【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高纯甲苯二异氰酸酯的节能合成领域，具体涉及以甲苯二胺和碳酸二甲酯为原料，先合成甲苯二氨基甲酸甲酯，然后再经催化分解制备高纯度甲苯二异氰酸酯的节能工艺。
技术介绍
1、甲苯二异氰酸酯(tdi)是重要的有机化工中间体，是聚氨酯工业的重要原料之一。目前，工业上生产甲苯二异氰酸酯采用光气法，但其原料光气剧毒，产品中残余氯影响甲苯二异氰酸酯质量，而且过程的副产物hcl易造成设备腐蚀，导致对设备材质要求高、设备投资大。随着人们安全、环保意识的增强，开发无毒、无污染的绿色合成方法越来越受到重视，其中以甲苯二胺(tda)与碳酸二甲酯(dmc)反应合成甲苯二氨基甲酸甲酯(tdc)、甲苯二氨基甲酸甲酯再经分解得到甲苯二异氰酸酯的绿色合成工艺颇具工业化潜力。
2、已有许多关于胺与有机碳酸酯合成氨基甲酸酯、氨基甲酸酯分解制备异氰酸酯的专利文献。专利us4268683、us4268684、cn03156418.6以及cn200710056664.x等进行有机碳酸酯与胺的催化反应合成氨基甲酸酯，乙酸锌是合成甲苯二氨基甲酸甲酯反应的高效催化剂。专利ep0672653a1、cn0180578.5是关于氨基甲酸酯分解制备异氰酸酯。
3、另外，专利ep0323514a1描述了以二胺和碳酸二甲酯为原料制备二异氰酸酯过程：在催化剂作用下，二胺与碳酸二甲酯反应制备氨基甲酸酯，经洗涤、蒸发等操作后得到其纯品；然后氨基甲酸酯催化分解得到产物异氰酸酯。
4、专利us20030162995a1提供了以芳香胺及有机碳酸酯为原料制备
5、专利cn201410148796.5将乙酸锌催化甲苯二胺与碳酸二甲酯合成甲苯二氨基甲酸甲酯反应的失活催化剂zno用作甲苯二氨基甲酸甲酯分解制备甲苯二异氰酸酯的催化剂，合成甲苯二氨基甲酸甲酯后的反应物经蒸发出剩余的碳酸二甲酯及副产物后，甲苯二氨基甲酸甲酯与zno一起用于催化分解制备甲苯二异氰酸酯。
6、尽管相关文献很多，但对于以胺与有机碳酸酯为原料合成二异氰酸酯过程，仍存在许多不足：
7、(1)胺与有机碳酸酯反应合成氨基甲酸酯过程：一般是分离出催化剂，再经处理得到氨基甲酸酯，但没有合理利用反应系统的热量，造成能量损失。
8、(2)合成氨基甲酸酯后经分离等后处理操作得到其固体，然后再经气化或溶剂溶解后进行分解反应制备异氰酸酯。这样经过获得氨基甲酸酯固体后，再溶解固体的操作，同样造成能量损失。
9、(3)氨基甲酸酯分解反应在单个或多个反应釜中进行，造成分解不彻底的中间产物单异氰酸酯混合到产物中，增大了产物二异氰酸酯的精制成本。
技术实现思路
1、鉴于以上缺陷，为克服现有技术的不足，本专利技术提供一种低能耗非光气法合成甲苯二异氰酸酯的工艺，该工艺操作简单，节能降耗，节省设备投资和操作成本，获得的甲苯二异氰酸酯产品和副产物甲醇均具有极高的纯度，适用于大规模工业化生产。
2、为实现上述目的和其它相关目的，本专利技术提供一种低能耗非光气法合成甲苯二异氰酸酯的工艺，所述工艺步骤包括：
3、(1)以甲苯二胺与碳酸二甲酯为原料进行反应制备甲苯二氨基甲酸甲酯，所得料液过滤后进行闪蒸，蒸出部分轻组分；
4、(2)闪蒸后的料液进入甲苯二氨基甲酸甲酯精制及配料塔，与塔中通入的分解反应溶剂混合得到混合液，采出剩余轻组分；
5、(3)将催化剂加入分解精制反应塔中，将步骤(2)所得混合液加入分解精制反应塔后进行分解反应，塔侧线采出甲苯二异氰酸酯产品，未完全反应的中间产物甲苯单异氰酸酯返回分解精制反应塔进一步分解，塔顶收集副产物甲醇。
6、在本专利技术一示例中，所述闪蒸是指含有甲苯二氨基甲酸甲酯的料液在80-110℃的条件下闪蒸，例如在81℃、83℃、85℃、87℃、89℃、90℃、91℃、93℃、95℃、97℃、99℃、101℃、103℃、105℃、107℃、109℃的条件下闪蒸，优选的，所述料液利用自身热量进行闪蒸。
7、在本专利技术一示例中，所述轻组分包含碳酸二甲酯、甲醇、乙酸甲酯、h2o中的一种或多种。
8、在本专利技术一示例中，所述步骤(1)中制备甲苯二氨基甲酸甲酯所用的催化剂为甲醇钠、乙酸锌、乙酸铅中的一种或多种。
9、在本专利技术一示例中，所述步骤(2)中甲苯二氨基甲酸甲酯精制及配料塔的塔顶温度为70-150℃，例如可以是75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃；塔底温度为170-280℃，例如可以是175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃。
10、在本专利技术一示例中，所述步骤(3)中分解精制反应塔塔釜温度为170-280℃，例如可以是175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃；塔顶温度为50-160℃，例如可以是55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃；塔顶压力1～25kpa，例如可以是2kpa、3kpa、4kpa、5kpa、6kpa、7kpa、8kpa、9kpa、10kpa、11kpa、12kpa、13kpa、14kpa、14kpa、16kpa、17kpa、18kpa、19kpa、20kpa、21kpa、22kpa、23kpa、24kpa。
11、在本专利技术一示例中，所述分解精制反应塔中添加的催化剂可以是：氧化锌、三氧化二铁、合成甲苯二氨基甲酸甲酯反应的失活催化剂中的一种或多种。
12、在本专利技术一示例中，步骤(2)所述的分解反应溶剂可以是邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(异)辛酯、钛酸正丁酯、环丁砜等高沸点溶剂中的一种或多种。
13、在本专利技术一示例中，甲苯二氨基甲酸甲酯例如可以按照cn03156418.6、cn200710056664.x、cn200710060033.5、cn201410148796.5、“用碳酸二甲酯代替光气合成甲苯二异氰酸酯ⅰ.甲苯二氨基甲酸甲酯的催化合成”(赵新强等)、“甲酸甲酯促进甲醇钠催化dmc和2,4-二氨基甲苯合成2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯反应的研究”(丛津生等)或其他现有技术公开的方法进行制备。
14、本专利技术提供的工艺，将合成甲苯二氨基甲酸甲酯后物料的热量用于闪蒸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低能耗非光气法合成甲苯二异氰酸酯的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的闪蒸是指在80-110℃的条件下闪蒸。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的轻组分包含碳酸二甲酯、甲醇、乙酸甲酯、H2O中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中制备甲苯二氨基甲酸甲酯所用的催化剂为甲醇钠、乙酸锌、乙酸铅中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中甲苯二氨基甲酸甲酯精制及配料塔的塔顶温度为70-150℃，塔底温度170～280℃。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中分解反应溶剂是邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(异)辛酯、钛酸正丁酯、环丁砜中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(3)中分解精制反应塔塔釜温度为170-280℃。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(3)中分解精
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中闪蒸是指料液利用自身热量进行闪蒸。
10.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(3)中分解精制反应塔塔顶温度为50-160℃、压力为1-25kPa。
...【技术特征摘要】
1.一种低能耗非光气法合成甲苯二异氰酸酯的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的闪蒸是指在80-110℃的条件下闪蒸。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的轻组分包含碳酸二甲酯、甲醇、乙酸甲酯、h2o中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中制备甲苯二氨基甲酸甲酯所用的催化剂为甲醇钠、乙酸锌、乙酸铅中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中甲苯二氨基甲酸甲酯精制及配料塔的塔顶温度为70-150℃，塔底温度170～280℃。
6.根据权利要求1所述的工艺，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王延吉，白玮，钱新华，王桂荣，左刚，赵金龙，张东升，李芳，丁晓墅，江帅，
申请(专利权)人：江苏斯尔邦石化有限公司，
类型：发明
国别省市：
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