一种异氰酸酯精馏塔气相采出的自动控制方法及制备的异氰酸酯技术

本发明专利技术提供了一种异氰酸酯精馏塔气相采出的自动控制方法及制备的异氰酸酯，自动控制方法是在异氰酸酯精馏塔侧线采出的换热器与真空系统连通的均压管线上设置均压调节阀；换热器与均压调节阀之间的均压管线上设置惰性气体补加线，在惰性气体补加线上设置惰性气体流量调节阀，该方法通过搭建均压调节阀开度和惰性气体流量调节阀开度控制换热器液位的单回路，通过逻辑控制器对两个控制回路进行切换。本发明专利技术方法取代了传统蝶阀对精馏塔侧线采出流量的控制，实现了精馏塔侧线采出流量、换热器液位的稳定控制和迅速响应，彻底解决了蝶阀阀板背部积液氧化结焦导致产品色号上涨的问题，以及均压管线的阀门卡涩、管道堵塞和腐蚀泄漏问题。蚀泄漏问题。蚀泄漏问题。

【技术实现步骤摘要】
一种异氰酸酯精馏塔气相采出的自动控制方法及制备的异氰酸酯


[0001]本专利技术涉及异氰酸酯的
，具体涉及一种精馏塔的气相采出自动控制方法。

技术介绍

[0002]异氰酸酯是制备聚氨酯材料的重要原料，目前主流工艺为光气化工艺，其工业化生产流程为：首先制备异氰酸酯对应的胺，再通过光气化反应来制备粗异氰酸酯，粗异氰酸酯包括多种异构体以及多环的重组分，再通过精馏分离精制得到特定异构体组成和含量的不同产品。
[0003]通过精馏塔分离异氰酸酯异构体是行业内公知的工业化手段，精馏塔的形式多采用侧线精馏塔或隔壁塔，以实现一个精馏塔得到多种不同异构体含量的产品及节能的目的。例如：
[0004]专利CN101003497A中公开了一种二苯基甲烷二异氰酸酯混合物的蒸馏处理方法，将原料二苯基甲烷二异氰酸酯混合物加入到精馏塔的塔中，在侧线采出包含50
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60wt％的2,4
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MDI、40
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50wt％的4,4
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MDI和低于1.5wt％的2,2
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MDI以及包含低于1wt％的2,4
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MDI和高于99wt％的4,4
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MDI的两股产品，通过该方法可减少设备投资和运行成本。
[0005]专利CN1810776A中公开了一种二苯基甲烷二异氰酸酯的同分异构体混合物的蒸馏方法，通过间壁塔实现对MDI二环混合物的分离，其中在分离壁区域的主分馏区的侧线采出2,2
‑
MDI含量很低的异氰酸酯产品。
[0006]专利CN103313967A中公开了一种对MDI异构体混合物的精馏纯化方法，在精馏塔侧线采出高4,4
‑
MDI含量的物流，其中特别指出，为降低异氰酸酯产品中二聚体(脲二酮)的含量，必须将产品以气态形式采出，然后在最长5s的时间内快速冷却到20
‑
60℃，以提高产品的储存稳定性。
[0007]由于异氰酸酯在高温下如果以液体形式存在，短时间内即可自聚生成大量二聚体(脲二酮)，降温后二聚体溶解度变低，会析出导致产品浑浊，或大幅缩短保质期，因此在精馏塔的侧线必须以气相形式直接采出至换热器中快速降温。
[0008]为了维持精馏塔的稳定运行，气相采出流量必须进行控制，最为通用的控制方法为在精馏塔与侧线换热器之间的气相采出管线上设置阀门控制，而由于在真空条件下，物流体积流量大，采出管线的直径较大(通常大于1m)，大口径的调节阀以蝶阀最为常用。专利CN111848455A中公开了一种异氰酸酯精馏塔气相采出流量的自动控制方法，该专利技术中指出，实际运行中蝶阀阀板背面(靠近换热器侧)会随着运行时间的延长累积大量红褐色固体结焦物，导致阀门开关动作迟缓、卡涩以及产品色号上涨，影响装置长周期稳定运行。因此，该专利技术通过气相管线大蝶阀与均压管线调节阀的双重控制，在实现气相采出流量的控制的同时，尽可能增加蝶阀开度和减少蝶阀动作频次，缓解蝶阀带来的一系列问题。
[0009]异氰酸酯精馏塔侧线气相采出流量可以通过气相管线蝶阀和均压管线调节阀协
作控制，但本专利技术发现该控制方法在侧线采出流量大幅度调整时，侧线换热器液位波动很大，且蝶阀还是需要频繁动作，蝶阀阀板背部积液氧化结焦导致色号上涨的问题始终存在。此外，为避免侧线采出的异氰酸酯结晶，侧线换热器冷却介质温度不宜过低，导致氯化氢等轻组分杂质以及部分异氰酸酯进入均压管线，在均压管线的管道及阀门上冷凝黏附，长时间运行会出现阀门卡涩和管道堵塞的问题；同时，由于酸分较高，还会出现腐蚀泄漏。根据现有装置的运行情况，均压管线的阀门卡涩、管道堵塞、腐蚀泄漏总频次在每年60次以上，现有技术中均未提及这一问题的存在，或者给出相应的解决方法。

技术实现思路

[0010]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种异氰酸酯精馏塔气相采出的自动控制方法及制备的异氰酸酯，取代了传统蝶阀对精馏塔侧线采出流量的控制，实现精馏塔侧线采出流量、换热器液位的稳定控制和迅速响应，彻底解决蝶阀阀板背部积液氧化结焦导致的产品色号上涨的问题，以及均压管线的阀门卡涩、管道堵塞和腐蚀泄漏问题。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0012]本专利技术在第一方面提供了一种异氰酸酯精馏塔气相采出的自动控制方法，所述自动控制方法是在异氰酸酯精馏塔侧线采出的换热器与真空系统连通的均压管线上设置均压调节阀；所述换热器与所述均压调节阀之间的均压管线上设置惰性气体补加线，在所述惰性气体补加线上设置惰性气体流量调节阀；
[0013]所述自动控制方法通过搭建均压调节阀开度和惰性气体流量调节阀开度控制换热器液位的单回路，通过逻辑控制器对两个控制回路进行切换；
[0014]设置均压调节阀具有调节能力的开度下限VL和开度上限VH，同时设置换热器液位的安全下限LL和安全上限LH；
[0015]设定惰性气体调节阀的初始开度，投用均压调节阀开度控制换热器液位，使均压调节阀的开度在VL
‑
VH和换热器液位在LL
‑
LH范围内；当均压调节阀开度低于开度下限VL或高于开度上限VH时，或者当换热器的液位低于安全下限LL或高于安全上限LH时，切换为惰性气体流量调节阀的开度控制换热器液位的单回路控制，当换热器液位控制在LL
‑
LH范围内，且均压调节阀的开度恢复至VL
‑
VH时，再次切换至均压调节阀开度与换热器液位的单回路控制。
[0016]在一些具体的实施方式中，所述均压调节阀的开度下限VL为1～40％，比如，5％，35％；优选为10～30％，比如，10％，20％；均压调节阀的开度上限VH为60～99％，比如，65％，95％；优选为70～90％，比如，80％，85％；
[0017]在一些具体的实施方式中，换热器的液位下限LL为1～30％，比如，5％，25％；优选为10～20％，比如，15％，18％；换热器的液位上限LH为30～60％，比如，35％，55％；优选为40～50％，比如，45％，47％。
[0018]在本专利技术自动控制方法的具体实施方式中，设定惰性气体流量调节阀的初始开度为10～40％，比如，15％，35％；优选为20～30％，比如，25％。
[0019]在一些具体的实施方式中，所述惰性气体补加线用于向均压管线内输送惰性气体，其中，惰性气体为氮气和/或二氧化碳，优选为氮气；所述惰性气体的压力为0.01
‑
0.4MPaG，优选为0.1
‑
0.2MpaG；所述惰性气体流量调节阀的口径为DN6
‑
30，优选为DN15
‑
20。
[0020]在本专利技术自动控制方法的具体实施方式中，异氰酸酯精馏塔至少有一股侧线以气相形态采出，侧线采出后的气相经换热器换热后得到凝液和不凝气体，所述凝液从换热器的底部采出，所述不凝气体经均压管线输送至真空系统。
[0021]在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异氰酸酯精馏塔气相采出的自动控制方法，其特征在于，所述自动控制方法是在异氰酸酯精馏塔侧线采出的换热器与真空系统连通的均压管线上设置均压调节阀；所述换热器与所述均压调节阀之间的均压管线上设置惰性气体补加线，在所述惰性气体补加线上设置惰性气体流量调节阀；所述自动控制方法通过搭建均压调节阀开度和惰性气体流量调节阀开度控制换热器液位的单回路，通过逻辑控制器对两个控制回路进行切换；设置均压调节阀具有调节能力的开度下限VL和开度上限VH，同时设置换热器液位的安全下限LL和安全上限LH；设定惰性气体调节阀的初始开度，投用均压调节阀开度控制换热器液位，使均压调节阀的开度在VL
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VH和换热器液位在LL
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LH范围内；当均压调节阀开度低于开度下限VL或高于开度上限VH时，或者当换热器的液位低于安全下限LL或高于安全上限LH时，切换为惰性气体流量调节阀的开度控制换热器液位的单回路控制，当换热器液位控制在LL
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LH范围内，且均压调节阀的开度恢复至VL
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VH时，再次切换至均压调节阀开度与换热器液位的单回路控制。2.根据权利要求1所述的自动控制方法，其特征在于，所述均压调节阀的开度下限VL为1～40％，优选为10～30％；所述均压调节阀的开度上限VH为60～99％，优选为70～90％；所述换热器的液位下限LL为1～30％，优选为10～20％；所述换热器的液位上限LH为30～60％，优选为40～50％。3.根据权利要求1或2所述的自动控制方法，其特征在于，所述惰性气体流量调节阀的初始开度设定为10～40％，优选为20～30％。4.根据权利要求1～3中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥晴，张宏民，陈远志，乔林，林志鹏，张宏科，李翀，
申请(专利权)人：万华化学宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：