【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学工艺，具体涉及一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺。
技术介绍
1、甲苯二异氰酸酯(tdi)是一种重要的有机化学中间体，是制备聚氨酯的重要原料，还可用于生产泡沫塑料、涂料、保温材料和医药等，具有广阔市场需求。目前tdi的工业化生产主要采用光气化技术，先后包括通过一氧化碳和氯气在一定温度下催化制备光气、甲苯和硝酸反应生成二硝基甲苯(dnt)、dnt与氢反应生成甲苯二胺(tda)和tdi的提纯精制等工序，其中，最后一步tdi的提纯精制需要在惰性溶剂邻二氯苯(odcb)存在下进行冷光气化反应。odcb是光气化反应制备tdi过程中的主要杂质，odcb含量是tdi产品质量的一个重要指标，odcb含量高不仅增加了后续纯化难度，也会导致反应活性下降，产品颜色加深、性能下降。基于odcb对tdi产品性能的影响，在生产过程中需要降低odcb含量。
2、现有技术中，双建永等对tdi生产过程中的71#塔、73#塔、脱焦塔等各个精馏塔等进行了模拟及全流程模拟，73#塔工艺设计数据中odcb质量分数为1.8e-05，模拟数据为1.5e-04，满足工艺设计要求。最终tdi产品质量分数为99.995％，满足工艺要求(99.99％)。田志亮等对71#塔、73#塔、tdi精制塔等进行了模拟计算并对主要设备进行了模拟优化，考察了回流比、进料板位置、侧线采出位置对采出odcb质量分数的影响，计算数据与装置实际运行数据吻合较好，证明所选用的热力学模型是准确的，并起到了优化主要设备参数的目的。
3、尽管精馏法处理tdi和odcb废水
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足，本专利技术公开一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，该工艺能耗低、能量利用率高，可获得高纯度的tdi产品。
2、为了实现以上技术目的，本专利技术提供一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，以甲苯二胺、光气为原料于邻二氯苯中发生光气化反应后的物料经初分离得到待精制物料，所述待精制物料输入精制塔，由所述精制塔的塔釜采出一级甲苯二异氰酸酯；其中，所述精制塔的理论塔板数为12～18块，进料塔板数为4～12块，回流比为1～5。
3、本专利技术研发团队借助aspen plus流程模拟软件对tdi降解odcb精馏过程进行稳态模拟和优化，优化过程中的物性方法选用elec-nrtl模型，拟分离的tdi和odcb混合液适合elec-nrtl模型，精馏计算采用严格精馏模块，并采用灵敏性分析模块考察了理论塔板数、进料塔板数和回流比；基于大量的模拟实验数据，本专利技术技术方案中精制塔的理论塔板数为12～18块，进料塔板数为4～12块，回流比为1～5，可在精制塔塔釜得到高纯度的一级甲苯二异氰酸酯，本专利技术实施例示出了精制塔理论塔板数、进料塔板数和回流比的相关参数优化的技术效果。
4、通过模拟计算物料衡算，专利技术研发团队进一步地考察精制塔的温度和压力对精制塔的塔釜采出一级甲苯二异氰酸酯中odcb的含量影响。经物料衡算，精制塔的温度可选为80～150℃，压力可选为200～300kpa，本专利技术实施例示出了精制塔温度和压力优化后的技术效果。
5、以甲苯二胺、光气为原料于邻二氯苯中发生光气化反应后的物料的初分离在初分塔中进行。在本专利技术的进一步示例中，所述初分塔的温度为120～170℃、压力为20～30kpa、回流比为15～20，由此根据各组分在相同温度下具有不同蒸气压的原理，更高效地从初分塔的侧线采出口采出odcb，从初分塔的塔釜采出待精制物料。可选地，所述初分塔的回流比为18，提升精馏分离的效果；可选地，初分塔塔釜采出的待精制物料返回至初分塔的进料口，使odcb循环利用。
6、基于上述技术方案，从初分塔的塔釜采出的待精制物料中含有odcb、tdi及少量的焦油，该部分物料作为原料液经进料泵送至精制塔进行精馏，并在精制塔内部闪蒸空间进行闪蒸，从精制塔的塔釜采出一级甲苯二异氰酸酯，而上升蒸汽通过塔顶两级冷凝器冷凝并由精制塔的塔顶采出。在本专利技术的进一步示例中，还包括tdi回收塔，精制塔塔顶采出物输入tdi回收塔。
7、进一步地，tdi回收塔的温度可选为80～160℃、压力可选为3～6kpa，可选塔顶进行全回流操作，精制塔塔顶采出物包括odcb和少量tdi，通过对tdi回收塔的探索和优化可使得odcb和少量tdi经精馏分离，从tdi回收塔的塔釜采出脱轻后的二级甲苯二异氰酸酯。
8、进一步地，tdi回收塔的塔顶采出物返回至初分离工序，从而对odcb进行循环利用，降低工艺成本。
9、基于上述技术方案，还包括对所述一级甲苯二异氰酸酯进行脱焦处理；进一步地，使用脱焦塔对一级甲苯二异氰酸酯进行脱焦处理，当脱焦塔的温度为158～164℃、压力为2～5kpa可选塔顶进行全回流操作，可高效去除焦油杂质，通过脱焦塔脱焦得到三级甲苯二异氰酸酯。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺中，通过控制精制塔的理论塔板数、进料塔板数和回流比，使得精制塔塔釜采出的一级甲苯二异氰酸酯中基本没有odcb的存在，得到tdi质量含量≥99.80％，满足后续生产工艺的纯度要求，且整理精制工艺的能耗低，能量利用率高；本专利技术可用于七万吨和五万吨的甲苯二异氰酸酯精制，适合工业化生产。
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1.一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，以甲苯二胺、光气为原料于邻二氯苯中发生光气化反应后的物料经初分离得到待精制物料，所述待精制物料输入精制塔(2)，由所述精制塔(2)的塔釜采出一级甲苯二异氰酸酯；其中，所述精制塔(2)的理论塔板数为12～18块，进料塔板数为4～12块，回流比为1～5。
2.根据权利要求1所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述精制塔(2)的理论塔板数为13～16块，进料塔板数为5～8块，回流比为1～3。
3.根据权利要求1所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述精制塔(2)温度为80～150℃，压力为200～300kPa。
4.根据权利要求1所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述初分离在初分塔(1)中进行，由所述初分塔(1)的塔釜采出口采出待精制物料，所述初分塔(1)的温度为120～170℃、压力为20～30kPa和回流比为15～20。
5.根据权利要求4所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述初分塔(1)设有侧线采出口，由所述侧线采出
6.根据权利要求1所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，还包括TDI回收塔(3)；所述精制塔(2)的塔顶采出物输入TDI回收塔(3)，由所述TDI回收塔(3)的塔釜采出脱轻后的二级甲苯二异氰酸酯。
7.根据权利要求6所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述TDI回收塔(3)的塔顶采出物返回所述初分离工序。
8.根据权利要求6所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述TDI回收塔(3)的温度为80～160℃、压力为3～6kPa，塔顶进行全回流操作。
9.根据权利要求1所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，还包括对所述一级甲苯二异氰酸酯进行脱焦处理。
10.根据权利要求9所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述脱焦处理在脱焦塔(4)中进行，所述脱焦塔(4)的温度为158～164℃、压力为2～5kPa，塔顶进行全回流操作。
...【技术特征摘要】
1.一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，以甲苯二胺、光气为原料于邻二氯苯中发生光气化反应后的物料经初分离得到待精制物料，所述待精制物料输入精制塔(2)，由所述精制塔(2)的塔釜采出一级甲苯二异氰酸酯；其中，所述精制塔(2)的理论塔板数为12～18块，进料塔板数为4～12块，回流比为1～5。
2.根据权利要求1所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述精制塔(2)的理论塔板数为13～16块，进料塔板数为5～8块，回流比为1～3。
3.根据权利要求1所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述精制塔(2)温度为80～150℃，压力为200～300kpa。
4.根据权利要求1所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所述初分离在初分塔(1)中进行，由所述初分塔(1)的塔釜采出口采出待精制物料，所述初分塔(1)的温度为120～170℃、压力为20～30kpa和回流比为15～20。
5.根据权利要求4所述的一种生产甲苯二异氰酸酯的精制工艺，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘增，李永阔，杜小岭，马洪庆，刘东华，
申请(专利权)人：沧州大化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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