一种以菱镁矿石和氢氧化钠为混合处理剂的TDI残渣水解方法技术

本发明专利技术提供了一种以菱镁矿石和氢氧化钠为混合处理剂的TDI残渣水解方法，包括以下步骤：S1、将TDI的固体残渣粉碎；S2、以甘油为反应介质，将TDI残渣加入后加热溶解，得TDI残渣甘油混合液；S3、向TDI残渣甘油混合液中加入菱镁矿石和氢氧化钠溶液在常压下进行水解反应；S4、将反应产物离心分离或过滤进行固液分离，将所得液相盐析、萃取，最后将有机层减压蒸馏得TDA，称量计算其水解产率。相对于传统的在超临界状态下TDI残渣分解的条件，本发明专利技术中TDI残渣分解的反应在温和的条件下就可以完成，降低了对设备的损耗同时也提高了设备的安全性，同时该方法的处理剂成本低廉且易常见，水解收率也相对于传统的高，便于TDI残渣的处理。便于TDI残渣的处理。

【技术实现步骤摘要】
一种以菱镁矿石和氢氧化钠为混合处理剂的TDI残渣水解方法


[0001]本专利技术属于甲苯二异氰酸酯即TDI残渣水解
，具体涉及一种以菱镁矿石和氢氧化钠为混合处理剂的TDI残渣水解方法。

技术介绍

[0002]TDI是甲苯二异氰酸酯的简称，TDI是制造聚氨酯的重要基础化工材料，由于TDI有着优异且稳定的化学性能，在工业生产中成为聚氨酯工业的重要部分，是现如今聚氨酯市场上不可或缺的有机原料，其产品广泛应用于家装、建筑、汽车、涂料等领域。聚氨酯为世界六大具有发展前途的合成材料之一，具有耐磨、耐低温、耐油和耐臭氧等功能，近年已在我国取得了快速发展。TDI作为聚氨酯工业主要原料之一，由于其本身具有的优异性能和广泛用途，已成为异氰酸酯化合物中应用广泛的品种之一。
[0003]在合成TDI的反应过程中TDI极易发生聚合反应生成一种主要由脲类化合物构成的焦油。这种焦油具有一定的热敏性，尤其是当焦油中所含有的TDI被蒸净的瞬间更容易发生膨化现象，即瞬间变成带有蜂窝状空隙的固体。在TDI生产过程中，无论采用何种生产工艺，都会有焦油残渣产生。对于焦油残渣的处理，或者将其填埋或投入至海洋，但会导致土壤污染和水质污染；或者直接采用焚烧法，而因焚烧时产生氮氧化物、硫氧化物、二噁英等引起仅次于填埋或投入至海洋的环境问题，因此，如果能够将其回收利用，将具有极大的经济价值和资源及环境保护意义。
[0004]生物柴油工业的崛起，在获得大量生物柴油物质的同时，也产生了大量的副产甘油，如何对其副产物甘油进行充分地开发利用，将影响整个工艺的综合利用率和经济性。如果将其与TDI残渣的分解处理过程有机结合，则具有较大的技术意义和经济价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种以菱镁矿石和氢氧化钠为混合处理剂的TDI残渣水解方法，以解决上述
技术介绍
中提出的TDI残渣处理会造成环境污染以及生物柴油物质生产过程中产生大量的副产甘油利用的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种以菱镁矿石和氢氧化钠为混合处理剂的TDI残渣水解方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将TDI的固体残渣粉碎；
[0008]S2、以甘油为反应介质，将TDI残渣加入，其中TDI残渣和甘油的质量比为1:3～1:10，然后加热溶解，其中溶解温度为120
‑
160℃，溶解时间为0.5～2h，得TDI残渣甘油混合液；
[0009]S3、向TDI残渣甘油混合液中加入菱镁矿石和氢氧化钠溶液在常压下进行水解反应；
[0010]S4、将反应产物离心分离或过滤进行固液分离，将所得液相用饱和氯化钠溶液盐
析，再用乙酸乙酯萃取，最后将有机层减压蒸馏得TDA，称量计算其水解产率。
[0011]优选的，所述菱镁矿石不需进行焙烧预处理，TDI残渣和菱镁矿石用量的质量比为1:0.5～1:0.6。
[0012]优选的，所述氢氧化钠溶液具体为5g氢氧化钠溶于20ml蒸馏水中制成。
[0013]优选的，在S3中的反应温度为90～150℃，反应时间为0.5～2h。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0015]1、本专利技术相对于传统的在超临界状态下TDI残渣分解的条件，本专利技术中TDI残渣分解的反应在温和的条件下就可以完成，降低了对设备的损耗同时也提高了设备的安全性。
[0016]2、采用甘油作为残渣溶解剂，由于甘油相较于传统的乙二醇具有更多的羟基，因而本专利技术中的反应温度更低、溶剂用量更少，能节约能源和资源。
[0017]3、本专利技术中的菱镁矿石不需要焙烧而直接与水在本反应条件下就可以生成氢氧化镁，主要是菱镁矿石主要成分为碳酸镁，碳酸镁和水煮沸时可生成氢氧化镁和CO2，因而菱镁矿石可以直接作为TDI残渣水解的催化剂，相较于以白云石或含有碳酸钙成分的矿石催化剂需要经过较高温度的焙烧以后才可用于水解反应，本专利技术大大降低了生产能耗，提高了资源使用的合理性。
[0018]4、本专利技术中氢氧化镁的溶解性远远小于氢氧化钙的溶解性，并且不能和CO2反应生成碳酸镁，因而在水解反应过程中氢氧化镁稳定性较好，消耗率较低，可以持续起到水解催化作用，氢氧化镁在水解过程中稳定性较好，因而其多孔结构可以得以持续保持，从而在水解过程中除了作为碱性催化剂的作用外，氢氧化镁还可以作为吸附剂吸附载体高度分散TDI残渣，从而提高TDI残渣的水解反应活性中心数量，进而有效提高TDI残渣的水解速率，使得水解所需温度更低，反应时间更短，得到的水解产物确认为TDA，具有较大的经济价值和资源回收意义。
具体实施方式
[0019]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例1，本专利技术提供一种技术方案：一种以菱镁矿石和氢氧化钠为混合处理剂的TDI残渣水解方法，包括以下步骤：
[0021]S1、称取称取粉碎后的5gTDI蒸馏残渣与15g甘油备用；
[0022]S2、以甘油为溶剂，将TDI残渣加入到装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的容量为250mL的反应器中并加热回流，其中回流中期温度为120℃，回流1.5h，回流结束后温度降至90℃，得TDI残渣甘油混合液；
[0023]S3、向TDI残渣甘油混合液中加入2.5g菱镁矿石和20ml氢氧化钠溶液进行水解反应，其中，反应温度为90℃，反应时间为2h，菱镁矿石不需煅烧处理而直接使用，氢氧化钠溶液具体为5g氢氧化钠溶于20ml蒸馏水中制成；
[0024]S4、将反应产物离心分离，将所得液相用饱和氯化钠溶液盐析和乙酸乙酯萃取，最后将有机层减压蒸馏得TDA。
[0025]称量，计算其水解产率为59％。
[0026]对比例1，与实施例1不同的是，在S3中向TDI残渣甘油混合液中加入2.5g三乙四胺和20ml氢氧化钠溶液，然后同样的将反应产物过滤、盐析、萃取，之后减压蒸馏和称量，计算其水解产率为55％。
[0027]对比例2，与实施例1不同的是，在S3中向TDI残渣乙二醇混合液中加入氢氧化钠溶液，同样的将反应产物过滤、盐析、萃取，之后减压蒸馏和称量，计算其水解产率为28％。
[0028]将对比例1最后的水解产率与实施例1比较可得到，传统的三乙四胺催化剂和氢氧化钠混合催化剂，尽管水解产率二者相当，但是三乙四胺比菱镁矿石的成本要要贵很多，使用三乙四胺催化剂增加了水解过程的成本投入，不利于大量使用；将对比例1最后的水解产率与实施例1比较可得到单独的氢氧化钠催化剂的水解产率即TDA收率只有28％，水解效率较低，不利于TDI残渣的水解处理。
[0029]实施例2，本专利技术提供一种技术方案：一种以菱镁矿石和氢氧化钠为混合处理剂的TDI残渣水解方法，包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以菱镁矿石和氢氧化钠为混合处理剂的TDI残渣水解方法，特征在于：包括以下步骤：S1、将TDI的固体残渣粉碎；S2、以甘油为反应介质，将TDI残渣加入，其中TDI残渣和甘油的质量比为1:3～1:10，然后加热溶解，其中溶解温度为120
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160℃，溶解时间为0.5～2h，得TDI残渣甘油混合液；S3、向TDI残渣甘油混合液中加入菱镁矿石和氢氧化钠溶液在常压下进行水解反应；S4、将反应产物离心分离或过滤进行固液分离，将所得液相用饱和氯化钠溶液盐析，再用乙酸乙酯萃取，最后将有机层减压蒸馏得TDA...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹬，李潜潜，李红伟，李宁，范宗良，王东亮，李贵贤，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：