【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二苯基甲烷系列的二胺和多胺的制备，尤其涉及一种二苯基甲烷系列的二胺和多胺(dam)的制备方法。
技术介绍
1、二苯基甲烷系列的二胺和多胺(简称dam)，应理解为是指以下类型的二胺和多胺的混合物：
2、其中，n表示≥0的自然数。
3、形式上可通过用-nco基团取代如上通式所示结构的化合物中所有的-nh2基团而得到的相应的异氰酸酯，相应地被称为二苯基甲烷系列的二异氰酸酯和多异氰酸酯(称为mdi)。
4、mdi是聚氨酯行业的主要原料之一。利用苯胺和甲醛在酸性催化剂下进行反应制备多亚甲基多苯基多胺(dam)，再利用该dam与光气反应合成mdi，这是行业内众所周知的方法。
5、在传统的dam制备工艺中，由甲醛与苯胺盐酸盐或甲醛与含有一定比例的缩合反应产物与苯胺盐酸盐混合物进行缩合反应，随后进行转位重排、中和反应，最终经过对油相产物进行精制以获得dam产品。本领域公知，甲醛与苯胺盐酸盐之间的反应属于快速反应，在原料接触瞬间即可发生反应，并释放大量热量；因此，在工业化生产过程中，极易存在预反应液中甲醛分散不均的情况，导致甲醛局部过浓及温度过高的问题，从而加剧缩合副反应，造成的dam中n-甲基杂质含量及高聚物含量上涨的问题，影响装置长周期稳定运行，并导致下游pmdi产品中的水解氯含量上涨，影响产品质量。
6、专利文件us8710267b2公开了一种通过缩醛胺制备dam的方法，通过将酸性催化剂加入到水含量<5％的缩醛胺料流中，并优选控制混合过程中的输入能量>10
7、专利文件de2049707a1公开了一种连续化制备dam的方法，通过将苯胺盐酸盐与甲醛以快速流动的方式进行混合，并控制混合后物料的雷诺数为4500，随后进入管式反应器内进行缩合反应。在该制备dam的方法中，由于苯胺与甲醛混合过程中会存在局部甲醛浓度过高的情况，使得大部分缩合副反应发生于原料预混阶段，而后续的缩合反应过程中仅发生小部分副反应，对此该专利并未对预混阶段进行相关量化研究。
8、苯胺与甲醛的混合效果直接影响了缩合副反应的严重程度，但同时随着生产负荷的变化、苯胺与甲醛比例、缩合反应温度等的改变，亦会对缩合副反应速率造成影响，进而导致原料预混阶段的混合强度需求发生改变。
9、鉴于此，如何有效调整或者控制苯胺与甲醛在预混阶段的混合效果以便有效降低不同工况下所生产的dam中的n-甲基杂质含量，是值得研究的方向。
技术实现思路
1、甲醛溶液与苯胺盐酸盐或者甲醛溶液与苯胺盐酸盐/缩合反应产物的混合物之间的预混合效果，对缩合反应质量影响显著。而随着预混合过程的混合温度、处理量、预反应液中的甲醛占比的提高，均会导致预混阶段的混合强度需求上涨，其中，混合温度的提高对混合效果的需求提升尤为显著，因此需要及时进行混合装置输出功率的调整，以强化物料间的混合强度。但是，在实际操作中，在已经选定了混合装置的情况下，受到混合设备选型的限制，并不能进一步对混合装置输出功率进行调整，或者说对混合装置输出功率进行调整时会存在很大难度。
2、基于上述问题，本专利技术的目的是，提供一种副反应杂质含量低的二苯基甲烷系列的二胺与多胺(dam)的制备方法，该方法可以指导生产装置在不同工况下均可实现甲醛与苯胺盐酸盐或者甲醛与苯胺盐酸盐/缩合反应产物间的有效混合，从而最大限度降低dam产品中的n-甲基杂质含量及大分子聚合物含量，提高生产装置运行稳定性及下游产品质量。
3、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
4、一种二苯基甲烷系列的二胺和多胺(dam)的制备方法，在缩合反应之前，控制进行缩合反应的预反应液的混合特征参数m大于或等于1.0，优选m大于或等于1.0且小于或等于1.5；
5、所述预反应液为甲醛与苯胺盐酸盐经过预混之后所形成的混合液或者甲醛与苯胺盐酸盐/缩合反应液的混合物经过预混之后所形成的混合液；
6、所述混合特征参数m的计算公式如下所示：
7、
8、式中，
9、n为苯胺盐酸盐与甲醛溶液的质量流量比或者苯胺盐酸盐/缩合反应液的混合物与甲醛溶液的质量流量比；
10、p为输出功率，单位为w；
11、v为混合装置的有效容积，m3；
12、q为甲醛溶液与苯胺盐酸盐所形成的混合液的总进料流量或者甲醛溶液与苯胺盐酸盐/缩合反应液的混合物所形成的混合液的总进料流量，单位为m3/h；
13、t为混合温度，单位为℃。
14、根据本专利技术提供的制备方法，一些实施方案中，制备方法包括如下步骤：
15、s1：将苯胺料流与盐酸料流接触，发生成盐反应，得到苯胺盐酸盐产物流；
16、s2：在混合装置内，将步骤s1所得的苯胺盐酸盐产物流与甲醛溶液进行预混合，形成预反应液；其中，控制所述预反应液的混合特征参数m大于或等于1.0且小于或等于1.5(例如，m为1.1、1.2、1.3、1.4、1.45)；
17、任选地，所述预反应液中还包括一部分的缩合反应所得的缩合反应液；即，步骤s1制得的苯胺盐酸盐与系统内循环的一部分缩合反应产物(缩合反应液)混合；其中，循环的缩合反应液与苯胺盐酸盐的质量流量比例如可以为(0-10):1，例如，0.1:1、0.2:1、0.5:1、0.8:1、1:1、2:1、4:1、5:1、8:1、9:1；
18、s3：步骤s2所得的预反应液在经缩合反应之后，得到缩合反应液；其中一部分所述缩合反应液返回至步骤s2中并与苯胺盐酸盐产物流混合，剩余的所述缩合反应液继续经转位重排工序、中和工序、水洗后，得到含有二苯基甲烷系列的二胺和多胺的混合物；
19、s4：将步骤s3所得含有二苯基甲烷系列的二胺和多胺的混合物进行精制，脱除体系中的苯胺与水等物质之后，得到dam产品。
20、一些实施方案中，步骤s1中，盐酸料流中溶质的质量分数为25-37wt％(例如，26wt％、28wt％、32wt％、34wt％)，优选为30-35wt％。
21、一些实施方案中，步骤s1中，以盐酸料流中的溶质hcl计，hcl与苯胺的摩尔比为0.1-0.5(例如，0.15:1、0.22:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.42:1、0.45:1、0.48:1)，优选为0.2-0.4。
22、所述成盐反应可以为本领域的常规操作。一些实施方案中，步骤s1中，所述成盐反应的工艺条件包括：反应温度为20-55℃(例如，22℃、25℃、28℃、33℃、35℃、38℃、40℃、45℃、52℃)，优选30-50℃；成盐反应时间为5-60min(例如10min、20min、30min、40min、55min)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二苯基甲烷系列的二胺和多胺的制备方法，其特征在于，在缩合反应之前，控制进行缩合反应的预反应液的混合特征参数M大于或等于1.0，优选M大于或等于1.0且小于或等于1.5；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，盐酸料流中溶质的质量分数为25-37wt％，优选为30-35wt％；和/或
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，甲醛溶液以水溶液形式存在，其溶质的质量分数为20-55wt％，优选为30-50wt％。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述混合装置选自搅拌釜和均质泵中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合特征参数M的适用工况为甲醛溶液与苯胺盐酸盐进行混合的工况、甲醛溶液与缩合反应液进行混合的工况、苯胺盐酸盐与缩合反应液进行混合的工况、甲醛溶液与苯胺盐酸盐和缩合反应液进行混合的工况。
7.根据权利要求1-6中
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合特征参数M的计算公式中，质量流量比n为(1-100):1，优选为(1-50):1，更优选为(2-40):1；
9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合特征参数M的计算公式中，总进料流量Q为1-1000m3/h，优选为10-900m3/h。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，控制所述预反应液的混合参数M大于或等于1.0且小于或等于1.5，DAM产品中的N-甲基杂质含量在0.2wt％以下。
...【技术特征摘要】
1.一种二苯基甲烷系列的二胺和多胺的制备方法，其特征在于，在缩合反应之前，控制进行缩合反应的预反应液的混合特征参数m大于或等于1.0，优选m大于或等于1.0且小于或等于1.5；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，盐酸料流中溶质的质量分数为25-37wt％，优选为30-35wt％；和/或
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，甲醛溶液以水溶液形式存在，其溶质的质量分数为20-55wt％，优选为30-50wt％。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述混合装置选自搅拌釜和均质泵中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合特征参数m的适用工况为甲醛溶液与苯胺盐酸盐进行混合的...
【专利技术属性】
技术研发人员：林飞腾，张严，李永锋，张宏科，章靓，黄怀炜，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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