán)溶劑中酸性組分的含量，提高產(chǎn)品TDI的品質，具有良好的應用價值和實踐效益。
【發(fā)明內容】
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[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點，尋求設計一種降低重溶劑法TDI產(chǎn)品酸值的方法，不僅能夠降低產(chǎn)品TDI的酸值，而且能夠使循環(huán)溶劑中的酸性組分含量顯著減少。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的降低重溶劑法TDI產(chǎn)品酸值的方法具體包括以下步驟:
[0008](1)將重溶劑法制備甲苯二異氰酸酯(TDI)的光化反應物料經(jīng)進料預熱器預熱至160?190°C后送入產(chǎn)品塔中，控制壓力為0.5?20kpaA，溫度為170?240°C;產(chǎn)品塔內的氣相經(jīng)產(chǎn)品塔頂部進入產(chǎn)品塔冷凝器中，控制溫度40?100°C進行冷凝，不凝氣物料從產(chǎn)品塔冷凝器的頂部氣相采出至外設的真空系統(tǒng)，冷凝下來的物料的一部分經(jīng)再沸器返回產(chǎn)品塔內作為回流，回流比為1.5?15，另一部分作為甲苯二異氰酸酯(TDI)產(chǎn)品液相采出；控制采出的甲苯二異氰酸酯(TDI)產(chǎn)品酸值小于lOppm，使得大部分酸性組分隨重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)從產(chǎn)品塔采出，實現(xiàn)酸性組分與甲苯二異氰酸酯(TDI)產(chǎn)品的分離；
[0009](2)從產(chǎn)品塔采出的酸值為50?140ppm的重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)，經(jīng)釜液栗升壓至2?6bar后直接送入吹掃塔中，控制壓力為0?30kpa、溫度為160?200°C;重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)經(jīng)吹掃塔頂部內的分布裝置分布后均勻噴淋至吹掃塔內并在重力作用下流動，惰性氣體經(jīng)吹掃塔底部的分布裝置分布后均勻吹入至吹掃塔內，與塔內自上而下流動的重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)相互充分接觸；
[0010](3)重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)中的酸性組分、酸性組分的分解產(chǎn)物及其他易揮發(fā)組分隨惰性氣體富集至吹掃塔塔頂以氣相進入吹掃塔冷凝器中，控制溫度為40?801進行冷凝，不凝氣物料從吹掃塔冷凝器頂部氣相采出至外設的真空系統(tǒng)，冷凝下來的酸性組分、酸性組分的分解產(chǎn)物及其他易揮發(fā)組分經(jīng)吹掃塔冷凝器底部液相采出，從吹掃塔底部得酸值小于50ppm的循環(huán)溶劑以返回流程循環(huán)使用，從而提高光化反應效率以減少光化反應時生成的副產(chǎn)物。
[0011]進一步的，所述步驟(1)中重溶劑法制備TDI的光化反應物料為酸值30?lOOppm(以HC1計，下同)的含有甲苯二異氰酸酯(TDI)、重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)、酸性組分和其他雜質的物料，并脫除了氯化氫、光氣和殘渣組分;所述惰性氣體為氮氣、二氧化碳或氯化氫，其壓力為1?lObar，與重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)的摩爾比為0.5?5。
[0012]優(yōu)選的，所述降低重溶劑法TDI產(chǎn)品酸值的方法是在酸值降低裝置中實現(xiàn)的，該酸值降低裝置主體結構包括進料預熱器、產(chǎn)品塔、產(chǎn)品塔冷凝器、再沸器、釜液栗、吹掃塔、吹掃塔冷凝器和分布裝置，進料預熱器管道式連通對接于產(chǎn)品塔的中部以實現(xiàn)光化反應物料的預熱，產(chǎn)品塔頂部連接有產(chǎn)品塔冷凝器用于冷凝回收TDI產(chǎn)品，產(chǎn)品塔底部連通式設置的再沸器用于汽化回流，產(chǎn)品塔底部通過釜液栗與吹掃塔管道式連通以便于吹掃酸性組分，再沸器、釜液栗和吹掃塔三者管道式交接連通;吹掃塔頂部連接有吹掃塔冷凝器用于冷凝回收酸性組分;吹掃塔頂部和底部內腔中設置的噴霧式結構的分布裝置用于分布重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)和惰性氣體;在各器件上，分別設置有用于傳送各物料(包括光化反應物流、不凝氣物流、TDI產(chǎn)品物流、回流物流、溶劑DEIP物流、惰性氣體物流、不凝氣物流、酸性組分物流和循環(huán)溶劑物流)的管道及其通口，從而使得各物料按照原理順暢通行，以實現(xiàn)降低重溶劑法TDI產(chǎn)品酸值和減少循環(huán)溶劑中酸性組分的技術效果。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，先將重溶劑法制備TDI時光化反應物料中的酸性組分從產(chǎn)品塔中采出，再通過惰性氣體吹掃溶劑的方法將酸性組分在吹掃塔中從溶劑中分離出去，從而得到較低酸值的TDI產(chǎn)品，同時也降低了循環(huán)溶劑中酸性組分的含量，從而提高了光化反應效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性;整體方法設計新穎，原理科學，工藝簡單，使用的裝置結構簡便，操作方便，易于實現(xiàn)，應用環(huán)境良好。
【附圖說明】
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[0014]圖1為本發(fā)明涉及的重溶劑法TDI產(chǎn)品酸值降低裝置結構及其原理流程示意圖?！揪唧w實施方式】:
[0015]下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明做進一步描述。
[0016]實施例1:
[0017]本實施例涉及的降低重溶劑法TDI產(chǎn)品酸值的方法在酸值降低裝置中實施，具體工藝包括以下步驟:
[0018](1)將重溶劑法制備甲苯二異氰酸酯(TDI)的光化反應物料經(jīng)進料預熱器1預熱至160?190°C后送入產(chǎn)品塔2中，控制壓力為0.5?20kpaA，溫度為170?240°C ；產(chǎn)品塔2內的氣相經(jīng)產(chǎn)品塔2頂部進入產(chǎn)品塔冷凝器3中，控制溫度40?100°C進行冷凝，不凝氣物料從產(chǎn)品塔冷凝器3的頂部氣相采出至外設的真空系統(tǒng)，冷凝下來的一部分物料經(jīng)再沸器4返回產(chǎn)品塔2內作為回流，回流比為1.5?15，冷凝下來的另一部分物料作為甲苯二異氰酸酯(TDI)產(chǎn)品液相采出；控制采出的甲苯二異氰酸酯(TDI)產(chǎn)品酸值小于lOppm，使得大部分酸性組分隨重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)從產(chǎn)品塔2采出，實現(xiàn)酸性組分與甲苯二異氰酸酯(TDI)產(chǎn)品的分離；
[0019](2)從產(chǎn)品塔2采出的酸值為50?140ppm的重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)，經(jīng)釜液栗5升壓至2?6bar后直接送入吹掃塔6中，控制壓力為0?30kpa、溫度為160?200°C;重溶劑間苯二甲酸二乙酯(DEIP)經(jīng)吹掃塔6頂部內的分布裝置8分布后均勻噴淋至吹