[发明专利]一种液液分离装置及一种制备二苯基甲烷系列二胺和多胺的方法

说明书

本发明涉及一种液液分离装置及一种制备二苯基甲烷系列二胺和多胺的方法。液液分离装置主要包括卧式分离罐、立式分离罐以及相应的填料单元，采用立式分离罐加卧式分离罐的组合设计，避免了单一卧式罐或立式罐自身设备结构的缺陷；卧式罐进料管采用插入管设计，并在管口设计喇叭形外罩，立式分离罐进料管线采用水平方向进料，避免大流量进料对分层界面的冲击；再通过设计不同的聚结填料层等手段进一步提高分离效率。在二苯基甲烷系列二胺和多胺制备中应用本发明液液分离装置，大幅度提高了中间产物的相分离过程稳定性，并降低了有机相中水相组分含量，进而降低了后续分离工段能耗。

技术领域

本发明属于MDI制备及分离技术领域，涉及一种液液分离装置及一种制备二苯基甲烷系列二胺和多胺的方法。

背景技术

二苯基甲烷系列的二胺和多胺(简称DAM)应理解为是指以下类型的胺和胺的混合物：

其中n表示≥0的自然数。形式上可通过用NCO基团取代式的化合物所有的NH₂基团而得到的相应的异氰酸酯，相应地被称为二苯基甲烷系列的二异氰酸酯、二苯基甲烷系列的多异氰酸酯或或二苯基甲烷系列的二异氰酸酯和多异氰酸酯(MDI)。

根据现有技术，在制备过程中涉及到至少3个液液两相分离过程，包括将反应得到的酸性物中和后的混合物分离为粗多胺相和粗盐水相，将粗多胺有机相洗涤后的混合物分离为包含苯胺和水的精多胺相以及包含苯胺，多胺的水相等。将上述得到多胺相通过蒸馏除去苯胺和水，并且通过将分离出苯胺和水混合物进一步的分离为苯胺相和水相。

EP1652835 A1，第3页，第58行至第4页第13行和EP 2103595 A1，第7页，第21至37行，公开了现有技术常规后处理方法。EP 1652835 A1教导了在中和和后续洗涤之后，水相从含产物的有机相中的分离过程会受到形成的第三相(杂质或杂质层)的相当大地损害。该第三相是稳定的，有时在水相和有机相之间存在大量的中间相，其阻碍了相分离，在极端的情况下甚至完全阻止了相分离。在某些情况下，这也会导致连续生产被迫中断。在操作过程最坏的情况下，必须将一个或多个相分离容器完全地清空和洗净，并废弃内含物或对其进行后处理。即使避免杂质层的形成，但在相分离后得到的有机相仍包含相当大比例的水性成分，其在进一步的处理步骤中会大幅度提高后续分离的能耗。因此在制备多胺的过程中提高液液两相的分离效果具有重要价值。

提高两相分离效率减少中间夹层的许多方法是已知的，目前国内外有多篇专利与此技术相关，如WO 2008/148631 A1描述了一种缩合工艺，通过使用含有0.001％(质量)的二价/多价金属阳离子的甲醛溶液，来避免中间层的形成。EP 2103595 A1公开了此相分离问题可借助添加水和/或苯胺来进行，并提供一种优选方案，将通过添加水和/或苯胺而稀释的反应混合物在具有隔板的佛罗伦萨式(Florentine)烧瓶中分成有机相和水相。上述两篇专利均通过向反应产物中添加助剂或其他组分的方式提高分离效率，但添加助剂将不可避免的延长后续多胺以及盐水精制工段的处理流程，并且增加了分离能耗。即使可以避免杂质层的形成(例如在EP 1652835 A1和WO 2008/148631 A1中所述的措施的结果)，但在相分离后得到的有机相仍可包含相当大比例的水性成分作为分散相，其在进一步的处理步骤中会导致类似的问题，从而产生夹带的杂质层。专利CN201480033234.4提到了通过在两相粗分离后增加聚结分离设备的方法来提高分离效率，但该方法增加了工艺流程以及设备投资。