[实用新型]一种轻溶剂生产甲苯二异氰酸酯的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及甲苯二异氰酸酯生产设备领域，具体地说是一种轻溶剂生产甲苯二异氰酸酯的装置。

背景技术

目前我国现有的轻溶剂法生产TDI(甲苯二异氰酸酯)的工艺装置大致如下：含有大量轻溶剂(邻二氯苯、氯苯、对二氯苯等)的过量光气和含有甲苯二胺的轻溶剂溶液在光化反应器中连续光气化反应制备TDI，然后反应产物进入反应分离器，塔顶分离出的气相经光化反应冷却器冷却后进入光气吸收塔，经-10℃左右的轻溶剂在0.5MPa(G)下吸收后塔顶分离出高纯度的氯化氢气体，塔底则是含有40％左右的光气溶液，经泵加压后与新鲜光气混合送光化反应器参与反应。反应分离器塔底液相一部分经再沸器加热后返回反应分离器，另一部分则依次经光气正压脱除塔和光气常压脱除塔脱除其中含有的剩余光气和氯化氢气体后送TDI精馏系统，脱除来的光气和氯化氢经一级和二级压缩机升压后返回至光化反应冷却器。

整个过程中为了实现光气和氯化氢的分离，使用了大量的低温轻溶剂对光气进行吸收，吸收后的母液光气浓度约在40％，氯化氢浓度约在2.5％，母液经泵升压后回光化反应器与甲苯二胺反应。由于光化反应是一剧烈快速的反应，其中光气浓度和氯化氢浓度的大小对光化反应的效果影响很大。光气浓度越高，副反应就越少；氯化氢的存在会增加副反应的发生，降低反应收率。该流程中由于大量溶剂的存在降低了参与反应的光气浓度，同时因为氯化氢的存在，对反应及后续溶剂的分离均不利。同时，由于大量溶剂的原因使得相关机泵、塔器、换热器及连接管道等的选型较大，设备投资及操作费用均较高，并且工艺装置的生产规模及扩能改造也受到了极大的制约。

发明内容

本实用新型的技术任务是针对以上不足之处，提供一种反应收率高、生产成本低、使用寿命长、能耗少的轻溶剂生产甲苯二异氰酸酯的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该生产甲苯二异氰酸酯的装置包括混合式反应器、光化反应塔、热虹吸再沸器和光化塔顶冷凝器，混合式反应器的输出管路与光化反应塔连通，光化反应塔的塔顶输出管路与光化塔顶冷凝器连通，光化反应塔的塔底管路上安装有热虹吸式再沸器。

本实用新型的一种轻溶剂生产甲苯二异氰酸酯的装置和现有技术相比，具有以下特点：

1)在该工艺装置中参加光化反应的光气物流不再含有溶剂和氯化氢，减少了副反应的发生，使得同一反应器的反应收率提高了约8％。

2)降低了反应器的堵塞频率，减少了检修次数，延长了装置的操作时间。

3)参与反应的绝大部分过量光气通过光化反应塔侧线采出，减少了后续系统光气的在线量和吸收的溶剂量，大幅度缩短了工艺流程，减少装置占地面积；同时，由于系统中循环的溶剂量大幅度减少，同等规模下所用机泵、塔器、换热器和管线的尺寸和容量随之减小，电耗、蒸汽及循环水等能耗也大幅度降低，节省了操作费用和投资费用。

4)由于该工艺装置工艺路线较为先进，省去了现有工艺技术路线中排气压缩机和脱气压缩机部分，减少了设备投资和电耗。

5)光化反应塔塔釜再沸器为热虹吸式再沸器，避免了强制循环所需的动力设备，因而节省了动力费用，同时也降低了光气泄露的几率，提高了系统的安全性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图为一种轻溶剂生产甲苯二异氰酸酯的装置的连接结构示意图。

图中：1、混合式反应器，2、光化反应塔，3、热虹吸式再沸器，4、光化塔顶冷凝器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的一种轻溶剂生产甲苯二异氰酸酯的装置，其结构包括混合式反应器1、光化反应塔2、热虹吸再沸器3和光化塔顶冷凝器4，混合式反应器1的输出管路与光化反应塔2连通，光化反应塔2的塔顶输出管路与光化塔顶冷凝器4连通，光化反应塔2的塔底管路上安装有热虹吸式再沸器3。

甲苯二胺与轻溶剂的混合液与低温液相光气在混合式反应器1中进行光化冷反应，得到的反应混合物引入光化反应塔2中进行热反应并分离出高纯度光气。轻溶剂可为邻二氯苯、氯苯或对二氯苯，甲苯二胺溶液优选质量浓度范围为10％～35％，溶液温度为59～120℃，压力为5～30bar。

在混合式反应器1中参与反应的液相光气温度为-12～70℃，压力为5～25bar。