本申请公开了一种采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的系统，包括鼓泡塔式预合成反应器、鼓泡塔式熟化反应器、换热器、冷凝器以及闪蒸容器，并且各器件进行相应的连接。合成六亚甲基二异氰酸酯的方法，通过换热器换热后的己二胺(简称HDA)流股及光气流股依次通过鼓泡塔式预合成反应器、鼓泡塔式熟化反应器进行反应，反应产生的尾气经冷凝器进行冷凝处理，反应所得的反应物经闪蒸容器进行闪蒸，即得HDI合成液，即六亚甲基二异氰酸酯合成液。与传统釜式液相光气法相比，本发明专利技术能够较为显著的提高传质、传热效果、加快反应效率、提升反应转化率、提高反应液纯度。提高反应液纯度。提高反应液纯度。
【技术实现步骤摘要】
采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的系统及方法
[0001]本申请涉及六亚甲基二异氰酸酯制备领域，尤其涉及采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的系统及方法。
技术介绍
[0002]六亚甲基二异氰酸酯(HDI)是一种需求量日益增多的高端异氰酸酯产品，其在汽车、涂料、军工等领域均有应用。目前生产HDI的方法主要有液相光气法及气相光气法两类，相关文献亦有很多。
[0003]气相光气法是将相应中、低沸点的胺汽化后与光气经过特定结构的喷嘴混合，然后进入反应器在高温下进行快速反应，经过极短的停留时间后得到的反应产物经过骤冷淬灭，最后进行提纯工序得到异氰酸酯产品。气相光气法具有收率高、产量大等优点，由于胺在汽化过程中易产生碳化焦油，以及异氰酸酯与胺聚合产物，会导致设备管道堵塞，需要定期清理；过高的温度也对设备材质要求苛刻，且技术壁垒极高；上述缺陷导致气相光气法难以得到广泛应用，目前工业上常用于气相光气法合成的异氰酸酯仅有TDI、MDI等少数产品。
[0004]本专利技术是基于液相光气法合成HDI的方法。关于液相光气法相关报道及运用很多：专利CN101805272A提供了一种通过界面光气化合成异氰酸酯的方法，能够减少副产氯化氢对反应的影响，但在体系微负压下保证光气回流，增加了冷凝器负荷，且没有解决光化效率过低的问题，导致时空转化率没有实质上的提升。专利CN103360282A提供了一种连续化合成HDI的方法，采用串联釜式反应器进行合成，各反应釜之间通过溢流输送物料，提高了光气的利用率，但为了减少氯化氢对反应的转化率及选择性的影响，该方法采用了甲基氯硅烷作为保护剂保护氨基基团，导致后处理相对复杂，且仍存在反应效率过低的问题。专利CN104755458A公开了一种胺与光气在液相中反应制备异氰酸酯的方法，该方法采用混合设备、高压停留反应器与反应塔串联，胺与光气在混合设备中提前混合后进入停留反应器高压混合反应，得到的物料进入反应塔进一步反应得到反应液。该方法着重与解决合成尾气分离成本过高的问题，较少涉及于异氰酸酯的合成相关问题。
[0005]传统釜式液相光气法反混严重，副产氯化氢与原料胺接触概率大，导致胺盐酸盐大量生成，对反应效率造成严重的负面影响，且氯化氢与异氰酸酯在高温下接触时间过长也会产生氯代杂质，降低了产品收率，而物料粘度过大导致通过机械搅拌难以满足反应的传质换热需求，导致局部高温、杂质富集。因此，传统釜式液相光气法具有反应转化率较低、反应效率低下、传质传热效果差等缺点。
技术实现思路
[0006]本申请提供了一种采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的系统及方法，解决了现有技术中釜式液相光气法传质传热效果差，反应效率、反应转化率高和反应液纯度低的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本申请提供了一种采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸
酯的系统，包括：
[0008]换热器、鼓泡塔式预合成反应器、鼓泡塔式熟化反应器、冷凝器、闪蒸容器；
[0009]所述闪蒸容器上设置有合成液出口，所述鼓泡塔式熟化反应器的下部一侧连通设置有气相进料口，所述换热器的出料口与所述鼓泡塔式预合成反应器底部的液相进料管连通，所述鼓泡塔式预合成反应器上部一侧的第一液相出料口与所述鼓泡塔式熟化反应器上部一侧的液相进料口连通，所述鼓泡塔式熟化反应器底部的第二液相出料口与所述闪蒸容器的进料口连通，所述鼓泡塔式预合成反应器顶部的第一气相出料口和所述鼓泡塔式熟化反应器顶部的第二气相出料口均与所述冷凝器的尾气进口连通，所述冷凝器的回流口与所述鼓泡塔式熟化反应器上部一侧的回流口连通，所述冷凝器的出料口和所述闪蒸容器上的混合液出口均与气体输送管道连通。
[0010]优选地，所述鼓泡塔式预合成反应器包括第一塔体，所述第一气相出料口连通设置于所述第一塔体的顶部，所述液相进料管连通设置于所述第一塔体的底部，所述第一塔体的底部连通设置有环形气相进料管，所述第一液相出料口连通设置于所述第一塔体的上部一侧，所述第一塔体的内侧顶部设置有第一液体捕集器，所述第一塔体内沿轴向设置有多根空心气升管，各所述空心气升管的上端设置有扩散孔，所述塔体的内侧底部设置有与所述液相进料管和所述环形气相进料管连通的圆盘进料器，所述第一塔体内侧设置有位于所述圆盘进料器与所述空心气升管之间的折流板，所述第一塔体的外侧壁从上至下依次设置有塔体上夹套和塔体下夹套。
[0011]优选地，所述鼓泡塔式熟化反应器包括第二塔体，所述第二气相出料口连通设置于所述第二塔体的顶部，所述液相进料口连通设置于所述第二塔体的上部一侧，所述第二液相出料口连通设置于所述第二塔体的底部，所述气相进料口连通设置于所述第二塔体的下部一侧，所述第二塔体的内侧顶部设置有第二液体捕集器，所述第二塔体的外侧壁设置有塔体夹套，所述第二塔体内沿轴向设置有偏心气升管，所述第二塔体内设置有多个环形填料板。
[0012]优选地，所述第一塔体的上部还设置有第一扩容段。
[0013]优选地，所述第二塔体的上部还设置有第二扩容段。
[0014]优选地，所述圆盘进料器上表面设置有与所述环形气相进料管连通的3
‑
10个同心圆环状的气相进料孔、与液相进料管连通的单一的液相进料孔，且所述液相进料孔水平位置低于同心圆环状的气相进料孔。
[0015]优选地，所述空心气升管的个数为6个，且6个所述空心气升管沿第一塔体的轴向呈正六边形排列。
[0016]为解决上述技术问题，本申请还提供了一种与采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的系统对应的采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的方法，基于上述任意一项所述的采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的系统，包括：
[0017]向鼓泡塔式预合成反应器中加入己二胺溶液的溶剂；
[0018]经环形气相进料管向圆盘进料器中通入光气流股，所述光气流股经气相进料孔进入鼓泡塔式预合成反应器中，并沿空心气升管向上扩散；
[0019]将经换热器换热后的HDA流股经液相进料管加入圆盘进料器，所述HDA流股通过液相进料孔进入鼓泡塔式预合成反应器中，并沿所述空心气升管向上扩散与所述光气流股接
触反应以得混合物；
[0020]经气相进料口向所述鼓泡塔式熟化反应器中通入光气，所述混合物依次经第一液相出料口和液相进料口后进入鼓泡塔式熟化反应器内与所述光气接触并反应以得反应物；
[0021]所述反应物通过第二液相出料口出所述鼓泡塔式熟化反应器后进入闪蒸容器进行闪蒸，得六亚甲基二异氰酸酯与气液混合物；
[0022]所述鼓泡塔式预合成反应器和所述鼓泡塔式熟化反应器反应过程中产生的尾气分别经第一气相出料口和第二气相出料口进入冷凝器中，经冷凝后的溶剂及光气混合物料回流至鼓泡塔式熟化反应器中再次使用，未被冷凝的气体以及所述气液混合物均进入气体输送管道。
[0023]优选地，所述己二胺溶液的溶剂为氯苯、二氯苯、二甲苯中的任意一种。
[0024]优选地，所述HDA流股为己二胺与溶剂的混合流股，其中，所述己二胺质量浓本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的系统，其特征在于，包括：换热器(1)、鼓泡塔式预合成反应器(02)、鼓泡塔式熟化反应器(03)、冷凝器(4)、闪蒸容器(5)；所述闪蒸容器(5)上设置有合成液出口，所述鼓泡塔式熟化反应器(03)的下部一侧连通设置有气相进料口(3
‑
7)，所述换热器1的出料口与所述鼓泡塔式预合成反应器(02)底部的液相进料管(2
‑
10)连通，所述鼓泡塔式预合成反应器(02)上部一侧的第一液相出料口(2
‑
5)与所述鼓泡塔式熟化反应器(03)上部一侧的液相进料口(3
‑
3)连通，所述鼓泡塔式熟化反应器(03)底部的第二液相出料口(3
‑
6)与所述闪蒸容器5的进料口连通，所述鼓泡塔式预合成反应器(02)顶部的第一气相出料口(2
‑
12)和所述鼓泡塔式熟化反应器(03)顶部的第二气相出料口(3
‑
1)均与所述冷凝器4的尾气进口连通，所述冷凝器(4)的回流口与所述鼓泡塔式熟化反应器(03)上部一侧的回流口连通，所述冷凝器4的出料口和所述闪蒸容器(5)上的混合液出口均与气体输送管道(6)连通。2.根据权利要求1所述的采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的系统，其特征在于，所述鼓泡塔式预合成反应器(02)包括第一塔体(2)，所述第一气相出料口(2
‑
12)连通设置于所述第一塔体(2)的顶部，所述液相进料管(2
‑
10)连通设置于所述第一塔体(2)的底部，所述第一塔体(2)的底部连通设置有环形气相进料管(2
‑
11)，所述第一液相出料口(2
‑
5)连通设置于所述第一塔体(2)的上部一侧，所述第一塔体(2)的内侧顶部设置有第一液体捕集器(2
‑
1)，所述第一塔体(2)内沿轴向设置有多根空心气升管(2
‑
6)，各所述空心气升管(2
‑
6)的上端设置有扩散孔(20
‑
2)，所述塔体(2)的内侧底部设置有与所述液相进料管(2
‑
10)和所述环形气相进料管(2
‑
11)连通的圆盘进料器(2
‑
8)，所述第一塔体(2)内侧设置有位于所述圆盘进料器(2
‑
8)与所述空心气升管(2
‑
6)之间的折流板(2
‑
9)，所述第一塔体(2)的外侧壁从上至下依次设置有塔体上夹套(2
‑
3)和塔体下夹套(2
‑
7)。3.根据权利要求2所述的采用液相光气化合成六亚甲基二异氰酸酯的系统，其特征在于，所述鼓泡塔式熟化反应器(03)包括第二塔体(3)，所述第二气相出料口(3
‑
1)连通设置于所述第二塔体(3)的顶部，所述液相进料口(3
‑
3)连通设置于所述第二塔体(3)的上部一侧，所述第二液相出料口(3
‑
6)连通设置于所述第二塔体(...
【专利技术属性】
技术研发人员：石苏洋，雍晨阳，王明晨，侯嘉，李梅，
申请(专利权)人：江苏扬农化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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