【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ipdi合成，具体是采用尿素法合成异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯工艺中氨基甲酸铵的脱除方法。
技术介绍
1、二异氰酸酯是指含有两个nco基团的物质，与多元醇反应合成聚氨酯材料。目前的异氰酸酯主要包括mdi、tdi、hdi、ipdi、hmdi、xdi、ndi、ppdi、chdi等品种。其中mdi和tdi是目前最主要的两个品种，大约占二异氰酸酯总量的85％以上，而hdi、ipdi和氢化mdi由于优异的耐候性和耐黄变性在近些年应用的越来越广泛。
2、ipdi(异佛尔酮二异氰酸酯，cas号4098-71-9)，是合成光稳定、耐候性聚氨酸的优选原料，在异氰酸酯原料中属于高端产品。主要用于水性聚氨酯分散液、防腐蚀涂料、uv树脂、粘合剂、pu树脂、油墨等领域。同时ipdi也可以用于火箭推进剂行业。
3、ipdi生产方法主要有光气法和氨基甲酸酯热裂解法，光气法目前是二异氰酸酯的主要生产方法。光气法主要有液相光气法和气相光气法，但是液相光气法反应时间长，所需溶剂量大，反应器的空时效率低，副产物多，相对落后；气相光气法生产过程中的安全、环保等一系列工程技术问题难以解决、对设备腐蚀严重，对设备材质的要求比较高，相应的设备投资较大、得到的异氰酸酯产品中含有水解氯，影响产品的使用性能。因此发达国家一直致力于开发经济简便的合成方法，从而出现了各种非光气法合成异氰酸酯的方法，如羰基化法、氯代甲酰胺热分解法、crutius重排法、胺和氯代甲酸酯反应法、氨基甲酸酯热分解法等，但大多还停留在实验室阶段，只有氨基甲酸酯热分解法在国外实
4、我国二异氰酸酯的研发与生产起步较晚，但随着我国社会与经济的快速发展，我国已成为全球二异氰酸酯的生产与消费大国。而另一方面，在高性能特殊异氰酸酯领域，我国发展却十分缓慢，而消费需求却按年15％以上速度增长。脂肪族异氰酸酯主要应用于汽车面漆、火箭推进剂、防腐蚀涂料、光固化涂料和粘合剂等领域。而由于引进技术的历史原因，我国汽车、高速列车、飞机、轮船、豪华客车、木器家具、建筑等行业用高档涂料全部被国外产品所占有，其中制约因素之一便是关键原料脂肪族二异氰酸酯。
5、在中国生产脂肪族二异氰酸酯，特别是采用非光气法绿色合成技术，对促进相关行业的技术进步和产业升级换代，对保障我国重要行业的产业安全十分必要，具有巨大的经济效益和重大的社会意义，但是非光气法目前仅德固赛、巴斯夫各建设有1万吨/年生产装置。
6、目前，国内工业化尿素法生产ipdu-b(分子式为：还是一片空白，ipdu-b生产合成技术一直被国外垄断，基于ipdi对于国民经济和行业安全的重大意义和国内生产发展落后的现实，本专利技术提供采用尿素法合成异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯的工业化工艺以打破发达国家对工业化尿素法合成ipdi的技术垄断，不仅要从根源消除光气法的过程高危及环境安全隐患，而且在成本方面力争与光气法技术具有同等竞争力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用尿素法合成异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯工艺中氨基甲酸铵的脱除方法，以至少达到工艺流程简单，污染小，原料利用率高，经济效益高，适合大规模工业化生产的效果。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、采用尿素法合成异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯的工业化工艺，包括以下步骤：
4、取ipda(异佛尔酮二胺，cas号2855-13-2)、正丁醇、尿素和催化剂在釜试反应器中进行有机胺的烷氧羰基化反应(ipda为含有两个氨基的有机胺)，所述烷氧羰基化反应的副产物氨气随着蒸发的过量正丁醇和载气排出(此混合气相物料即为合成尾气)，通过冷凝的方式将合成尾气中大部分气相正丁醇液化回流，并通过精馏方式(汽提脱氨塔)对冷凝回流的液相正丁醇中溶解的氨实现大部分的脱除，过程中排出含有正丁醇、载气和氨组分的含氨尾气，反应完成得到异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯(ipdu-b)粗品；
5、所述异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯粗品经过闪蒸和降膜蒸发组成的精制工艺得到目标产品异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯；
6、值得注意的是，为了使副产物氨气能更好的分离，将所述载气直接通入所述烷氧羰基化反应的反应液中，载气以及蒸发的正丁醇蒸汽会带出含有氨组分的尾气，使反应平衡向目标产物方向(向右)移动，反应程度更彻底。
7、所述合成尾气经过正丁醇脱氨工艺，得到脱氨正丁醇回流反应釜并排出含氨尾气(主要成分：氨气、氮气、二氧化碳和正丁醇)；
8、所述含氨尾气经过氨基甲酸铵的脱除得到脱氨基甲酸铵尾气(主要成分：氨气、氮气、残留正丁醇)，并冷凝回收部分正丁醇，脱除的氨基甲酸铵通过加热分解吹除；
9、所述脱氨基甲酸铵尾气经过残留正丁醇的脱除得到正丁醇和脱丁醇尾气(主要成分：氮气、氨气)；
10、所述脱丁醇尾气经过氨组分脱除处理得到铵盐，并排出达标排放的最终尾气(主要成分：氮气)。
11、对于正丁醇脱氨工艺：
12、所述正丁醇脱氨具体为：通过精馏方式(汽提脱氨塔)对塔顶冷凝器冷凝回流的液相正丁醇中溶解的氨实现大部分的脱除。塔顶冷凝器未凝气相排出，即为含有少量正丁醇并以载气和氨组分为主的含氨尾气；
13、进一步的，将所述脱氨正丁醇作为原料返回至所述烷氧羰基化反应中，保持反应原料配比的同时大大降低了副产物氨在反应体系中的浓度，促使反应平衡向右移动，提高反应收率，节约大量工业成本。
14、对于氨基甲酸铵的脱除工艺：
15、值得注意的是：由于原料尿素带入的微量水分(约0.3-0.5％)在ipdu合成反应条件下尿素水解得到微量co2，随反应尾气排出。而co2与氨在温度较低时会生成氨基甲酸铵(此反应为可逆反应，高温时又会分解为co2和氨)氨基甲酸铵熔点约59-60℃，它会在流程低温段析出并阻塞管路和阀门等。
16、进一步的，需要脱除的氨基甲酸铵的物料为：尿素法合成异佛尔酮二氨基正丁酯的工艺得到的含氨尾气经冷凝处理后，使含氨尾气中的残留正丁醇液化，然后含氨尾气中微量的二氧化碳与氨组分反应生成的氨基甲酸铵粉末。
17、进一步的，将所述含氨尾气进行冷凝处理，使含氨尾气中的残留正丁醇液化，且二氧化碳与氨组分反应生成氨基甲酸铵，对冷凝得到的氨基甲酸铵粉末及正丁醇液体，进行物料分离。
18、进一步的，所述物料分离为：所述冷凝处理后，采用气液分离的方式对冷凝所得的氨基甲酸铵和液态正丁醇的混合物进行气液分离，得到含有氨基甲酸铵粉末的含氨尾气和液相的正丁醇，然后对含有氨基甲酸铵粉末的含氨尾气进行气固分离，以脱除固体的氨基甲酸铵。
19、进一步的，所述气固分离处理的方式是：将所述含氨尾气通入气固分离器；
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【技术保护点】
1.采用尿素法合成异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯工艺中副产物氨基甲酸铵的脱除方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于：所述尿素法合成异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯的工艺包括：
3.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于：所述冷凝的温度是30-60℃。
4.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于：所述物料分离为：所述冷凝处理后，采用气液分离的方式对冷凝所得的氨基甲酸铵和液态正丁醇的混合物进行气液分离，得到含有氨基甲酸铵粉末的含氨尾气和液相的正丁醇，然后对含有氨基甲酸铵粉末的含氨尾气进行气固分离，以脱除固体的氨基甲酸铵。
5.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于：所述气固分离处理的方式是：将所述含氨尾气通入气固分离器。
6.根据权利要求5所述的脱除方法，其特征在于：还包括气固分离器的再生工艺，所述再生工艺包括：当氨基甲酸铵在气固分离器中富集后，通过高温氮气吹除气固分离器中富集的氨基甲酸铵，使氨基甲酸铵固体分解为氨组分和二氧化碳，以使气固分离器再生。
7.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于
8.根据权利要求2所述的脱除方法，其特征在于：所述载气为氮气。
...【技术特征摘要】
1.采用尿素法合成异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯工艺中副产物氨基甲酸铵的脱除方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于：所述尿素法合成异佛尔酮二氨基甲酸正丁酯的工艺包括：
3.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于：所述冷凝的温度是30-60℃。
4.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于：所述物料分离为：所述冷凝处理后，采用气液分离的方式对冷凝所得的氨基甲酸铵和液态正丁醇的混合物进行气液分离，得到含有氨基甲酸铵粉末的含氨尾气和液相的正丁醇，然后对含有氨基甲酸铵粉末的含氨尾气进行气固分离，以脱除固体的氨...
【专利技术属性】
技术研发人员：李利，魏小魏，张国聪，易水晗，孙学文，李方彬，
申请(专利权)人：四川元理材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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