[发明专利]一种粗甲苯二异氰酸酯的精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及粗甲苯二异氰酸酯的精制方法的改进，具体涉及光气法制备粗甲苯二异氰酸酯的精制方法的改进。粗甲苯二异氰酸酯脱除回收大量光气后，在本发明中经脱残渣塔和脱溶剂塔，  粗甲苯二异氰酸酯精馏达到较高TDI纯度后装桶。 

背景技术

甲苯二异氰酸酯(TDI)是世界上用量最大的异氰酸酯类产品之一，是聚氨酯的主要原料之一。TDI生产工艺主要是由气体净化提供的一氧化碳和盐酸电解提供的氯气反应生成光气(COCL₂)，由甲苯二胺(TDA)和COCL₂反应，再经过脱氯化氢、脱光气、脱残渣和脱溶剂等步骤，最终得到产品TDI，反应过程中过量的光气和惰性溶剂经回收后循环使用。主要工序有光气合成、TDA合成、光气化合成TDI及精馏、光气回收、溶剂回收、废气破坏等单元。目前世界上生产TDI的几家大公司，都使用自己的专有技术，而且毫无例外均使用传统的光气法。这些公司为拜耳(BAYER)、巴斯夫(BASF)、道化学(DOWS CHEM)、罗纳普朗克(RHONE POULENE)、埃尼化学(ENI CHEM)、奥林(OLIN)和三井东亚。传统的光气法，即使用光气与在惰性溶剂中的甲苯二胺反应，生成TDI并放出氯化氢气体。光气化反应大多在塔中或反应釜中进行。目前惰性溶剂有二种：第一种是间苯二甲酸二乙酯(DEIP)，在高压条件下进行光化反应，即通常所称的“重溶剂生产工艺”；但该工艺的光化反应中，溶剂间苯二甲酸二乙酯(DEIP)容易与光气发生反应生成m-乙酯苯甲酰氯(CBC)，该物质易造成反应器的堵塞；另外，由于DEIP的价格昂贵，其大量的消耗会增加最终产品 TDI的成本；再者，该工艺还存在另一缺陷，为了回收系统中的残余光气，需要增设一套光气回收装置，用甲苯作为回收光气的溶剂，给TDI的生产控制增加了困难。第二种是邻二氯苯(ODCB)，在低压条件下进行光化反应，即通常称的“轻溶剂生产工艺”；该工艺的光化反应是在带搅拌器的反应釜中进行的，反应过程中很难避免甲苯二胺(TDA)与甲苯二异氰酸脂(TDI)的反应，由于该反应的产生降低了TDI产品的得率，同时产生大量残渣给除渣系统带来负担；该工艺的另一缺陷是，使用大量的溶剂邻二氯苯在系统内循环，增加了设备的原材料和动力能源的消耗，提高了TDI的生产成本。综上，现有技术的工艺中存在的缺陷大致可归纳成如下几类： 

1、多残渣，所述的残渣中大部分为尿素成份，它们不仅降低了产品收率，并且侵蚀管线设备，增加了生产成本；另外残渣易导致阻塞而需停止生产清理阻塞物； 

2、复杂的光气分离过程，将使光气增加泄漏的机会。 

TDI工业生产中光气的脱除一般经过高压、低压和负压脱光气塔三级脱除流程，以保证产品中不含光气。从光气化反应器出来的反应液含有产品TDI、溶剂间苯二甲酸二乙酯(DEIP)和过量的光气，依次经过高压脱光气塔、低压脱光气塔和负压脱光气塔脱除物料中的光气，再经过脱残渣塔和脱溶剂塔后得到最终产品TDI。其中高压脱光气塔脱除大部分光气，脱除的光气经进一步冷却后直接去光气罐循环使用；低压脱光气塔脱除的光气送光气回收系统提纯后再进行循环使用；负压脱光气塔脱除的光气随真空系统也送入光气回收系统。传统的脱除光气流程中，低压脱光气塔依靠物料从高压脱光气塔塔底物料闪蒸提供的热量实现光气在低压下的脱除，当高压脱光气塔操作异常时，低压脱光气塔没有必要的调节手段进行补救，而是把问题直接传递给负压脱光气塔，造成 负压脱光气塔真空系统不稳定；另外，TDI等重组分去真空系统会形成浪费，塔底物料中仍然含有光气，影响后续脱残渣、脱溶剂系统的正常操作，当低压脱光气塔脱除的光气送光气回收系统时，造成光气回收系统负荷较大。低压脱光气塔是在0.7MPa的压力下操作的：一方面需要压力控制，增加了操作的复杂性；另一方面由于TDI在高温下容易聚合生成残渣，所以，需要控制塔底温度在170℃以下，而在此温度下塔底物料中还含有较多的光气。在传统的光气回收系统，物料进入甲苯吸收塔，光气被甲苯吸收，HCL等不凝气从塔顶排出。甲苯解吸塔将光气从吸收甲苯中解吸出来，并送到其他单元，塔顶含有HCL的气体回到甲苯吸收塔。甲苯精制塔将甲苯吸收塔塔底一部分出料进行精制，精制后的甲苯从塔中部采出，塔顶、塔底分别采出吸收甲苯中的轻重组分。甲苯吸收塔塔顶出来的含氯化氢气体、甲苯解吸塔采出一股含氯乙烷的光气进入光气破坏塔，与碱液中和破坏。