用间壁式蒸馏塔纯化甲苯二异氰酸酯以进行最终纯化的方法技术

本发明专利技术涉及从光气含量小于2％重量的粗制蒸馏原料中纯化甲苯二异氰酸酯的方法，包括a)将光气含量小于2％重量的粗制蒸馏原料分馏以除去溶剂，反应残余物可任选除去，以制得溶剂含量小于20％重量的甲苯二异氰酸酯粗原料，和b)在间壁式蒸馏塔中将溶剂含量小于20％重量的甲苯二异氰酸酯粗原料分成四个产品馏分P1－P4，其中P1是富含气相低沸剂和溶剂的气流，P2是富含低沸剂和溶剂的产品，P3是含有甲苯二异氰酸酯的富含高沸剂的塔底产品，P4是低沸剂含量少的甲苯二异氰酸酯产品流，高沸剂和反应残余物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用间壁式蒸馏塔纯化甲苯二异氰酸酯以进行最终纯化的方法本专利技术涉及对甲苯二异氰酸酯(TDI)回收和纯化方法的改进，它使用了间壁式塔来最终纯化TDI产品。本专利技术的方法受益于达到较高TDI纯度的能力。本专利技术涉及一种方法，其中当溶剂溶液存在时甲苯二胺与光气在液相中发生反应，或者其中甲苯二胺直接在气相中与光气反应并用溶剂在反应后淬火冷却；然后将过量的光气从所得反应混合物中部分或全部除去，并将去光气化的粗制蒸馏原料加到分馏装置中，其中已经除去了溶剂和任选的残余物。随后将粗制的TDI原料加到间壁式蒸馏塔中，从中回收四个馏分。1)气相低沸剂和富含溶剂的产品，优选从中回收可冷凝的种类并将其重新回到去光气化、除去残余物或除去溶剂的过程。2)富含低沸剂的产品，优选将其回到去光气化、除去残余物或除去溶剂的过程，或者作为单独的产品气回收。3)富含高沸剂的塔底产品，优选将其投入除去残余物的系统以进一步回收挥发物。4)异氰酸酯产品流。本专利技术所属
是纯化甲苯二异氰酸酯(TDI)混合物的方法。TDI混合物通常是通过将甲苯与硝酸反应产生二硝基甲苯(DNT)，氢化所得二硝基甲苯(DNT)得到甲苯二胺(TDA)，并将甲苯二胺(TDA)与光气反应得到甲苯二异氰酸酯(TDI)制得的。甲苯二异氰酸酯(TDI)是商业上可获得的物质，具体可用于制造聚氨酯、聚脲和聚异氰尿酸酯聚合物，尤其是发泡聚合物。DE-A1-3736988揭示出，有机单-或多-异氰酸酯是通过在150℃以下，使相应的溶于惰性溶剂的单-或多-胺与同样溶于惰性溶剂的光气反应连续制备的。所述胺和光气溶液被合并并使其通过一个或多个反应塔，反应塔底部与顶部依次相连并至少共有10个被多孔板隔开的独立的反应室，此板上洞的最大直径优选为20mm。EP-A1-570799揭示出，芳香族二异氰酸酯通过二胺和光气的反应生产。所述光气和二胺在二胺的沸点温度以上，反应的平均接触时间为0.5-5秒。该混合物连-->续通过200-600℃的柱状反应空间以充分反应并避免反混。然后冷却气体混合物以冷凝二异氰酸酯，并将温度保持在高于上述相应于所用二胺的氨基甲酸氯化物的分解温度。用惰性溶剂洗去未冷凝的二异氰酸酯，通过蒸馏回收该惰性溶剂。聚氨酯手册(Polyurethane Handbook)(Oertel，G.编，聚氨酯手册(Polyurethane Handbook)，Munich，德国：Hanser出版社，1985，62-73页)描述了此领域用来生产甲苯二异氰酸酯的光气化和蒸馏方法的状况。在蒸馏过程中，溶剂被作为来自溶剂塔的塔顶产品从粗制的TDI混合物中完全除去，该溶剂被返回光气化过程或返回过量的光气回收物。来自溶剂塔的剩余的粗制异氰酸酯塔底流被送到预闪蒸器(pre-flasher)，在这里得到了两种产品：富含异氰酸酯的塔顶产品和富含残余物的塔底流，后者被加到残余物去除装置中。在残余物去除装置中，挥发性物质然后被从上述富含残余物流中除去并冷凝。来自残余物的被冷凝的挥发性物质以及来自预蒸发器的塔顶流然后被合并，并加到异氰酸酯塔中。在异氰酸酯塔中，产品异氰酸酯被作为顶部流回收，而富含高沸剂的塔底流被返回预蒸发器。完全溶剂除去(complete solvent removal)是在一个溶剂塔中进行的，这一事实限制了该方法。由于已知TDI的产率受到高温的负面影响，完全溶剂除去必需在相对较低的压力下进行以使槽温度(sump temperature)足够低以避免产量损失，因此需要较大的槽。此外，异氰酸酯和残余物长时间处于加热区域会导致残余物形成速度较高。最后，在将塔顶流送到异氰酸酯塔之前从预蒸发器中冷凝塔顶流是能量低效的。在Industrielle Aromatenchemie(Franck H.-G.和Stadelhofer J.，Industrielle Aromatenchemie.柏林，德国：Springer Verlag，1987，253页)中描述了第二种现有技术的方法。在此方法中，粗制TDI-溶剂混合物被加到两步预蒸发步骤后，得到了低沸的塔顶蒸汽产品和不含溶剂的富含残余物的塔底产品，后者被加到残余物去除装置中。在去除残余物的过程中，挥发性物质然后从富含残余物的物流中除去并冷凝。来自预蒸发器的塔顶产品被加到溶剂塔中。在溶剂塔中，溶剂被完全作为塔顶产品除去，而溶剂则返回到光气化装置或过量光气回收装置。来自溶剂塔的剩余的粗制异氰酸酯塔底流和来自残余物去除装置的冷凝的挥发性物质一起被加到异氰酸酯塔中。在异氰酸酯塔中，异氰酸酯产品被作为塔顶流回收，而富含高沸剂(聚合的异氰酸酯和可水解的氯化物化合物(HCC)，以及其它非挥发性物质)的塔底流返回预蒸发器。该方法也受到完全溶剂除去(complete solventremoval)必需在一个溶剂塔中进行这一事实的限制。如聚氨酯手册(PolyurethaneHandbook)中描述的方法，完全溶剂除去必需在相对较低的压力下进行以使槽温度-->足够低以避免产量损失，因此需要较大的塔。然而，与上述方法相比，该方法降低了异氰酸酯和残余物在加热区中停留的时间，从而可能导致较低的残余物形成速度。此外，由于送回到异氰酸酯塔的气流不必再冷凝，该方法将是能效较高的。从关于TDI/MDI的化学系统(Chem System)的PERP Report for TDI/MDI(ChemSystems，Process Evaluation Research Planning TDI/MDI 98/99S8，Tarrytown，纽约州，美国：Chem Systems，1999，27-32页)可知，可用以下方法实现对粗制TDI蒸馏原料产品的分馏。一般，来自去光气化阶段的液体产品被送到预蒸发器，其中产生了作为塔底产品的富含残余物的液相产品和作为塔项产品的主要含有溶剂和异氰酸酯的气相产品。来自预蒸发步骤的塔底产品被进行从反应残余物中除去挥发性化合物的步骤(残余物去除)。在残余物去除阶段分出的挥发性成分以及来自预蒸发器的气相产品被送到溶剂塔，这里实现异氰酸酯与溶剂的最初分离并除去任何剩余的光气。所得产品是富含光气的塔顶产品、作为中间产物的相对较纯的溶剂流和富含异氰酸酯的塔底产品。光气流然后被返回去光气化步骤或过量光气回收步骤。溶剂产品然后被用于光气化步骤以及过量光气回收步骤。底部富含异氰酸酯的产品然后被送到第二溶剂去除塔，在这里回收剩余的溶剂。此步骤产生的顶部溶剂产品，当相对较纯时，可被用于光气化步骤或过量光气回收步骤，或者可返回主要溶剂回收步骤。最终不含溶剂的塔底异氰酸酯产品被送到异氰酸酯塔，得到异氰酸酯塔顶产品和残余物以及富含可水解的氯化物化合物(HCC)的塔底气流被返回预蒸发阶段或残余物除去阶段。与聚氨酯手册(Polyurethane Handbook)中描述的方法相比，该方法与Industrielle Aromatenchemie中描述的方法类似，实现了降低异氰酸酯和残余物在加热区中停留的时间，从而可能导致较低的残余物形成速度。此外，与Industrielle Aromatenchemie中描述的方法类似，由于送回到异氰酸酯塔的气流不必再冷凝，该方法将比聚氨酯手册中揭示的方法能效高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.从光气含量小于2％重量的粗制蒸馏原料中纯化甲苯二异氰酸酯的方法，其特征在于，所述方法包括a)将光气含量小于2％重量的粗制蒸馏原料分馏以除去溶剂，反应残余物可任选除去，以制得溶剂含量小于20％重量的甲苯二异氰酸酯粗原料，和b)在间壁式蒸馏塔中将溶剂含量小于20％重量的甲苯二异氰酸酯粗原料分成四个产品馏分P1-P4，其中P1是富含气相低沸剂和溶剂的气流，P2是富含低沸剂和溶剂的产品，P3是含有甲苯二异氰酸酯的富含高沸剂的塔底产品，P4是低沸剂含量少的甲苯二异氰酸酯产品流，高沸剂和反应残余物。

【技术特征摘要】
2002.10.22 EP 02023662.61.从光气含量小于2％重量的粗制蒸馏原料中纯化甲苯二异氰酸酯的方法，其特征在于，所述方法包括a)将光气含量小于2％重量的粗制蒸馏原料分馏以除去溶剂，反应残余物可任选除去，以制得溶剂含量小于20％重量的甲苯二异氰酸酯粗原料，和b)在间壁式蒸馏塔中将溶剂含量小于20％重量的甲苯二异氰酸酯粗原料分成四个产品馏分P1-P4，其中P1是富含气相低沸剂和溶剂的气流，P2是富含低沸剂和溶剂的产品，P3是含有甲苯二异氰酸酯的富含高沸剂的塔底产品，P4是低沸剂含量少的甲苯二异氰酸酯产品流，高沸剂和反应残余物。2.制造甲苯二异氰酸酯的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a)使甲苯二胺与光气反应，得到粗制的蒸馏原料，b)如果来自步骤a)的粗制蒸馏原料含有大于2％重量或更多的光气，从来自步骤a)的粗制蒸馏原料中分离光气，得到光气含量小于2％重量的粗制蒸馏原料，c)将光气含量小于2％重量的粗制蒸馏原料分馏以除去溶剂，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·P·格林，B·小布拉迪，B·柯根霍夫，K·韦尔科克，H·P·绍尔，
申请(专利权)人：拜尔公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE