后处理由制备异氰酸酯产生的蒸馏残渣的方法技术

本发明专利技术涉及后处理由制备异氰酸酯产生的蒸馏残渣的方法，其中借助喷雾干燥法回收存在于蒸馏残渣中的单体异氰酸酯，并由此显著提高单体异氰酸酯的总收率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】后处理由制备异氰酸酯产生的蒸馏残渣的方法本专利技术涉及后处理由制备异氰酸酯产生的蒸馏残渣的方法，其中借助喷雾干燥法回收存在于蒸馏残渣中的单体异氰酸酯，并由此显著提高单体异氰酸酯的总收率。在工业制备异氰酸酯时产生蒸馏残渣，其需要进一步后处理。这些蒸馏残渣尤其包含聚合产物并仍含有单体异氰酸酯组分。本专利技术涉及能以简单方式以高收率回收蒸馏残渣中的单体异氰酸酯组分的方法。用于处理所提及的制备异氰酸酯的蒸馏残渣的现有技术描述了各种方法。残渣处理的总体目标是使异氰酸酯收率最大化、使残渣生成量最小化和尽可能适当地低成本和简单地利用不再可用于异氰酸酯制备工艺的残渣量。原则上已知下列方法：原则上，可以连续或不连续地燃烧蒸馏残渣。该方法在技术上简单并且可用于生成有效蒸汽（Nutzdampfer），只要在异氰酸酯生产设施附近存在适用于此的热利用设施，以确保经由管道连接清除。但是，这种方法的大的缺点是收率损失，其原因在于该蒸馏残渣始终还包含一并被烧掉的有价值的产品异氰酸酯。如果如此运行异氰酸酯的蒸馏，以至于从塔底产物中完全或几乎完全除去异氰酸酯，则仅留下很难加工的固体残渣。为避免这一点，通常如此选择蒸馏条件，以使蒸馏塔的塔底产物仍为液体，但这只有在其仍包含大量的所需异氰酸酯组分时才能成功，因此异氰酸酯不可避免地共同送去燃烧。为使异氰酸酯收率损失最小化，可以将蒸馏残渣转移到搅拌和加热的容器中并与在蒸馏条件下呈惰性的高沸点烃，优选沥青混合，以尽可能完全蒸馏出尚存于残渣中的游离异氰酸酯（EP0548685A2）。留下的已脱除异氰酸酯的残渣可作为可自由流动的固体排出并送去燃烧。除使用该方法的外来物质（沥青）外，这种方法的缺点还在于由于异氰酸酯的聚合而损失收率，因为该方法包括在高温下的长的停留时间。用于分离异氰酸酯残渣的另一方法的特征在于使用捏合干燥机（EP0626368A1）。在这种方法中，将上述加热和搅拌的容器换成捏合干燥机。通过如上述实例中那样使用例如沥青，以可自由流动的固体形式获得留下的残渣，其可以用作例如水泥厂中的燃料。相对于上文提到的方法，这种方法的优点是收率提高，由于更复杂的技术造成的需要更高的投资成本会被视为缺点。此外，机械运动部件的使用必然造成更高的维护费用。EP0699659A2描述了从残渣在可蒸发的有价值物质和/或溶剂中的溶液中分离出固体残渣的方法和装置，其中添加最多20质量%的在有价值物质的蒸发条件下呈惰性的高沸点烃，在真空下将该混合物加热至蒸发温度，此时有价值物质蒸发，被抽出并冷凝，并以自由流动的固体形式获得残渣，将残渣溶液引入保持在蒸发温度下的颗粒状固体材料的搅拌床上。此处的缺点是额外使用高沸点溶剂，必须在进一步工艺中对其进行后处理。专利文献还描述了化学转化异氰酸酯-蒸馏残渣以获得工业上可用的有价值物质的方法，例如用链烷醇胺（US5,902,459）或用二苯甲烷系列的二异氰酸酯（DE4211774A1、US3,694,323）转化由制备甲苯二异氰酸酯产生的残渣。为了回收原料胺（特别是在制备甲苯二异氰酸酯（下文称作TDI）时）而用水水解异氰酸酯蒸馏残渣已被研究了较长时间，并例如描述在US3,128,310、US3,331,876、GB795,639、DE2703313A1和EP1935877A1中。在所引用的方法中，用水在升高的压力和升高的温度下水解异氰酸酯蒸馏残渣。由此，部分残渣转化成原始胺，其可在合适的后处理后再循环至光气化工艺中并因此导致残渣最少化。这种方法不令人满意的部分在于，部分有价值的产物异氰酸酯又被水解成原料物质并且必须再光气化。因此，尽管残渣中所含的异氰酸酯供入适当的物质利用，但希望的是能从残渣中回收异氰酸酯本身。EP1413571A1和EP1371633A1涉及通过在蒸馏中使用分隔壁塔优化TDI的后处理，其尤其使得塔底产物中的TDI含量降低。但是，在此也不能防止产生含异氰酸酯的蒸馏残渣。EP0017972A1描述了通过在流化床中在140至280℃的温度下蒸发而从通过甲苯二胺的光气化制备TDI时形成的蒸馏残渣中分离出TDI和/或更高沸点溶剂的方法。为此，加热该蒸馏残渣并在50至300℃的温度下经由引入设备，例如双组分喷嘴或几个单组分喷嘴喷入由小的给定粒度（0.5至5,000微米）的模型-颗粒（Vorlage-Partikle）和流化气体构成的流化床中。模型-颗粒是已经经过后处理、基本不含有价值物质的残渣（参见例如第6页第8至21行和第7页第15至17行和第32至36行）。在这种方法中，借助引入设备引入流化容器中的蒸馏残渣滴被喷到模型-颗粒的表面上并在那里铺展开，这导致有价值的产物（TDI和/或更高沸点的溶剂）蒸发并形成不含有价值物质的残渣构成的壳状颗粒。有价值的产物的蒸发在模型-颗粒上发生。要后处理的残渣在引入流化反应器之前就已使异氰酸酯的浓度降低到其必须至少部分作为熔体喷入流化床的程度（第4页第20至23行），因为过高的粘度阻碍雾化过程。缺点是，必须以复杂的方式设定模型-颗粒的粒度（参见例如附图中通过排放口(5)、“分级装置”(18)和粉碎装置(8)将颗粒导回流化反应器中）。这种造粒法通常没有相对较长的周期时间并且在一定时间间隔后必须停止以便中间清洗。对于含异氰酸酯的残渣的后处理情况而言，由于反应空间所需的惰性化和高温以及启动问题，这是不利的。静态方法要求在流化床中再建立具有特定粒度分布的床。例如，如果细粒含量不足，则在原始床内容物增多后存在反应器空转的危险，而在细粒含量过高时，会形成过大的床且该方法会由于随之产生的高机械磨损而塌陷。因此这种造粒法大都通过定期取样和/或目测观察可能性来密切观察。这两种措施不仅需要提高的人工监管费用，而且由于所需工艺条件，特别是由于上文已提到的惰性化和高温而更难实现。由于现有技术的上述缺点，存在对以简单经济的方法由在异氰酸酯制备中产生的蒸馏残渣制得单体异氰酸酯的需求。除尽可能高的单体异氰酸酯的收率外，其还特别以在最小监管费用下的运行稳定性为特征。考虑到这种需求，本专利技术提供了包括下列步骤的制备异氰酸酯的方法：a)光气化伯胺，获得包含相应的异氰酸酯的粗制工艺产物，b)后处理在a)下获得的粗制工艺产物，其中所述后处理包含至少一个蒸馏步骤，其中产生单体异氰酸酯作为馏出物和蒸馏残渣(100)，所述蒸馏残渣除不可蒸发成分例如聚合的异氰酸酯物类外还包含单体异氰酸酯，c)后处理在b)下获得的蒸馏残渣(100)，其中将蒸馏残渣(100)和载气(110)喷入反应器(1)中，蒸馏残渣(100)和载气(110)在此垂直向下流动，以至于单体异氰酸酯部分至完全蒸发并由此获得基本上至完全脱除单体异氰酸酯的干燥残渣(120)和包含单体异氰酸酯的流(130)。本专利技术的方法是所谓的喷雾干燥法。与造粒干燥法（EP0017972A1）不同，在此在步骤b)中获得的蒸馏残渣(100)在进入反应器(1)时并未喷入流化床中。即使在本专利技术的方法中使用流化床，其也在该残渣显著预干燥并取出包含单体异氰酸酯的流(130)后才使用流化床，这具有在下文中详细描述的优点。下面详细解释本专利技术。在本文中，只要从上下文中未明确得出相反的情况，各种实施方案可以彼此任意组合。适用于实施本专利技术的方法的步骤a)的伯胺特别是甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备异氰酸酯的方法，其包括下列步骤：a) 光气化伯胺，获得包含相应的异氰酸酯的粗制工艺产物，b) 后处理在a)下获得的粗制工艺产物，其中所述后处理包括至少一个蒸馏步骤，其中产生作为馏出物的单体异氰酸酯和包含单体异氰酸酯的蒸馏残渣(100)，c) 后处理在b)下获得的蒸馏残渣(100)，其中将蒸馏残渣(100)和载气(110)喷入反应器(1)，由此蒸馏残渣(100)和载气(110)垂直向下流动以使单体异氰酸酯部分至完全地蒸发并由此获得已很大程度至完全地脱除了单体异氰酸酯的干燥残渣(120)和包含单体异氰酸酯的流(130)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.11 EP 12175958.31.用于制备异氰酸酯的方法，其包括下列步骤：a)光气化伯胺，获得包含相应的异氰酸酯的粗制工艺产物，b)后处理在a)下获得的粗制工艺产物，其中所述后处理包括至少一个蒸馏步骤，其中产生作为馏出物的单体异氰酸酯和包含单体异氰酸酯的蒸馏残渣(100)，c)后处理在b)下获得的蒸馏残渣(100)，其中将蒸馏残渣(100)和载气(110)喷入反应器(1)，由此蒸馏残渣(100)和载气(110)垂直向下流动，以使单体异氰酸酯部分至完全地蒸发，并由此获得已贫化了单体异氰酸酯的干燥残渣(120)和包含单体异氰酸酯的流(130)。2.根据权利要求1的方法，其中在反应器（1）的侧取口中取出包含单体异氰酸酯的流（130）并在所述侧取口下方从反应器（1）中取出残渣（120）。3.根据权利要求1或2的方法，其中在喷入反应器(1)时蒸馏残渣(100)的温度为20℃至300℃且在喷入反应器(1)时载气(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：F斯蒂芬斯，T洛登坎佩尔，R贝林豪森，H肯普克斯，
申请(专利权)人：拜耳材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE