【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及甲苯二异氰酸酯生产，尤其是涉及一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的方法及系统。
技术介绍
1、目前我国生产甲苯二异氰酸酯(tdi)的工艺主要为液态光气反应，应用最为广泛的为轻溶剂loop循环工艺和两步法塔式工艺，loop循环工艺通过含有大量轻溶剂(邻二氯苯、氯苯、对二氯苯等)的过量光气和含有甲苯二胺的轻溶剂溶液在光化反应器中连续光气化反应制备tdi，整个过程需要大量的光气和溶剂循环，为了实现光气和氯化氢的分离，使用了大量的低温轻溶剂对光气进行吸收，吸收后的母液光气浓度约在40％，氯化氢浓度约在2.5％，由于光化反应是一剧烈快速的反应，其中光气浓度和氯化氢浓度的大小对光化反应的效果影响很大。光气浓度越高，副反应就越少；氯化氢的存在会增加副反应的发生，降低反应收率。该流程中由于大量溶剂的存在降低了参与反应的光气浓度，同时因为氯化氢的存在，对反应及后续溶剂的分离均不利。两步法塔式工艺对loop循环工艺进行了改进，通过液态光气和含有甲苯二胺的轻溶剂溶液经冷热两步法合成tdi，该工艺实现了氯化氢的高纯分离，提高了反应收率，但光气脱除流程长，光气过量比大、光气在线量高。以上两种工艺都使用了大量溶剂和较大的光气过量比，由于大量溶剂的原因使得相关机泵、塔器、换热器及连接管道等选型较大，设备投资及操作费用均较高，并且工艺装置的生产规模及扩能改造也受到了极大的制约。
2、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯
2、本专利技术的目的之二在于提供一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，以解决现有技术中缺少系结构简单、能耗低、反应收率高的合成甲苯二异氰酸酯的系统的技术问题。
3、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
4、第一方面，本专利技术提供了一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，包括依次连通的光气化反应循环系统、冷凝系统和回收系统；
5、所述光气化反应循环系统包括依次连通的光气化反应器、反应循环罐和反应循环冷却器；
6、反应循环罐包括气相出料口和液相出料口，所述液相出料口设有粗tdi循环泵，所述粗tdi循环泵与反应循环冷却器的输入口连通，所述气相出料口与冷凝系统连通；
7、所述反应循环冷却器的输出口与所述光气化反应器的冷却液口连通。
8、进一步的，所述冷凝系统包括依次连通的一级冷凝系统、二级冷凝系统和光气压缩机；
9、所述一级冷凝系统包括第一气相出料口和第一液相出料口，所述第一气相出料口与二级冷凝系统的输入口连通；
10、所述二级冷凝系统包括第二气相出料口和第二液相出料口，所述第二气相出料口与光气压缩机的输入口连通；
11、所述光气压缩机包括第三气相出料口和第三液相出料口，所述第三气相出料口与回收系统的输入口连通；
12、所述第一液相出料口和第三液相出料口均与反应循环罐输入口连通，所述第二液相出料口处设有光气输送泵，所述光气输送泵与回收系统的输入口连通。
13、进一步的，所述一级冷凝系统包括至少一个一级冷凝器，所述二级冷凝系统包括至少一个二级冷凝器。
14、进一步的，所述回收系统包括氯化氢/光气分离塔，所述氯化氢/光气分离塔顶端设置有分离塔冷凝器，所述氯化氢/光气分离塔底端设有分离塔再沸器。
15、第二方面，本专利技术提供了一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的方法，所述方法采用第一方面所述一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统合成甲苯二异氰酸酯，包括以下步骤：
16、s1、将气相光气从光气化反应器的顶部输入，气相甲苯二胺从光气化反应器侧壁输入，进行光气化反应，并使用溶剂和反应循环液从位于气相甲苯二胺输入口下方处喷入光气化反应器，获得反应产物溶液；
17、s2、反应产物溶液和气相混合气体进入反应循环罐内，反应产物溶液从反应循环罐底部输出，气相混合气体从反应循环罐顶部输出；
18、s3、将反应循环罐输出的反应产物溶液分流为粗tdi产物和反应循环液，粗tdi产物被输出至精制分离，所述反应循环液被输送至反应循环冷却器；同时将反应循环罐输出的气相混合气体进行冷凝和精馏分离，获得氯化氢并回收光气。
19、进一步的，所述将反应循环罐输出的反应产物溶液分流为粗tdi产物和反应循环液包括从反应产物溶液输入粗tdi循环泵，粗tdi循环泵将反应产物溶液分流为粗tdi产物和反应循环液。
20、进一步的，所述将反应循环罐输出的气相混合气体进行冷凝和精馏分离，获得氯化氢并回收光气包括将气相混合气体依次输送至一级冷凝系统和二级冷凝系统，被一级冷凝系统冷凝的液相被输送至反应循环罐内，被二级冷凝系统冷凝的液相经光气输送泵被输送至氯化氢/光气分离塔进行精馏分离，未被二级冷凝系统冷凝的气相输送至光气压缩机加压，加压产生的液相输送至反应循环罐，未被压缩的气相被输送至氯化氢/光气分离塔进行精馏分离。
21、所述氯化氢/光气分离塔内的氯化氢经分离塔冷凝器顶部气相采出，通过分离塔再沸器输入热量，光气经氯化氢/光气分离塔底部液态采出并进行回收。
22、进一步的，所述一级冷凝系统的工作温度为10～50℃，所述的二级冷凝系统的工作温度为-15～10℃。
23、进一步的，所述光气和甲苯二胺的物料摩尔比为3:1～10:1，优选地为3:1～6:1；
24、所述气相光气和气相甲苯二胺的气化温度为320～400℃，优选地为350～380℃；
25、所述光气进料压力为0.2～0.8mpag，优选地为0.3～0.5mpag；
26、所述溶剂和甲苯二胺的物料质量比为1:1～6:1，优选地为2:1～5:1；
27、所述甲苯二胺进料压力为0.05～0.5mpag，优选为0.1～0.4mpag。
28、进一步的，所述反应循环罐的工作温度为130～180℃，压力为0.05～0.4mpag，所述光气压缩机出口压力和氯化氢/光气分离塔工作压力均为0.8mpag～2.0mpag。
29、本专利技术提供的，一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的方法及系统，通过依次连通的光气化反应循环系统、冷凝系统和回收系统，气相光气从光气化反应器的顶部输入，气相甲苯二胺从光气化反应器侧面输入，并配合反应循环液的循环使用实现减少溶剂用量及光气在线量，提高系统安全性能，同时提高甲苯二异氰酸酯收率达95％。通过对气相混合气体进行冷凝和精馏分离，提高副产品氯化氢纯度，使有机物含量在50ppb以下。系统整体流程短、能耗低，为实现装置的大型化生产提供了基础。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，其特征在于，包括依次连通的光气化反应循环系统、冷凝系统和回收系统；
2.根据权利要求1所述的气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，其特征在于，所述冷凝系统包括依次连通的一级冷凝系统(5)、二级冷凝系统(6)和光气压缩机(8)；
3.根据权利要求2所述的气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，其特征在于，所述一级冷凝系统(5)包括至少一个一级冷凝器(51)，所述二级冷凝系统(6)包括至少一个二级冷凝器(61)。
4.根据权利要求2所述的气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，其特征在于，所述回收系统包括氯化氢/光气分离塔(9)，所述氯化氢/光气分离塔(9)顶端设置有分离塔冷凝器(10)，所述氯化氢/光气分离塔(9)底端设有分离塔再沸器(11)。
5.一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-4任一项所述的系统合成甲苯二异氰酸酯，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将反应循环罐(2)输出的反应产物溶液分流为粗TDI产物和反应循环液包
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将反应循环罐(2)输出的气相混合气体进行冷凝和精馏分离，获得氯化氢并回收光气包括将气相混合气体依次输送至一级冷凝系统(5)和二级冷凝系统(6)，被一级冷凝系统(5)冷凝的液相被输送至反应循环罐(2)内，被二级冷凝系统(6)冷凝的液相经光气输送泵(7)被输送至氯化氢/光气分离塔(9)进行精馏分离，未被二级冷凝系统(6)冷凝的气相输送至光气压缩机(8)加压，加压产生的液相输送至反应循环罐(2)，未被压缩的气相被输送至氯化氢/光气分离塔(9)进行精馏分离；
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一级冷凝系统(5)的工作温度为10～50℃，所述的二级冷凝系统(6)的工作温度为-15～10℃。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光气和甲苯二胺的物料摩尔比为3:1～10:1，优选地为3:1～6:1；
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反应循环罐(2)的工作温度为130～180℃，压力为0.05～0.4MPaG，所述光气压缩机(8)出口压力和氯化氢/光气分离塔(9)工作压力均为0.8MPaG～2.0MPaG。
...【技术特征摘要】
1.一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，其特征在于，包括依次连通的光气化反应循环系统、冷凝系统和回收系统；
2.根据权利要求1所述的气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，其特征在于，所述冷凝系统包括依次连通的一级冷凝系统(5)、二级冷凝系统(6)和光气压缩机(8)；
3.根据权利要求2所述的气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，其特征在于，所述一级冷凝系统(5)包括至少一个一级冷凝器(51)，所述二级冷凝系统(6)包括至少一个二级冷凝器(61)。
4.根据权利要求2所述的气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的系统，其特征在于，所述回收系统包括氯化氢/光气分离塔(9)，所述氯化氢/光气分离塔(9)顶端设置有分离塔冷凝器(10)，所述氯化氢/光气分离塔(9)底端设有分离塔再沸器(11)。
5.一种气相光气法合成甲苯二异氰酸酯的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-4任一项所述的系统合成甲苯二异氰酸酯，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将反应循环罐(2)输出的反应产物溶液分流为粗tdi产物和反应循环液包括从反应产物溶液输入粗tdi循环泵(4)，粗tdi循环泵(4)将反应产物溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔洪虎，杨向东，朱红梅，杜跃展，吴桂良，黄少杰，朱法厅，曹忠波，
申请(专利权)人：中海油石化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。