一种连续制备脂肪族或环族二异氰酸酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种连续制备脂肪族或环族二异氰酸酯的方法，将包含脂肪族或环族二氨基甲酸酯的反应原料均匀混合，通过连续热解制备异氰酸酯的反应系统制备脂肪族或环族二异氰酸酯，该反应系统包含：刮板降膜热解蒸发器；与该刮板降膜热解蒸发器的顶部出料口连接的精馏塔柱；与精馏塔柱的顶部连接的冷凝装置；若干产品接收罐，及，若干副产物接收罐。反应温度为180～350℃，反应压力在-0.1～0.1Mpa，反应物料在刮板降膜热解蒸发器中的平均停留时间为5～30分钟。本发明专利技术的方法可以使热解过程产生的中间体、产品和副产物快速分离，从而提高二氨基烷酸酯的转化率和反应的选择性，得到的产品中目标产物含量较高，副产品的回收，实现了连续生产、绿色合成的目标。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，将包含脂肪族或环族二氨基甲酸酯的反应原料均匀混合，通过连续热解制备异氰酸酯的反应系统制备脂肪族或环族二异氰酸酯，该反应系统包含：刮板降膜热解蒸发器；与该刮板降膜热解蒸发器的顶部出料口连接的精馏塔柱；与精馏塔柱的顶部连接的冷凝装置；若干产品接收罐，及，若干副产物接收罐。反应温度为180～350℃，反应压力在-0.1～0.1Mpa，反应物料在刮板降膜热解蒸发器中的平均停留时间为5～30分钟。本专利技术的方法可以使热解过程产生的中间体、产品和副产物快速分离，从而提高二氨基烷酸酯的转化率和反应的选择性，得到的产品中目标产物含量较高，副产品的回收，实现了连续生产、绿色合成的目标。【专利说明】
本专利技术属于有机化合物制备
中的制造工艺和操作过程，涉及一种通过连续热解脂肪(环)族二氨基甲酸酯制备脂肪(环)族二异氰酸酯的方法。
技术介绍
异氰酸酯作为一类重要的有机反应中间体在工业、农业、医药卫生各方面都有非常广泛的用途。该类化合物广泛的应用于聚异氰酸酯、聚氨酯类、聚脲、髙聚物粘合剂、杀虫剂、除草剂等的合成。工业上应用较多的异氰酸酯一般含两个及两个以上-N=C=O官能团，其中脂肪(环)族二异氰酸酯属于耐黄变的二异氰酸酯，其主要用于汽车涂料及修补漆、飞机涂料及修补漆、防腐蚀涂料、木制家具漆、漆包线漆、列车修补漆、光稳定性好的聚氨酯胶粘剂和火箭推进剂等。目前异氰酸酯的生产工艺主要分为光气法和非光气法。其中光气法制异氰酸酯工艺成熟，经济合理，是目前实现工业化最多的生产方法，但是由于该方法的生产过程包括光气的合成和工艺处理、光气化反应、光气的脱除、产品分离与精制、尾气的处理等，所以主要存在以下问题:1、使用剧毒的光气为原料，生产过程存在安全、环保等一系列工程技术问题；2、生产过程中有大量的副产物氯化氢，如果处理不完善会泄漏造成环境污染；3、生成的副产物氯化氢对设备的腐蚀比较严重，因此对设备材质的要求较高，投资成本增大；4、产品中残余的氯较难除去，影响产品质量。所以非光气路线合成异氰酸酯成为了技术的发展方向。开发异氰酸酯的清洁生产工艺具有广阔的市场前景和良好的社会环境效益。 异氰酸酯非光气合成路线主要有硝基苯与一氧化碳合成法；胺与一氧化碳及醇的合成法；胺、二氧化碳、碱及脱水剂合成法；氨基甲酸酯热分解方法。其中氨基甲酸酯热分解方法合成异氰酸酯具有过程清洁、反应条件相对容易实现、产品质量高、环境有好等特点。现有的专利报道的氨基烷酸酯热解制备异氰酸酯的方法很多，但总体来说都还停留在实验室研究阶段。在美国专利US6639101、US5449817、US5326903和US5914428等报道的氨基烷酸酯热解制备异氰酸酯的工艺中，均采用连续热解工艺，反应系统中的氨基烷酸酯浓度很低，一般只有0.1%-8%，而所用溶剂及载体的浓度却高达92%以上，其连续热解工艺操作复杂，双异氰酸酯含量低，中间体单异氰酸酯难以回收利用，能耗大，热载体回收费用高，经济上不具优势，因此也难以实现工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是釆用脂肪族或环族二氨基甲酸酯连续热分解技术取代传统的光气路线合成脂肪族或环族二异氰酸酯，避免了使用光气带来的原料剧毒、腐蚀严重、过程不安全、环境污染等多种问题，具有流程简单，反应效率高、条件温和、反应时间短、产品易于分离且质量高、副产物和溶剂循环使用、过程环境友好等特点。为达到上述目的，本专利技术提供了，该方法是将包含脂肪族或环族二氨基甲酸酯的原料均匀混合，通过连续热解制备异氰酸酯的反应系统，在保护气体下，制备脂肪族或环族二异氰酸酯， 所述的连续热解制备异氰酸酯的反应系统包含: 刮板降膜热解蒸发器，该刮板降膜热解蒸发器具有顶部出料口、底部出料口和进料Π ； 与所述刮板降膜热解蒸发器的顶部出料口连接的精馏塔柱； 与精馏塔柱的顶部连接的冷凝装置，该冷凝装置包含首尾连通的第一冷凝器及第二冷凝器； 与第一冷凝器的底部连通的若干产品接收罐，及 与第二冷凝器的底部连通的若干副产物接收罐； 其中，所述的刮板降膜热解蒸发器内壁温度为180~350°C，反应压力在-0.1~0.1Mpa(优选-0.1~-0.05Mpa),反应物料在刮板降膜热解蒸发器中的平均停留时间为5~30分钟。本专利技术涉及的反应过程如下:【权利要求】1.，其特征在于，该方法是将包含脂肪族或环族二氨基甲酸酯的反应原料均匀混合，通过连续热解制备异氰酸酯的反应系统，在保护气体下，制备脂肪族或环族二异氰酸酯，所述的连续热解制备异氰酸酯的反应系统包含: 刮板降膜热解蒸发器(10)，该刮板降膜热解蒸发器(10)具有顶部出料口(11)、底部出料口(12)和进料口(13)； 与所述刮板降膜热解蒸发器(10)的顶部出料口(11)连接的精馏塔柱(20)； 与精馏塔柱(20)的顶部连接的冷凝装置，该冷凝装置包含首尾连通的第一冷凝器(31)及第二冷凝器(32); 与第一冷凝器(31)的底部连通的若干产品接收罐(41 )，及 与第二冷凝器(32)的底部连通的若干副产物接收罐(42)； 其中，所述的刮板降膜热解蒸发器(10)内壁温度为180~350°C，反应压力在-0.1~0.1Mpa，反应物料在刮板降膜热解蒸发器(10)中的平均停留时间为5~30分钟。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应原料还包含溶剂，该溶剂选择邻苯二甲酸二辛脂，偏苯酸三辛酯，环烷油、液体石蜡、甲苯、环丁砜，离子液体，邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种或两种以上溶剂的混合物；所述的离子液体为高沸点离子液体，选择咪唑类、吡啶类、季铵盐类离子液体中的任意一种；所述的脂肪族或环族二氨基甲酸酯的浓度范围为40-100%，所述的脂肪族或环族二氨基甲酸酯选择1，4-环己烷二氨基甲酸酯、1，6-六亚甲基二氨基甲酸酯、4，4’ - 二环己基甲烷二氨基甲酸酯、异佛尔酮二氨基甲酸酯、三甲基-1，6-六亚甲基二氨基甲酸酯、降冰片烷二亚甲基氨基甲酸酯中的任意一种，这些氨基甲酸酯选择氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸丙酯、氨基甲酸正丁酯、氨基甲酸异丁酯、氨基甲酸苯酯或者其它氨基甲酸长链酯中的任意一种。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的反应原料还包含催化剂，该催化剂选择有机金属盐类，金属氧化物，金属单质或者其组合，催化剂用量以脂肪族或环族二氨基甲酸酯的重量百分数计为0.1-10%。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的连续热解制备异氰酸酯的反应系统还包含:连通刮板降膜热解蒸发器(10)底部出料口(12)的重组分接收罐(50)，用于收取未反应原料，该重组分接收罐(50)收取的未反应原料通过循环泵(51)经进料口(13)注入到刮板降膜热解蒸发器(10)中。5.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述的反应原料在重组分接收罐(50)混合预热，预热温度为10(T330°C。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的连续热解制备异氰酸酯的反应系统还包含:用于预先加热处理脂肪族或环族二氨基甲酸酯原料的预热罐(60)及计量泵(61)，通过计量泵(61)能将预热罐(60)中预处理后的原料经进料口(13)泵入到刮板降膜热解蒸发器(10)中进行反应，预热罐(60)温度控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续制备脂肪族或环族二异氰酸酯的方法，其特征在于，该方法是将包含脂肪族或环族二氨基甲酸酯的反应原料均匀混合，通过连续热解制备异氰酸酯的反应系统，在保护气体下，制备脂肪族或环族二异氰酸酯，所述的连续热解制备异氰酸酯的反应系统包含：刮板降膜热解蒸发器（10），该刮板降膜热解蒸发器（10）具有顶部出料口（11）、底部出料口（12）和进料口（13）；与所述刮板降膜热解蒸发器（10）的顶部出料口（11）连接的精馏塔柱（20）；与精馏塔柱（20）的顶部连接的冷凝装置，该冷凝装置包含首尾连通的第一冷凝器（31）及第二冷凝器（32）；        与第一冷凝器（31）的底部连通的若干产品接收罐（41），及与第二冷凝器（32）的底部连通的若干副产物接收罐（42）；其中，所述的刮板降膜热解蒸发器（10）内壁温度为180～350℃，反应压力在‑0.1～0.1Mpa，反应物料在刮板降膜热解蒸发器（10）中的平均停留时间为5～30分钟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵战如，谭学峰，于涛，
申请(专利权)人：上海沣勃新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31