一种异氰酸酯制备过程中尾气的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种异氰酸酯制备过程中尾气的处理方法，包括氯化氢气体的吸收工序、氯气和有机组分的吸收工序、氧气吸收工序、光气分解工序，其中，以气相物流重量为基准计，控制进入光气分解系统的气相中氯气和有机组分总量为10‑100ppm，氧气/(氯气和有机组分总量)的质量比例为10:1‑1000:1，成功降低了氯气、有机组分和氧气对光气分解催化剂的影响，延长了其使用寿命，降低了系统的燃爆风险，并在此过程中副产高品质盐酸，实现了资源的重复利用。

【技术实现步骤摘要】
一种异氰酸酯制备过程中尾气的处理方法
本专利技术属于尾气处理
，具体涉及一种异氰酸酯制备过程中尾气的处理方法。
技术介绍
目前工业生产异氰酸酯多采用光气化法，参考以下文献：G.Oertel(编辑)PolyurethaneHandbook，第2版，HanserVerlag,Munich,1993，第60页；Ullmann'sEncyclopediaoflndustrialChemistry，第5版，A19卷，第390页起，VCHVerlagsgesellschaftmbH,Weinheimo，1991；G.Wegener等AppliedCatalysisA:Genera1221(2001),第303-335页，ElsevierScienceB.V。根据光气化反应原理，生产异氰酸酯的装置排放的尾气中含有大量的氯化氢、光气、氯气、一氧化碳等有毒有害气体和少量挥发性溶剂例如氯苯、邻二氯苯、四氯化碳等，直接排放会对环境造成污染，也可能造成人员中毒，因此，需对其尾气进行处理。CN111111432A公开了一种光气化反应尾气的处理方法，其流程是先利用溶剂对尾气中的氯气进行吸收处理，然后利用冷凝操作对尾气中的有机溶剂进行处理，避免对催化剂的使用造成影响，再对尾气中的氯化氢进行处理，最后对光气的处理。其中用于氯气吸收的溶剂可选苯、四氯化硅、壬烷、一氯化硫、四氯化碳、氯磺酸、四氯化硅、正十二烷等，用于氯化氢吸收的溶剂可选正丁醇、甘油、碳酸二乙酯、磷酸三甲酯等，光气分解催化剂选择SN-7501。专利技术采用有机溶剂吸收氯化氢后续还需解析有机溶剂中的氯化氢，再用碱液吸收，处理方法相对复杂，且无副产品产出。专利技术中提到的这种处理方式要求尾气中氯气含量在1％-2％之间，但专利中未对尾气中氯气含量低于1％时的工况进行说明。CN102160956A提供了一种实现工业废气中光气尾气的回收和再利用的光气尾气吸收、利用的方法，通过卤代经溶剂直接冷却吸收，回收光气尾气中的光气和部分氯化氢，得光尾气溶液，上述光尾气溶液，在复合催化剂作用下，用作合成农药中间体或酰氯类化工产品的光气原料。吸收剩余气相在通过水吸收、破解吸收和碱破解吸收最后排放。目前光气化反应尾气处理方法中，多采用逐级吸收的方式，逐步除去尾气中的HCl、氯气，随后采用水或碱破解的方式除去光气，主要区别在于除去各组分的先后顺序不同。未见到系统性研究光气破解催化剂失活问题的报道。
技术实现思路
目前光气化反应尾气处理方法中，需要经过光气破解工序，该工序使用的催化剂通常为SN-7501和活性炭。研究发现，除Cl2会对光气破解催化剂具有毒害作用之外，光气化反应的原料之一光气中含有的四氯化碳杂质，以及光气化反应的溶剂和溶剂吸收过程中带出的溶剂，都会对光气破解催化剂具有毒害作用；此外，大多数的尾气处理装置，由于排放的需要，需增设风机，因此会出现局部负压的情况，导致体系中氧气含量较高，氧气含量达到一定的范围时，会加快光气分解催化剂中毒失活。本专利技术所要解决的技术问题是提供一种异氰酸酯制备过程中尾气的处理方法，通过控制进入光气分解系统中氯气和有机组分(包括四氯化碳和溶剂，所述溶剂包括光气化反应尾气中带出的光气化反应使用的溶剂和光气化反应尾气的溶剂吸收工序带出的溶剂)的含量，并优选控制氧气与有机组分的比例，提高光气分解催化剂的使用寿命。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种异氰酸酯制备过程中光气化反应尾气的处理方法，包括氯化氢气体的吸收工序、氯气和有机组分的吸收工序、氧气吸收工序、光气分解工序，其中，以气相物流重量为基准计，控制进入光气分解系统的气相中氯气和有机组分总量为10-100ppm，优选20-50ppm，优选地，进入光气分解系统的气相中氧气/(氯气和有机组分总量)的质量比例为10:1-1000:1，优选20:1-200:1，更优选50:1-100:1。其中，所述有机组分包括四氯化碳和溶剂，所述溶剂选自氯苯、邻二氯苯等。本专利技术的方案中，所述溶剂的来源包括两部分：一是光气化反应过程中使用的溶剂会被尾气带出一部分，二是尾气处理过程中，使用的吸收溶剂会被尾气带出一部分。在优选的实施方式中，使用的吸收溶剂与光气化反应过程中使用的溶剂相同。作为控制气相中氯气、四氯化碳和光气化反应中带出溶剂含量的方法，例如是：通过用光气化反应中相同溶剂对氯化氢吸收塔出口气相物流进行吸收，并控制吸收塔的塔内温度不超过一定范围。作为控制气相中由于溶剂洗涤带出的溶剂含量的方法，例如是：对有机组分吸收系统出口的气相物流进行冷凝处理，降低其中带出溶剂的含量。作为控制气相中氧气含量的方法，例如是：①整个尾气处理系统采用正压操作，减少空气进入系统；②增设氧气吸收工序，利用还原性溶液对氧气进行吸收。在本专利技术的一种优选的具体实施方式中，一种异氰酸酯制备过程中光气化反应尾气的处理方法，包括以下步骤：(1)将异氰酸酯制备过程中产生的尾气通入氯化氢吸收塔塔底，从塔顶通入吸收液，气液两相逆流接触，完成氯化氢气体的吸收，制备副产品盐酸；其中，所述尾气在处理之前，以尾气的重量为基准计，通常含有氯气0.01-0.05wt％、氯化氢30-50wt％、溶剂0.1-0.5wt％、光气0.01-0.05wt％、四氯化碳0.05-0.1wt％、氧气1-5wt％；(2)将步骤(1)中塔顶采出的气相通入有机组分洗涤塔塔底，从塔顶通入用于吸收的有机溶剂，与气相逆流接触，完成对有机组分和氯气的吸收，塔顶采出的气相经过塔顶冷凝器的冷凝后，分为气液两相，气相通入氧气吸收塔塔底，液相回流至有机组分洗涤塔；(3)步骤(2)冷凝后的气相通入氧气吸收塔，与通入氧气吸收塔的还原性溶液逆流接触除去氧气，塔顶采出的气相经过塔顶冷凝器的冷凝后，分为气液两相，液相回流至氧气吸收塔，剩余气相通入光气分解塔；(4)步骤(3)中通入光气分解塔的气相与塔顶通入的光气分解液在催化剂的作用下将剩余光气分解产生CO2和HCl，氯化氢被吸收液吸收为盐酸返回盐酸储罐，光气分解塔顶采出的气相排空。步骤(1)中，所述吸收液为工艺水或1％-5％(质量分数)稀盐酸，优选工艺水或1wt％稀盐酸；优选地，氯化氢吸收塔塔釜温度为50-150℃，优选70-130℃；进一步地，氯化氢吸收塔操作压力为-10-200kPaG，优选20-100kPaG。步骤(2)中，所述用于吸收的有机溶剂优选采用与光气化反应过程相同的溶剂，选自间苯二甲酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、氯苯和邻二氯苯中的一种或多种，优选为氯苯、邻二氯苯；优选地，所述用于吸收的有机溶剂的温度为-20～20℃，优选-15～15℃，更优选-10～5℃；进一步地，有机组分洗涤塔塔釜温度为-10～30℃，优选-5～15℃，更优选0～10℃；进一步地，有机组分洗涤塔操作压力为-10～200kPaG，优选0～100kPaG；进一步地，有机组分洗涤塔塔顶冷凝器出口气相物流温度为-40～0℃，优选-25～-5℃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异氰酸酯制备过程中光气化反应尾气的处理方法，所述处理方法包括光气分解工序，其特征在于，控制进入光气分解系统的气相中氯气和有机组分总量为10-100ppm，优选20-50ppm，所述有机组分包括四氯化碳和溶剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种异氰酸酯制备过程中光气化反应尾气的处理方法，所述处理方法包括光气分解工序，其特征在于，控制进入光气分解系统的气相中氯气和有机组分总量为10-100ppm，优选20-50ppm，所述有机组分包括四氯化碳和溶剂。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进入光气分解系统的气相中氧气/(氯气和有机组分总量)的质量比例为10:1-1000:1，优选20:1-200:1，更优选50:1-100:1。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述尾气在处理之前，以尾气的重量为基准计，含有氯气0.01-0.05wt％、氯化氢30-50wt％、溶剂0.1-0.5wt％、光气0.01-0.05wt％、四氯化碳0.05-0.1wt％、氧气1-5wt％。


4.一种异氰酸酯制备过程中光气化反应尾气的处理方法，包括以下步骤：
(1)将异氰酸酯制备过程中产生的尾气通入氯化氢吸收塔塔底，从塔顶通入吸收液，气液两相逆流接触，完成氯化氢气体的吸收；
其中，所述尾气在处理之前，以尾气的重量为基准计，含有氯气0.01-0.05wt％、氯化氢30-50wt％、溶剂0.1-0.5wt％、光气0.01-0.05wt％、四氯化碳0.05-0.1wt％、氧气1-5wt％；
(2)将步骤(1)中塔顶采出的气相通入有机组分洗涤塔塔底，从塔顶通入用于吸收的有机溶剂，与气相逆流接触，完成对有机组分和氯气的吸收，塔顶采出的气相经过塔顶冷凝器的冷凝后，分为气液两相；
(3)步骤(2)冷凝后的气相通入氧气吸收塔，与通入氧气吸收塔的还原性溶液逆流接触除去氧气，塔顶采出的气相经过塔顶冷凝器的冷凝后，分为气液两相；
(4)步骤(3)中冷凝后的气相通入光气分解塔，与塔顶通入的光气分解液在催化剂的作用下将剩余光气分解产生CO2和HCl；
其中，控制进入光气分解塔的气相中氯气和有机组分总量为10-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振有，文放，吴雪峰，马海洋，张宏科，陈良进，徐丹，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，万华化学宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37