一种制备异氰酸酯中强化分离的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种制备异氰酸酯中强化分离的方法及装置，所述方法包括如下步骤：在催化剂作用下，含氨基甲酸酯的有机溶剂溶液在保护气体的吹扫下进行热分解，得到含异氰酸酯的第一物料和反应吹扫气；所述第一物料包括第一流股，所述第一流股经换热后与所述反应吹扫气进行逆流吹扫，得到携带副产物的吹扫尾气，所述逆流吹扫后的第一流股循环至热分解中进行反应；所述第二流股采出异氰酸酯产品；所述方法显著提高了异氰酸酯的收率和纯度；所述装置通过设置与反应装置相连的分离装置，并将第一流股管道连接至分离装置的上部入口，能够以较小的设备成本同时实现反应和产物的分离，且运行成本低廉，经济效益高。经济效益高。经济效益高。

【技术实现步骤摘要】
一种制备异氰酸酯中强化分离的方法及装置


[0001]本专利技术涉及异氰酸酯制备
，尤其涉及非光气制备异氰酸酯
，特别涉及一种制备异氰酸酯中强化分离的方法及装置。

技术介绍

[0002]异氰酸酯是生产聚氨酯的主要原料，被广泛用于弹性体、涂料、塑料、农药和皮革等行业。目前对异氰酸酯的需求量在逐年增长，所以异氰酸酯的应用前景非常广阔。市场上的异氰酸酯产品主要有苯异氰酸酯（Phenyl Isocyanate，PI）、二苯甲烷二异氰酸酯（Diphenyl Methane Diisocyanate，MDI）、甲苯二异氰酸酯（Toluene Diisocyanate，TDI）和六亚甲基二异氰酸酯（Hexamethylene Diisocyanate，HDI）等。
[0003]目前异氰酸酯的生产方法主要为光气法，如CN101805272A公开了一种通过界面光气化反应制备异氰酸酯的方法，该方法包括以下步骤：(a)多胺的溶液流与光气的液流分别流经各自的混合器后，以30~180度的接触夹角注入到第一级反应器中，使多胺的溶液流与光气的液流接触、混合，并在界面上进行光气化反应；(b)所得到的光化液进入第二级反应器中，继续进行光化反应，得到含异氰酸酯的光化液；(c)含异氰酸酯的光化液经分离、提纯后得到异氰酸酯产品。但该方法使用剧毒的光气作原料，副产大量的盐酸，生产装置复杂，对设备要求高，工序流程多，对环境污染较严重，产品中的副产物不易分离，该方法正逐渐被淘汰，因此在光气法的基础上发展了非光气法。
[0004]目前关于采用非光气法来制备异氰酸酯的研究逐渐增多，如CN1143952A公开了一种异氰酸酯的制备方法，所述制备方法以苯胺和二氧化碳为原料制MDI的工艺路线，该方法通过N
‑
苯基甲胺酸甲酯最终合成MDI，但未实现工业化。CN103492364A公开了一种甲苯二异氰酸酯的制造方法，其开发的TDI生产工艺，是通过氨基化合物与一氧化碳合成氨基甲酸酯，氨基甲酸酯再热解得到异氰酸酯，但该方法存在催化剂与产物分离困难且催化剂对设备有腐蚀等问题；WO0156977公开了一种以碳酸二甲酯为原料生产TDI的方法，该方法用碳酸二甲酯与甲苯二胺反应生成氨基甲酸酯，氨基甲酸酯再热解生成TDI，但该方法的不足之处在于反应时间长和设备复杂，且氨基甲酸酯的热解温度较高。
[0005]因此，需要开发一种能够提高异氰酸酯收率的非光气制备异氰酸酯的方法和装置。

技术实现思路

[0006]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种制备异氰酸酯中强化分离的方法及装置，所述方法克服了现有技术中环境污染严重、工艺路线复杂和产品浓缩分离困难等问题，提高了非光气制备异氰酸酯的反应转化率和收率，同时能较好的实现产物分离，易于与现有的工业技术接轨，且可实现循环利用，环境友好无污染。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种制备异氰酸酯中强化分离的方法，所述方法包括如下
步骤：在催化剂作用下，含氨基甲酸酯的有机溶剂溶液在保护气体的吹扫下进行热分解，得到含异氰酸酯的第一物料和反应吹扫气；所述第一物料包括第一流股，所述第一流股经换热后与所述反应吹扫气进行逆流吹扫，得到携带副产物的吹扫尾气，所述逆流吹扫后的第一流股循环至热分解中进行反应，热分解产生异氰酸酯。
[0008]本专利技术提供的制备异氰酸酯中强化分离的方法通过将反应后的产物部分采出，另一部分经反应吹扫气吹扫携带走其中沸点较低的副产物后，再循环至热分解过程中，从而使热分解体系中副产物含量低，充分利用了反应吹扫气中的热量，能够促进反应朝着制得异氰酸酯的方向进行，显著提高异氰酸酯产品的收率和纯度。而且本专利技术提供的方法减少了后续副产物与异氰酸酯的分离流程，提高了经济效益。
[0009]优选地，所述有机溶剂包括烷烃、卤代烃、芳烃、卤代芳烃或醚中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为烷烃和卤代烃的组合，烷烃和芳烃的组合，芳烃和卤代烃的组合，卤代芳烃和卤代烃的组合，醚和卤代烃的组合。
[0010]所述烷烃包括庚烷、辛烷、壬烷、葵烷、十一烷、十二烷或十三烷等中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括庚烷和壬烷的组合，庚烷和辛烷的组合，辛烷和壬烷的组合，壬烷和十一烷的组合。
[0011]所述卤代烃包括氯代烷烃、溴代烷烃或碘代烷烃中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括氯代烷烃和溴代烷烃的组合，氯代烷烃和碘代烷烃的组合，溴代烷烃和碘代烷烃的组合，例如可以是1
‑
氯辛烷、1
‑
溴壬烷或1
‑
碘葵烷等。
[0012]所述芳烃包括甲苯、苯、乙苯或对二甲苯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括甲苯和苯的组合，甲苯和乙苯的组合，苯和乙苯的组合，对二甲苯和乙苯的组合。
[0013]所述卤代烃包括氯苯、二氯苯、三氯苯、二溴苯或三溴苯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括氯苯和二氯苯的组合，氯苯和二溴苯的组合，二氯苯和三氯苯的组合，三氯苯和三溴苯的组合。
[0014]优选地，所述有机溶剂包括氯苯、苯、甲苯或二氯苯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为氯苯和苯的组合，苯和甲苯的组合，甲苯和二氯苯的组合。本专利技术优选上述有机溶剂，能够更好地溶解氨基甲酸酯，且上述有机溶剂本身呈惰性，不参加分解反应，减少副产物的产生。
[0015]优选地，所述氨基甲酸酯包括甲苯二氨基甲酸甲酯、二苯甲烷二氨基甲酸甲酯、异佛尔酮二氨基甲酸苯酯、六亚甲基二氨基甲酸甲酯、二环己基甲烷二氨基甲酸乙酯、萘二氨基甲酸丁酯、对苯二氨基甲酸丙酯、1,4
‑
环己烷二氨基甲酸甲酯、苯二亚甲基二氨基甲酸戊酯、环己烷二亚甲基二氨基甲酸己酯、三甲基
‑
1,6
‑
六亚甲基二氨基甲酸乙酯、四甲基间苯二亚甲基二氨基甲酸庚酯或降冰片烷二氨基甲酸苯酯等。
[0016]优选地，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4
‑
环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基
‑
1,6
‑
六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯或降冰片烷二异氰酸酯等。
[0017]本专利技术并不限于上述氨基甲酸酯的热分解，只要是能够经分解得到异氰酸酯的氨基甲酸酯即可。
[0018]优选地，所述催化剂包括金属单质和/或金属氧化物。
[0019]所述金属单质中的金属选自元素周期表中的IIA、IIIA、IVA、VA、IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB或VIII族的金属元素，例如可以是镁、锌、铜、钒、铬、锰、铁、钴、镍、钛、钪、铝、镓、锆、铑、钯或锡中的任意一种或至少两种的组合，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备异氰酸酯中强化分离的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在催化剂作用下，含氨基甲酸酯的有机溶剂溶液在保护气体的吹扫下进行热分解，得到含异氰酸酯的第一物料和反应吹扫气；所述第一物料包括第一流股，所述第一流股经换热后与所述反应吹扫气进行逆流吹扫，得到携带副产物的吹扫尾气，所述逆流吹扫后的第一流股循环至热分解中进行反应，热分解产生异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的制备异氰酸酯中强化分离的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括烷烃、卤代烃、芳烃、卤代芳烃或醚中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的制备异氰酸酯中强化分离的方法，其特征在于，所述催化剂包括金属单质和/或金属氧化物；所述金属单质中的金属选自元素周期表中的IIA、IIIA、IVA、VA、IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB或VIII族的金属元素；所述金属氧化物中的金属选自元素周期表中的IIA、IIIA、IVA、VA、IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB或VIII族的金属元素。4.根据权利要求1所述的制备异氰酸酯中强化分离的方法，其特征在于，所述副产物包括苯酚或碳原子数为1~10的醇类中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1所述的制备异氰酸酯中强化分离的方法，其特征在于，所述保护气体包括氮气、氩气、氦气、氯苯、甲苯、环己烷、支链烷烃、直链烷烃或氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会泉，陈家强，王利国，贺鹏，徐爽，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：