[发明专利]分离、提纯间苯二亚甲基二异氰酸酯的装置及方法

说明书

本发明公开了一种分离、提纯间苯二亚甲基二异氰酸酯的装置及方法，涉及异氰酸酯的提纯领域，用以解决现有的提纯方法无法对工业方法制得产品无法进行有效的提纯的缺陷，本发明将含较低浓度间苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）的XDI反应液，进入负压操作的溶剂脱除塔，XDI反应液脱除大部分溶剂后得到粗产品，粗产品进入高真空的间歇精馏塔进行间歇精馏，针对不同的馏分采用不同的回流比，最终得到合格的产品。此方法提出了间苯二亚甲基二异氰酸酯从反应液到产品的精馏过程，依次脱除部分溶剂再进行产品间歇精馏，有利于降低间歇精馏的负荷和能耗；解决了间苯二亚甲基二异氰酸酯副产物多、精馏分离复杂的问题。

技术领域

本发明涉及异氰酸酯的提纯领域，具体的说，涉及一种连续、间歇精馏结合的分离、提纯间苯二亚甲基二异氰酸酯的装置及方法。

背景技术

间苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)为无色或淡黄色液体，蒸气压低，反应活性较高，易溶于苯、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷、四氯化碳、乙醚，难溶于环己烷、正己烷、石油醚等有机溶剂，分子中具有一个苯环，两个NCO基团，NCO基团通过亚甲基与苯环相连，由于亚甲基的间隔，能够防止NCO基团与苯环形成共振，不会产生聚氨酯产品黄变现象。因此，XDI主要用于制备户外用聚氨酯材料，如涂料、粘合剂、弹性体等非黄变型聚氨酯产品。

间苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)通常是由间苯二甲胺(XDA)与HCl反应生成盐酸盐后，再光气化制成。由于XDI沸点高，反应过程中生成的副产物种类较多，部分副产物的沸点与XDI比较相近，导致XDI的精馏分离过程异常复杂。目前并没有文献或专利对工业生产制备XDI的精馏方法的详细介绍及说明。

中国专利CN103990291A公开了一种苯二亚甲基二异氰酸酯精馏装置及其精馏方法，该方法采用纯度低于99.0％的苯二亚甲基二异氰酸酯原料，通过引入一种低沸点的溶剂作为稳定热源，再利用降压精馏得到高纯度的XDI产品。该方法是对较高纯度苯二亚甲基二异氰酸酯原料进行提纯得到更高纯度的XDI，可以认为是一种对工业制备的纯度较高的XDI产品进行再提纯的方法，在XDI工业化生产制备过程中，得到的XDI粗产品还含有不少的反应溶剂和副产物，反应溶剂需要回收再利用，无法采用该专利所述的方法进行提纯，主要原因在于，若采用该方法则会引入新的溶剂进入产品精馏，将会污染回收的反应溶剂，造成安全隐患。

中国专利CN103382167A公开了一种精制六亚甲基二异氰酸酯的装置和方法，该方法包括(i)合成后的HDI溶液经换热器进入蒸馏塔，启动第一真空泵，启动釜内第一搅拌器，搅拌转速≤60rpm/min；启动塔顶第一冷凝器，蒸出全部邻二氯苯后，蒸馏塔连续出料去混合槽；(ii)将DEIP溶剂加入混合槽，按粗HDI与DEIP溶剂1∶1～1.5的比例混合均匀，送入精馏塔，先蒸出单异氰酸酯氯化物，继续蒸出HDI，塔底引出DEIP循环使用，搅拌加热釜中内高聚物残渣定期排出，焚烧处理。该方法第一步将溶剂全部脱除干净，这将导致溶剂脱除步骤需要很高的真空度，增加能耗；第二步引入新的溶剂DEIP(沸点高于HDI)作为载体提纯HDI，这种方法只适用于沸点不高的产品。而XDI的沸点要高于DEIP，在超过180℃时就可能产生自聚现象，引入DEIP或更高沸点的载体溶剂都会增加精馏难度及增大能耗。该方法间歇精馏塔塔顶出料含有单异氰酸酯、产品和少量DEIP，但只用一个产品罐接收，这容易造成产品和杂质的返混。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种分离、提纯间苯二亚甲基二异氰酸酯的装置及方法，能够对工业方法制得的间苯二亚甲基二异氰酸酯直接进行分离和提纯，依次脱除部分溶剂，通过连续和间歇精馏相结合的方法达到提纯目的。

本发明所述的分离、提纯间苯二亚甲基二异氰酸酯的方法，包括以下步骤：

(1)溶剂脱除：将工业方法制备的间苯二亚甲基二异氰酸酯进行连续蒸馏，气相经冷凝后回流，液相为脱除的溶剂；塔底得到的溶液为粗产品；