專利名稱：引入隔離壁蒸餾塔的提純甲苯二異氰酸酯混合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及甲苯二異氰酸酯(TDI)回收和提純方法的改進(jìn)，其使用隔離壁蒸餾塔從粗異氰酸酯物流中回收甲苯二異氰酸酯。此外，可以設(shè)計(jì)提純過(guò)程中所用的隔離壁蒸餾塔，使其對(duì)于各種進(jìn)料速度、組成和產(chǎn)品要求能夠節(jié)能地操作。本發(fā)明的方法獲益于實(shí)現(xiàn)更低的總制造成本的能力。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種方法，其中在液相中的溶劑溶液存在下使甲苯二胺與光氣反應(yīng)，或者其中甲苯二胺直接與在具有在所述反應(yīng)的淬冷中所用溶劑的氣相中的光氣反應(yīng)；然后從所得的混合物中部分或完全除去過(guò)量的光氣，并把脫光氣的粗蒸餾原料送入包括隔離壁蒸餾塔的分餾過(guò)程中，其中回收四種餾分1.富含光氣的低沸物，其被回收并返回到脫光氣或過(guò)量光氣回收過(guò)程中，2.較純的溶劑產(chǎn)物(小于100ppm重量的TDI)，其然后在光氣化作用或過(guò)量光氣回收過(guò)程中重新使用，3.富含高沸物(聚合的異氰酸酯，可水解的含氯化合物(HCC)和其它非揮發(fā)性成分)的塔底產(chǎn)物，其送到殘?jiān)コ到y(tǒng)中進(jìn)一步回收揮發(fā)性物質(zhì)，4.甲苯二異氰酸酯產(chǎn)物流。
本發(fā)明涉及的技術(shù)領(lǐng)域是一種提純甲苯二異氰酸酯(TDI)混合物的方法。TDI混合物一般通過(guò)以下過(guò)程生產(chǎn)使甲苯與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生二硝基甲苯(DNT)，氫化所得的二硝基甲苯(DNT)產(chǎn)生甲苯二胺(TDA)并使甲苯二胺(TDA)與光氣反應(yīng)產(chǎn)生甲苯二異氰酸酯(TDI)。甲苯二異氰酸酯(TDI)是一種市售物質(zhì)，其在聚氨酯、聚脲和聚異氰脲酸酯聚合物的制備中特別有用，特別是在泡沫聚合物的制備中。
DE-A1-37 36 988提出，通過(guò)在低于150℃的溫度下使溶解在惰性有機(jī)溶劑中的相應(yīng)的單胺或多胺與也溶解在惰性有機(jī)溶劑中的光氣反應(yīng)，連續(xù)地制備了有機(jī)單異氰酸酯或多異氰酸酯。使胺和光氣溶液混合并使其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)塔，這些反應(yīng)塔下面串聯(lián)連接到下一個(gè)塔的上面并且總共有至少10個(gè)相互用孔板隔開(kāi)的腔室，孔板的孔優(yōu)選最大直徑為20mm。
EP-A1-5 70 799指出，通過(guò)二胺和光氣的反應(yīng)進(jìn)行芳香族二異氰酸酯的生產(chǎn)。光氣和二胺處于二胺沸騰溫度以上的溫度并且反應(yīng)的平均接觸時(shí)間為0.5-5秒。反應(yīng)物連續(xù)通過(guò)處于200-600℃的圓柱形反應(yīng)空間，以完成反應(yīng)并避免反混。然后把氣體混合物冷卻，以冷凝二異氰酸酯，并把溫度保持在與所用的二胺相應(yīng)的氨基甲酰氯的分解溫度以上。把未冷凝的二異氰酸酯用惰性溶劑從氣體混合物中洗出，并通過(guò)蒸餾回收惰性溶劑。
聚氨酯手冊(cè)(Polyurethane Handbook)(Oertel，G.(編者)，聚氨酯手冊(cè)，Munich，GermanyHanser Publishers，1985，第62-73頁(yè))給出了生產(chǎn)甲苯二異氰酸酯的光氣化作用和蒸餾過(guò)程的技術(shù)現(xiàn)狀。在蒸餾過(guò)程中，溶劑作為溶劑塔的塔頂產(chǎn)物從粗TDI混合物中完全去除，并且該溶劑返回到光氣化作用中或者返回到過(guò)量光氣回收過(guò)程中。把來(lái)自溶劑塔的剩余粗異氰酸酯塔底物流送到預(yù)閃蒸器，其中獲得兩種產(chǎn)物富集異氰酸酯的塔頂產(chǎn)物和富含殘?jiān)乃孜锪?，后者送到殘?jiān)コb置中。在殘?jiān)コ?，揮發(fā)分從該富含殘?jiān)奈锪髦信懦霾⒗淠Ｈ缓蟀褋?lái)自殘?jiān)コ睦淠龘]發(fā)分與來(lái)自預(yù)蒸發(fā)的冷凝塔頂產(chǎn)物一起混合并送入異氰酸酯塔中。在異氰酸酯塔中，產(chǎn)物異氰酸酯作為塔頂物流回收并且富含高沸物的塔底物流返回到預(yù)蒸發(fā)步驟中。該過(guò)程受到在一個(gè)溶劑塔中去除全部溶劑的事實(shí)限制。在已知較高溫度不利地影響TDI產(chǎn)率時(shí)，全部溶劑的去除必須在較低的壓力下進(jìn)行以獲得足夠低的儲(chǔ)槽(sump)溫度以防產(chǎn)率損失，因此必須大的塔。
而且，異氰酸酯與殘?jiān)黄鹪诩訜釁^(qū)域的長(zhǎng)停留時(shí)間導(dǎo)致更高的殘?jiān)纬杀壤Ｗ詈?，在送到異氰酸酯塔之前的?lái)自預(yù)蒸發(fā)的塔頂物流的冷凝是低能量效率的。
在Industrielle Aromatenchemie(FranckH.-G.和StadelhoferJ.，Industrielle Aromatenchemie.Berlin，GermanySpringerVerlag，1987，第253頁(yè))中，描述了第二種現(xiàn)有技術(shù)方法。在所述方法中，把粗TDI-溶劑混合物送入兩步預(yù)蒸發(fā)步驟中，產(chǎn)生低沸點(diǎn)的塔頂蒸氣產(chǎn)物和不含溶劑的富含殘?jiān)乃桩a(chǎn)物，把后者送入殘?jiān)コ襟E中，在殘?jiān)コ^(guò)程中，揮發(fā)分從該富含殘?jiān)锪髦信懦霾⒗淠?。把?lái)自預(yù)蒸發(fā)的塔頂產(chǎn)物送入溶劑塔。在溶劑塔中，溶劑作為塔頂產(chǎn)物完全排出，并且使溶劑返回到光氣化作用或過(guò)量光氣回收過(guò)程中。把來(lái)自溶劑塔的其余粗異氰酸酯塔底物流與來(lái)自殘?jiān)コ^(guò)程的冷凝揮發(fā)分一起送入異氰酸酯塔中。在異氰酸酯塔中，產(chǎn)物異氰酸酯作為塔頂物流回收，并且富集高沸物(聚合的異氰酸酯和可水解的含氯化合物(HCC)和其它非揮發(fā)分)的塔底物流返回到預(yù)蒸發(fā)步驟中。該方法受在一個(gè)溶劑塔中必須去除全部溶劑這一事實(shí)限制。如在Polyurethane Handbook中所述的方法一樣，全部溶劑的去除需要在較低壓力下操作，以獲得足夠低的儲(chǔ)槽溫度，以防產(chǎn)率損失，導(dǎo)致溶劑塔較大。但是，與前一種方法相比，該方法實(shí)現(xiàn)了異氰酸酯與殘?jiān)诩訜釁^(qū)域中的停留時(shí)間的縮短，可能導(dǎo)致更低的殘?jiān)纬杀壤６?，因?yàn)闆](méi)有到異氰酸酯塔中的蒸氣原料的多余冷凝，該方法將是能量效率更高。
從Chem System’s PERP Report for TDI/MDI(Chem Systems，ProcessEvaluationResearch Planning TEI/MDI 98/99S8.Tarrytown，NY，USAChem Systems，1999，第27-32)for TDI/MDI可以得知，粗TDI蒸餾進(jìn)料產(chǎn)物的分餾可以用以下方式完成。通常，把得自脫光氣化步驟的液體產(chǎn)物送到預(yù)蒸發(fā)器中，預(yù)蒸發(fā)器產(chǎn)生作為塔底產(chǎn)物的富含殘?jiān)囊合嗪妥鳛樗敭a(chǎn)物的主要含有溶劑和異氰酸酯的氣相產(chǎn)物。把得自預(yù)蒸發(fā)的塔底產(chǎn)物送到從反應(yīng)殘?jiān)腥コ龘]發(fā)性化合物的過(guò)程(殘?jiān)コ?中。把在殘?jiān)コA段中去除的揮發(fā)性組分以及得自預(yù)蒸發(fā)器的氣相產(chǎn)物送到溶劑塔中，在這里完成異氰酸酯與蒸氣的初始分離并去除任何殘余的光氣。所得的產(chǎn)物是富含光氣的塔頂產(chǎn)物，作為中間產(chǎn)物的較純?nèi)軇┪锪骱透缓惽杷狨サ乃桩a(chǎn)物。光氣物流然后返回到脫光氣過(guò)程中或者返回到光氣回收過(guò)程中。溶劑產(chǎn)物然后用在光氣化部分中以及在過(guò)量光氣回收過(guò)程中。富含異氰酸酯的塔底產(chǎn)物然后送到第二個(gè)溶劑去除塔中，在這里去除殘余溶劑。得自該步驟的塔頂溶劑產(chǎn)物在較純時(shí)可以用在光氣化或過(guò)量光氣回收過(guò)程中，或者可以返回到主溶劑去除步驟中。把最后的無(wú)溶劑塔底異氰酸酯產(chǎn)物送到異氰酸酯塔中，產(chǎn)生異氰酸酯塔頂產(chǎn)物和富含殘?jiān)翱伤夂然衔?HCC)的塔底產(chǎn)物，該塔底產(chǎn)物返回到預(yù)蒸發(fā)或返回到殘?jiān)コ襟E中。與在Polyurethane Handbook中所述的方法相比，該方法與Indu8trielle Aromatenchemie中所述的方法一樣實(shí)現(xiàn)了異氰酸酯與殘?jiān)黄鹪诩訜釁^(qū)域中停留時(shí)間的縮短，可能導(dǎo)致更低的殘?jiān)纬杀壤?。此外，與在Industrielle Aromatenchemie中所述的方法一樣，因?yàn)闆](méi)有到異氰酸酯塔中的蒸氣進(jìn)料的多余冷凝，該方法比在Polyurethane Handbook中公開(kāi)的方法能量效率更高。該方法保持了附加的優(yōu)點(diǎn)即溶劑去除在兩個(gè)步驟中完成。通過(guò)利用比異氰酸酯更低沸點(diǎn)的溶劑，大多數(shù)溶劑可以在更高的壓力下排出，所以，減少了溶劑排出必須的資本費(fèi)用。另外，使用兩個(gè)溶劑排出步驟增加了操作靈活性。但是，第三個(gè)塔的存在增加了該方法的復(fù)雜性。
在分餾中，有時(shí)希望把多組分原料流分成一些在產(chǎn)物流中含有希望組分的各種餾分的物流。對(duì)于一個(gè)原料流和兩個(gè)產(chǎn)品流的情況，通過(guò)餾出物或塔底物流引出可以實(shí)現(xiàn)分離。通過(guò)對(duì)餾出物或塔底物流重復(fù)兩產(chǎn)物流過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的分離。但是，附加的塔的引入需要相應(yīng)數(shù)量的重沸器和冷凝器。該要求又轉(zhuǎn)而要求附加的運(yùn)行成本，因?yàn)橐貜?fù)進(jìn)行冷凝和重沸過(guò)程?，F(xiàn)有技術(shù)中可以發(fā)現(xiàn)許多文獻(xiàn)記載降低從多組分原料流中分離若干餾分的過(guò)程中降低投資和運(yùn)行成本的努力。最低能量消耗的基準(zhǔn)已經(jīng)由古老且眾所周知的PETLYUK系統(tǒng)建立(Agrawal，R和Fidkowski，Z，Are Thermally CoupledDistillation Columns Always Thermo-dynamically MoreEfficient for Ternary distillations？，Industrial &Engineering Chemistry Research，1998，37，第3444-3454頁(yè))。在這種配置中，使用來(lái)自主塔的汽提部分的分離蒸氣流和來(lái)自主塔的精餾部分的分離液體流，初步分餾塔把原料分成兩個(gè)物流。從初步分餾塔排出的所得蒸氣和液體物流分別富含輕組分和重組分。這兩種半加工(semi-processed)物流然后回到主塔中。這種配置提供一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即允許主分餾塔提高側(cè)線抽出餾分的純度。而主分餾塔還提供具有更好質(zhì)量原料的汽體部分和精餾部分。組合效果是非常有效地使用蒸氣/液體運(yùn)輸量產(chǎn)生三種產(chǎn)物流。
US-A-2,471,134說(shuō)明了Petyluk方法的一種改進(jìn)，提出通過(guò)沿著塔的中心部分直立一個(gè)隔板把初步分餾和主塔組合成一個(gè)分餾單元。該塔裝有一個(gè)塔頂冷凝器和一個(gè)塔底重沸器。
根據(jù)US-A-2,471,134的隔離壁蒸餾塔是垂直柱型分餾塔，裝有重沸器和冷凝器，它通過(guò)在塔的中間部分使用中心隔板分成四個(gè)不同的塔部分。這些部分是共用的塔底(汽提)和塔頂(精餾)部分，和在塔的中間部分的通過(guò)隔離壁分開(kāi)的初步分餾部分和主分餾部分。多組分混合物送入初步分餾部分中，塔頂產(chǎn)物從共用的精餾部分取出，塔底產(chǎn)物從共用的汽提部分取出，中間產(chǎn)物流作為側(cè)流產(chǎn)物從主分餾部分取出。
這種隔離壁蒸餾塔在克服PETLYUK系統(tǒng)中的靜壓缺陷方面是有效的，同時(shí)，它通過(guò)只有一個(gè)共用的外殼而降低投資費(fèi)用。在US-A-2,471,134中公開(kāi)的隔離壁蒸餾塔已經(jīng)在若干過(guò)程中發(fā)現(xiàn)用途。
一般來(lái)說(shuō)，TDI回收方法的發(fā)展已經(jīng)導(dǎo)致基建投資減小、更大的能量效率、改善的產(chǎn)品產(chǎn)率。但是，能量消耗、基建投資和產(chǎn)品產(chǎn)率仍然不夠。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，隔離壁蒸餾塔在較復(fù)雜的TDI蒸餾方法中的使用可以出乎意料地減少完成該方法所需的能量并且同時(shí)降低投資費(fèi)用。而且，本發(fā)明提供縮短產(chǎn)物與高沸物餾分一起保持在加熱區(qū)中的停留時(shí)間的可能性，這隨后導(dǎo)致更好的產(chǎn)品產(chǎn)率。


圖1是隔離壁分餾塔的示意圖；圖2是與進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)的裝置組合使用的隔離壁蒸餾塔的流動(dòng)示意圖；圖3是沒(méi)有預(yù)蒸發(fā)進(jìn)行初步分餾的流動(dòng)示意圖。
除非另外明確說(shuō)明，本文所有的數(shù)字范圍、量、值和百分比如在以下的說(shuō)明書部分中用于材料量、反應(yīng)時(shí)間和溫度、分子量的值等可以讀作如同前面有詞“約”一樣，即使詞“約”沒(méi)有明確與所述值、量或范圍一起出現(xiàn)。
本發(fā)明涉及一種從包含甲苯二異氰酸酯、有機(jī)溶劑和小于2重量％的光氣的粗蒸餾原料中提純甲苯二異氰酸酯的方法，即在隔離壁蒸餾塔中把粗蒸餾原料分離成至少四種產(chǎn)物餾分P1-P4，其中P1是富含光氣的低沸物產(chǎn)物，P2是富含溶劑的產(chǎn)物，P3是富含高沸物的塔底餾分，和P4是甲苯二異氰酸酯產(chǎn)物流。
本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)甲苯二異氰酸酯的方法，其包括以下步驟a)使甲苯二胺與光氣反應(yīng)，產(chǎn)生粗蒸餾原料，b)如果來(lái)自步驟a)的粗蒸餾原料包含2重量％或更多的光氣，則從來(lái)自步驟a)的粗蒸餾原料中分離光氣，產(chǎn)生包含小于2重量％光氣的粗蒸餾原料，c)在隔離壁蒸餾塔中把包含甲苯二異氰酸酯、有機(jī)溶劑和小于2重量％光氣的粗蒸餾原料分離成至少四種產(chǎn)物餾分P1-P4，其中P1是富含光氣的低沸物產(chǎn)物，P2是富含溶劑的產(chǎn)物，P3是富含高沸物的塔底餾分，和P4是甲苯二異氰酸酯產(chǎn)物流。
優(yōu)選地，本發(fā)明涉及一種從包含甲苯二異氰酸酯、有機(jī)溶劑和小于2重量％光氣的粗蒸餾原料中提純甲苯二異氰酸酯的方法，即在隔離壁蒸餾塔中把粗蒸餾原料分離成四種產(chǎn)物餾分P1-P4，其中P1是富含光氣的低沸物產(chǎn)物，P2是富含溶劑的產(chǎn)物，P3是富含高沸物的塔底餾分，和P4是甲苯二異氰酸酯產(chǎn)物流。
優(yōu)選地，本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)甲苯二異氰酸酯的方法，其包括以下步驟
a)使甲苯二胺與光氣反應(yīng)，產(chǎn)生粗蒸餾原料，b)如果來(lái)自步驟a)的粗蒸餾原料包含2重量％或更多的光氣，則從來(lái)自步驟a)的粗蒸餾原料中分離光氣，產(chǎn)生包含小于2重量％光氣的粗蒸餾原料，c)在隔離壁蒸餾塔中把包含甲苯二異氰酸酯、有機(jī)溶劑和小于2重量％光氣的粗蒸餾原料分離成四種產(chǎn)物餾分P1-P4，其中P1是富含光氣的低沸物產(chǎn)物，P2是富含溶劑的產(chǎn)物，P3是富含高沸物的塔底餾分，和P4是甲苯二異氰酸酯產(chǎn)物流。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行步驟a)的光氣化作用。在液相中的溶劑溶液存在下使甲苯二胺與光氣反應(yīng)，或者與在帶有所述反應(yīng)淬冷中所用的溶劑的氣相中的光氣直接反應(yīng)。所得的反應(yīng)混合物優(yōu)選的組成為5-40重量％甲苯二異氰酸酯、1-2重量％氯化氫、1-5重量％光氣、0.1-2重量％高沸物(聚合的異氰酸酯，可水解的含氯化合物(HCC))，其余為溶劑。可水解的含氯化合物一般定義為其中可以獲得的氯是“松散”結(jié)合的化合物。這些化合物的典型實(shí)例是以下物質(zhì)ClCH2C6H3(NCO)2和(CH3NCOCl)CH3C6H3(NCO)。
可水解含氯化合物的含量一般通過(guò)以下過(guò)程確定使樣品中可以獲得的氯與熱水-乙醇溶液反應(yīng)產(chǎn)生氯化氫，隨后滴定以確定可水解的氯濃度。該值一般報(bào)告為重量分?jǐn)?shù)的可水解氯”(HCl)。
氯化的芳香烴是其中氯被緊密結(jié)合的物質(zhì)。這樣的化合物的典型實(shí)例是常見(jiàn)的溶劑鄰二氯苯和氯苯及相關(guān)的化合物。
在反應(yīng)后，如果反應(yīng)混合物(粗蒸餾原料)包含2重量％或更多的光氣，則把所得的反應(yīng)混合物送入分離步驟b)中。在該分離步驟中，至少部分去除過(guò)量的光氣，產(chǎn)生包含小于2重量％光氣的粗蒸餾原料?？梢允褂迷S多不同的方法或其組合進(jìn)行光氣的分離。這些方法的實(shí)例是簡(jiǎn)單的氣/液閃蒸分離，用或不用提高溫度或降低壓力、氣提、蒸餾等。
然后根據(jù)步驟c)把所得的包含小于2重量％光氣的粗蒸餾原料送入隔離壁蒸餾塔中并分離成四種餾分(P1-P4)。
產(chǎn)物餾分P1是富含光氣的低沸物產(chǎn)物，優(yōu)選包含20-50重量％光氣和其它低沸物如氯苯、四氯甲烷、三氯甲烷和二氯甲烷，20-49重量％溶劑，其余為不可冷凝的氣體，即空氣、氯化氫等?？衫淠奈镔|(zhì)優(yōu)選回收并返回到脫光氣作用或過(guò)量光氣回收過(guò)程中。
產(chǎn)物餾分P2是富含溶劑的產(chǎn)物，其然后優(yōu)選重新用在光氣化作用或過(guò)量光氣回收過(guò)程中。餾分P2優(yōu)選包含異氰酸酯濃度和光氣濃度分別小于100ppm重量的溶劑。
產(chǎn)物餾分P3是富含高沸物的塔底產(chǎn)物，其優(yōu)選送到殘?jiān)コ到y(tǒng)中，進(jìn)一步回收揮發(fā)分。餾分P3優(yōu)選含有0.5-15重量％高沸物(聚合的異氰酸酯、可水解的含氯化合物(HCC)和其它非揮發(fā)分)，其余為甲苯二異氰酸酯。
產(chǎn)物餾分P4是異氰酸酯產(chǎn)物流。餾分P4優(yōu)選含有小于200ppm重量溶劑和/或氯化的芳香烴(總量)，小于100ppm重量計(jì)的可水解氯(HC)，小于40ppm重量計(jì)的酸，并且甲苯二異氰酸酯濃度至少為99.5重量％。
此外，獲得任選的富含中等沸點(diǎn)物質(zhì)的產(chǎn)物流，其被處理或進(jìn)一步加工，以回收溶劑和/或TDI。中等沸點(diǎn)物質(zhì)的實(shí)例是三氯苯和異氰合甲苯(isocyanatotoluene)。
如本文所用的，除非另外明確指出，低沸物產(chǎn)物或餾分是指沸騰溫度低于溶劑的產(chǎn)物或餾分。高沸物產(chǎn)物或餾分是指沸騰溫度高于TDI的產(chǎn)物或餾分。
包含隔離壁蒸餾塔的分流方法可以成功用于從部分或全部脫光氣的TDI反應(yīng)產(chǎn)物中生產(chǎn)四種主要產(chǎn)物流，所述TDI反應(yīng)產(chǎn)物得自在溶劑溶液存在下甲苯二胺與光氣的反應(yīng)或者得自在具有反應(yīng)后的淬冷中所用溶劑的氣相中進(jìn)行的該反應(yīng)。所得的蒸餾原料含有光氣和其它低沸點(diǎn)組分、溶劑、甲苯二異氰酸酯、可水解含氯化合物和高沸點(diǎn)殘?jiān)?。四種產(chǎn)物是富含光氣的低沸物產(chǎn)物P1，其被回收并返回到脫光氣或過(guò)量光氣回收過(guò)程中；較純的溶劑產(chǎn)物P2，其然后在光氣化或過(guò)量光氣回收過(guò)程中重新使用；富含高沸物(聚合的異氰酸酯、可水解含氯化合物和其它非揮發(fā)分)的塔底產(chǎn)物P3，其被送到殘?jiān)コ到y(tǒng)中進(jìn)一步回收揮發(fā)分；和異氰酸酯產(chǎn)物流P4。所用的溶劑可以是任何合適的溶劑，優(yōu)選為鄰二氯苯、對(duì)二氯苯、氯苯、甲苯、苯、硝基苯、苯甲醚、二甲苯或其任何混合物。根據(jù)反應(yīng)條件，可以獲得在粗蒸餾原料中不同的TDI濃度。
根據(jù)本發(fā)明的方法在隔離壁蒸餾塔中進(jìn)行，如圖1中所示的。這種隔離壁蒸餾塔至少裝有一個(gè)重沸器和一個(gè)冷凝器。重沸器可以是在化學(xué)工業(yè)中常用的任何標(biāo)準(zhǔn)類型，包括部分降膜蒸發(fā)器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、液池(釜)蒸發(fā)器、自然循環(huán)蒸發(fā)器等。冷凝器可以是在化學(xué)工業(yè)中常用的任何類型，包括順流和逆流(knockback冷凝器)。所述塔可以裝備在化學(xué)工業(yè)中常用的任何傳質(zhì)內(nèi)部構(gòu)件。這些構(gòu)件部分地包括篩板、浮閥塔板、固定浮閥塔板以及規(guī)整的或隨機(jī)的蒸餾填料。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中(圖1)，把粗蒸餾原料直接送入隔離壁蒸餾塔中，產(chǎn)生四種產(chǎn)物餾分和產(chǎn)物流P1-P4。在該實(shí)施方案中，粗蒸餾原料的TDI濃度優(yōu)選為20-60重量％，更優(yōu)選為25-50重量％，最優(yōu)選為30-40重量％。
在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案中，使用標(biāo)準(zhǔn)蒸餾技術(shù)的單獨(dú)的另一個(gè)初步分餾塔被用來(lái)在粗蒸餾原料送入隔離壁蒸餾塔之前從粗蒸餾原料中去除一部分溶劑。在該步驟中，優(yōu)選進(jìn)行溶劑的部分去除以產(chǎn)生含有20-80重量％TDI，優(yōu)選范圍為25-60重量％TDI的富異氰酸酯產(chǎn)物。由該附加的初步分餾步驟所得的產(chǎn)物是富含光氣的低沸物餾分、溶劑餾分，以及異氰酸酯和富含高沸物的塔底產(chǎn)物。
用如圖2所示的設(shè)備中的預(yù)蒸發(fā)可以進(jìn)行所述附加的初步分餾。該初步分餾步驟利用了比異氰酸酯沸點(diǎn)低的溶劑，使得大部分溶劑在較高壓力下被去除，所以，減少了溶劑去除所需的投資成本。在該實(shí)施方案中的粗蒸餾原料具有5-40重量％的優(yōu)選異氰酸酯濃度，最優(yōu)選為8-30重量％。預(yù)蒸發(fā)優(yōu)選在120-190℃進(jìn)行。附加的初步分餾優(yōu)選的操作方式為使塔底產(chǎn)物的溫度為120-190℃。
附加的初步分餾也可以在如圖3所示的設(shè)備中沒(méi)有預(yù)蒸發(fā)來(lái)進(jìn)行。在該方法的這種實(shí)施方案中，把粗蒸餾原料以液相形式引入到初步溶劑去除步驟中。在粗蒸餾原料中的異氰酸酯濃度優(yōu)選為5-40重量％，更優(yōu)選為8-30重量％。分餾優(yōu)選的操作方式為使得塔底產(chǎn)物溫度為120-190℃。
下面參考附圖更詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1表示用在TDI混合物提純方法中的隔離壁蒸餾塔的示意圖，圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案的流動(dòng)示意圖，其中，一部分溶劑在有預(yù)蒸發(fā)的附加初步分餾塔中被去除，
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案的流動(dòng)示意圖，其中，一部分溶劑在沒(méi)有預(yù)蒸發(fā)的附加初步分餾塔中被去除。
圖1表示隔離壁蒸餾塔1，其裝有重沸器2、冷凝器3、隔離壁4和傳質(zhì)內(nèi)部構(gòu)件5。
隔離壁蒸餾塔1被分成四個(gè)不同的操作區(qū)，其中引入原料A的初步分餾區(qū)20，具有高沸物產(chǎn)物P3的氣提區(qū)22，具有異氰酸酯產(chǎn)物P4的主分餾區(qū)26，和具有氣相低沸物產(chǎn)物P1和液相溶劑產(chǎn)物P2的精餾區(qū)24。初步分餾區(qū)20和主分餾區(qū)26并排位于隔離壁蒸餾塔1中，并用隔離壁4分開(kāi)這兩個(gè)區(qū)。初步分餾區(qū)把粗蒸餾原料A送入初步分餾區(qū)20中，其中，它被分成兩個(gè)物流，富含殘?jiān)涂伤夂然衔?HCC)液體TDI物流B和富含溶劑與低沸物的蒸氣流C。該分離受兩個(gè)物流影響，一個(gè)是液體D，一個(gè)是蒸氣E。含有溶劑和TDI的液體流D從精餾區(qū)進(jìn)入初步分餾區(qū)。含有TDI和HCC的蒸氣流E從氣提區(qū)進(jìn)入初步分餾區(qū)。氣提區(qū)來(lái)自初步分餾區(qū)20的液體產(chǎn)物B以及來(lái)自主分餾區(qū)的含TDI和HCC的液體產(chǎn)物F進(jìn)入氣提區(qū)22的上部。在物流R中由重沸器2產(chǎn)生的蒸氣G導(dǎo)致中間組分與重組分分離。所得的含有高沸物的富含殘?jiān)囊后w作為塔底產(chǎn)物流P3被送走。設(shè)計(jì)該塔的操作壓力，使得在重沸器中達(dá)到的溫度優(yōu)選為140-190℃。富含TDI的蒸氣流E和H分別被送到初步分餾區(qū)和主分餾區(qū)。蒸氣流到初步分餾區(qū)和主分餾區(qū)的分配受各個(gè)塔截面中的固有壓力降影響。精餾區(qū)來(lái)自初步分餾區(qū)20的富含低沸物的蒸氣產(chǎn)物C和來(lái)自主分餾區(qū)26的I都含有中間產(chǎn)物以及低沸點(diǎn)組分，它們?cè)谙虏窟M(jìn)入精餾區(qū)24。把來(lái)自精餾區(qū)24的蒸氣產(chǎn)物J送入冷凝器3，然后把冷凝器產(chǎn)生的一部分冷凝產(chǎn)物作為回流K返回到精餾區(qū)24的上部，導(dǎo)致輕組分與中間組分的分離。冷凝器液體產(chǎn)物的余下部分被送走，作為溶劑產(chǎn)物流P2。來(lái)自冷凝器的未冷凝蒸氣產(chǎn)物是低沸物產(chǎn)物流P1。在塔內(nèi)的內(nèi)部回流產(chǎn)生液體流。該液體流主要含有溶劑和TDI，被分成分別送到主分餾區(qū)26和初步分餾區(qū)20的物流L和D。控制這些液體流的比例分配，以獲得要求的產(chǎn)品質(zhì)量。主分餾區(qū)來(lái)自氣提區(qū)的富含TDI的蒸氣產(chǎn)物流H從底部進(jìn)入主分餾區(qū)26。來(lái)自精餾區(qū)24的一部分液體產(chǎn)物L(fēng)從頂部進(jìn)入主分餾區(qū)26。所得的分餾過(guò)程產(chǎn)生三種產(chǎn)物到精餾區(qū)24的蒸氣原料I、到氣提區(qū)22的液體原料F和含有希望質(zhì)量的異氰酸酯產(chǎn)品的側(cè)餾分產(chǎn)物P4。
圖2表示流動(dòng)示意圖，其中，一部分溶劑在有預(yù)蒸發(fā)的附加初步分餾塔8中被去除。附加初步分餾塔8裝有重沸器6和冷凝器7。
在熱交換器9中，把粗蒸餾原料A與來(lái)自隔離壁蒸餾塔1的富含高沸物的液相P3混合并蒸發(fā)，產(chǎn)生被送到初步分餾塔8中的蒸氣產(chǎn)物M，以及富含殘?jiān)囊后w塔底產(chǎn)物T，其被送到殘?jiān)コ^(guò)程中(在圖2中未示出)。蒸氣相M以及在殘?jiān)コ到y(tǒng)中回收的含有揮發(fā)分的液體流S然后在初步分餾塔8中被分餾，以獲得光氣和富含低沸物的物流N；含有小于100ppm重量計(jì)的異氰酸酯的接近純的溶劑產(chǎn)物O；和富含異氰酸酯的塔底產(chǎn)物Q。溶劑餾分O優(yōu)選重新用在光氣化作用或過(guò)量光氣回收步驟中。隨后的富含異氰酸酯的塔底產(chǎn)物然后引入到隔離壁蒸餾塔1中，產(chǎn)生產(chǎn)物流P1-P4。在該實(shí)施方案中，來(lái)自隔離壁蒸餾塔的富含高沸物的產(chǎn)物流P3返回到預(yù)蒸發(fā)步驟中(熱交換器9)。在該實(shí)施方案中，在初步分餾塔8中的初步溶劑去除允許減少含高沸點(diǎn)物質(zhì)在加熱區(qū)中的停留時(shí)間，獲得更好的產(chǎn)品產(chǎn)率。
圖3表示流動(dòng)示意圖，其中，一部分溶劑在沒(méi)有預(yù)蒸發(fā)的附加初步分餾塔8中被去除。
把粗蒸餾原料A以液相形式引入到初步溶劑去除步驟中(附加的初步分餾塔8)。然后把粗蒸餾原料A以及在殘?jiān)コ到y(tǒng)中回收的含有揮發(fā)分的液體流S分餾以獲得富含光氣和低沸物的物流N；含有小于100ppm重量異氰酸酯的接近純的溶劑產(chǎn)物O；和含有幾乎所有的得自反應(yīng)的殘?jiān)母缓惽杷狨サ乃桩a(chǎn)物Q。溶劑餾分O優(yōu)選重新用在光氣化作用或過(guò)量光氣回收步驟中。然后把隨后產(chǎn)生富含異氰酸酯的塔底產(chǎn)物Q引入到隔離壁蒸餾塔1中，產(chǎn)生產(chǎn)物流P1-P4，并且把P3送入殘?jiān)コ到y(tǒng)中。所得的方法實(shí)現(xiàn)了較低的能量要求，代價(jià)是含有高沸物的混合物在加熱區(qū)內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，因此降低了產(chǎn)品產(chǎn)率。
實(shí)施例實(shí)施例1在圖1所示類型的隔離壁蒸餾塔1中進(jìn)行實(shí)施例1。
把含有1000kg/h甲苯二異氰酸酯的粗反應(yīng)混合物完全脫光氣，并把脫光氣的反應(yīng)產(chǎn)物與來(lái)自工藝來(lái)源(即洗滌器、真空系統(tǒng)等)的溶劑和由殘?jiān)コ厥盏膿]發(fā)分混合，獲得溫度為138℃的粗蒸餾原料A，其在大氣壓下處于液相。該粗蒸餾原料A具有以下按重量計(jì)的組成39.59％甲苯二異氰酸酯(TDI)、0.61％TDI-殘?jiān)?.06％可水解含氯化合物(HCC)、0.04％低沸物和不可冷凝物，其余為鄰二氯苯。把該粗蒸餾原料A引入到填充的隔離壁蒸餾塔1中，塔1裝有單一的冷凝器3和降膜重沸器2，以及規(guī)整蒸餾填料5。隔離壁蒸餾塔1在精餾區(qū)中有7個(gè)理論級(jí)、在氣提區(qū)有7個(gè)理論級(jí)和具有隔離壁4的中心分餾區(qū)，獲得分別具有21個(gè)理論級(jí)的初步分餾區(qū)和主分餾區(qū)。粗蒸餾原料A在進(jìn)入隔離壁蒸餾塔時(shí)部分蒸發(fā)，因?yàn)楦綦x壁蒸餾塔1在低于粗蒸餾原料流A的飽和壓力的壓力下運(yùn)行。所得的液體與取自精餾區(qū)液體流D混合并送入到初步分餾區(qū)中的填料5頂部，其然后經(jīng)過(guò)初始的初步分餾，該初步分餾被到初步分餾區(qū)頂部的液體和從氣提區(qū)進(jìn)入底部的蒸氣E促進(jìn)。把從閃蒸原料獲得的蒸氣與來(lái)自初步分餾區(qū)的蒸氣產(chǎn)物C混合。把該物流C送入精餾區(qū)。
把來(lái)自初步分餾區(qū)的液體產(chǎn)物B以及來(lái)自主分餾區(qū)的液體產(chǎn)物F送到氣提區(qū)。隔離壁蒸餾塔1在冷凝器3中用約118mbar的壓力運(yùn)行，系統(tǒng)的壓力降為36mbar。這使得排出重沸器2的蒸氣G中按10％蒸發(fā)的溫度為180℃?？刂茝乃膬?chǔ)池中的排出速度，以實(shí)現(xiàn)在儲(chǔ)池產(chǎn)物P3中10重量％的殘?jiān)鼭舛取Ｋ玫膬?chǔ)池產(chǎn)物P3的流量為153kg/h并且組成為10％的殘?jiān)?.8％的可水解含氯化合物(HCC)、其余為TDI。來(lái)自重沸器2的蒸氣G進(jìn)入氣提區(qū)。把所得的蒸氣產(chǎn)物E和H分別送入初步分餾區(qū)和主分餾區(qū)。
把來(lái)自初步分餾區(qū)和主分餾區(qū)的蒸氣產(chǎn)物C和I送入精餾區(qū)。冷凝器3在118mbar下運(yùn)行，并且蒸氣P1的氣體排出溫度為58℃。有大約1.6kg/h的未冷凝蒸氣和不可冷凝物(物流P1)，組成為34重量％溶劑、其余為不可冷凝物。冷凝的液體一部分返回到塔中作為回流K，以獲得希望的溶劑質(zhì)量。在該實(shí)施方案中，保持1.04的回流比以獲得1854kg/h的鄰二氯苯溶劑，其TDI濃度為10ppm重量(物流P2)?；亓鱇產(chǎn)生塔中的內(nèi)部回流，產(chǎn)生來(lái)自精餾區(qū)的液體產(chǎn)物，其通常分成兩個(gè)餾分(D和L)。但是，在這種情況下，沒(méi)有從精餾區(qū)到初步分餾區(qū)的液體原料(D＝0kg/h)。
把來(lái)自精餾區(qū)的液體產(chǎn)物L(fēng)送入主分餾區(qū)，其中，使用來(lái)自氣提區(qū)的蒸氣原料H進(jìn)行最后的分餾，以獲得要求質(zhì)量的異氰酸酯產(chǎn)物P4。操作側(cè)餾分排出，以獲得1.09∶1的內(nèi)部回流與側(cè)餾分產(chǎn)物的比值。這產(chǎn)生約1000kg/hr的產(chǎn)物P4，其沒(méi)有溶劑，可水解氯(HC)濃度小于70ppm并且產(chǎn)品質(zhì)量大于99.95％。
這種情況的具體能量用量為0.38kW-h/kg TDI。與在PolymerHandbook中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比，這代表節(jié)能23％，與在Industrielle Aromatencheme中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比，這代表節(jié)能22.0％。沒(méi)有進(jìn)行與Chem System’PERP Report for TDI/MDI中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比較，因?yàn)樵诖终麴s原料A中的低溶劑濃度不需要三塔系統(tǒng)。實(shí)施例2在如圖2中所示的包括帶有在熱交換器9的預(yù)蒸發(fā)的初步溶劑去除步驟(初步分餾塔8)和隔離壁蒸餾塔1的蒸餾系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)施例2。
把粗反應(yīng)混合物完全脫光氣，并把脫光氣的反應(yīng)產(chǎn)物與來(lái)自工藝來(lái)源(即洗滌器、真空系統(tǒng)等)的溶劑混合，以獲得溫度約152℃的含有1250kg/h甲苯異氰酸酯的粗蒸餾原料A，其在大氣壓下處于液相。該粗蒸餾原料A具有以下按重量計(jì)的組成9.74％甲苯二異氰酸酯(TDI)、0.17％TDI-殘?jiān)?.005％可水解含氯化合物(HCC)、0.01％低沸物和不可冷凝物，其余為鄰二氯苯。把該粗蒸餾原料A與來(lái)自隔離壁蒸餾塔1的塔底產(chǎn)物P3一起送入蒸發(fā)器(熱交換器9)中。P3的溫度約為180℃并且飽和壓力約為140mbar。P3的質(zhì)量流量為167kg/h并且組成為0.16％的殘?jiān)?.85％的HCC、其余為TDI。在蒸發(fā)器9中，大多數(shù)液體原料被蒸發(fā)并且作為蒸氣流M送入初步分餾塔8中。把來(lái)自蒸發(fā)器9的富含殘?jiān)乃桩a(chǎn)物T送入殘?jiān)コ到y(tǒng)中。蒸發(fā)器的操作溫度和壓力為134℃和131mbar。物流M的流量為12778kg/h并且重量組成為0.01％的低沸物和惰性物質(zhì)、10.2％的TDI、2ppm的殘?jiān)?.01％的HCC，其余為鄰二氯苯(ODB)。物流T的流量為222kg/h并且組成為10％的殘?jiān)?.11％的可水解含氯化合物(HCC)、39.6％的ODB，其余為TDI。
初步分餾塔8裝有單一的冷凝器7和單一的重沸器6。其具有15個(gè)理論級(jí)，蒸氣原料M到底部傳質(zhì)級(jí)。把含有來(lái)自殘?jiān)コ到y(tǒng)的回收揮發(fā)分的液體原料S送到初步分餾塔8的儲(chǔ)池中。物流S的溫度為40℃并且按重量計(jì)的組成為0.09％的可水解含氯化合物(HCC)、0.01％的殘?jiān)?3.36％的ODB、其余為TDI。初步分餾塔8的頂部壓力為120mbar并且在塔系統(tǒng)上的壓力降為15mbar。冷凝器7在67℃運(yùn)行，產(chǎn)生約3kg/h的蒸氣相產(chǎn)物N，其組成為54％的不可冷凝物、46％的低沸點(diǎn)可冷凝物和溶劑。把物流N進(jìn)一步加工并把回收的可冷凝物返回到光氣化作用或光氣回收過(guò)程中。設(shè)計(jì)初步分餾塔8以便在冷凝器7與溶劑側(cè)餾分之間提供2個(gè)理論級(jí)，以產(chǎn)生貧低沸物(即光氣)的溶劑物流O。初步分餾塔8用0.3的回流比操作，以獲得溶劑產(chǎn)物O中TDI濃度小于10ppm重量，其余為ODB。物流O的流量為10473kg/h并且用在光氣化作用或光氣回收過(guò)程中。來(lái)自初步分餾塔8的塔底產(chǎn)物Q的流量為2502kg/h并且按重量計(jì)的組成為43.36％ODB、0.01％的殘?jiān)?.08％的可水解含氯化合物(HCC)，其余為TDI。
把物流Q送到根據(jù)圖1和2的隔離壁蒸餾塔1中，其裝有單一的冷凝器3和降膜重沸器2，以及規(guī)整蒸餾填料5。該塔在精餾區(qū)有7個(gè)理論級(jí)、在氣提區(qū)有7個(gè)理論級(jí)和具有隔離壁4的中心分餾區(qū)，獲得分別具有21個(gè)理論級(jí)的初步分餾區(qū)和主分餾區(qū)。
隔離壁蒸餾塔1在冷凝器3中用約105mbar的壓力運(yùn)行，系統(tǒng)的壓力降為36mbar。這使得排出重沸器2的蒸氣G中按10％蒸發(fā)的溫度為180℃?？刂茝母綦x壁蒸餾塔1的儲(chǔ)池中的排出速度，以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)池產(chǎn)物P3的流量為167kg/h。
冷凝器3在105mba r下運(yùn)行，并且蒸氣P1的氣體排出溫度為83℃。有大約1kg/h的未冷凝蒸氣和不可冷凝物(物流P1)，組成為76重量％溶劑、其余為不可冷凝物。冷凝的液體一部分返回到塔中作為回流K，以獲得希望的溶劑質(zhì)量。在該實(shí)施方案中，保持1.94的回流比以獲得1084kg/h的鄰二氯苯溶劑，其TDI濃度為10ppm重量(物流P2)?；亓鱇在隔離壁蒸餾塔1中產(chǎn)生內(nèi)部回流，產(chǎn)生來(lái)自精餾區(qū)的液體產(chǎn)物，其通常分成兩個(gè)餾分(D和L)。在這種情況下，D∶L的分流比為1∶19。把來(lái)自精餾區(qū)的液體產(chǎn)物L(fēng)送入主分餾區(qū)，其中，使用來(lái)自氣提區(qū)的蒸氣原料H進(jìn)行最后的分餾，以獲得要求質(zhì)量的異氰酸酯產(chǎn)物P4。操作側(cè)餾分，以獲得0.56∶1的內(nèi)部回流與側(cè)餾分產(chǎn)物的比值。這產(chǎn)生約1250kg/hr的產(chǎn)物P4，其沒(méi)有溶劑，可水解氯(HC)濃度小于70ppm并且產(chǎn)品質(zhì)量大于99.95％。
這種情況的具體能量用量為1.047kW-h/kg TDI。與在PolymerHandbook中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比，這表示節(jié)能7％，與在IndustrielleAromatencheme中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比，這表示節(jié)能9％。與ChemSystem’PERP Report for TDI/MDI中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比，這表示節(jié)能7％。實(shí)施例3在如圖3中所示的包括沒(méi)有預(yù)蒸發(fā)的初步溶劑去除步驟(初步分餾塔8)和隔離壁蒸餾塔1的蒸餾系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)施例3。
把粗反應(yīng)混合物完全脫光氣，并把脫光氣的反應(yīng)產(chǎn)物與來(lái)自工藝來(lái)源(即洗滌器、真空系統(tǒng)等)的溶劑混合，以獲得溫度約148℃的含有1250kg/h甲苯異氰酸酯的粗蒸餾原料A，其在大氣壓下處于液相。該粗蒸餾原料A具有以下按重量計(jì)的組成23.4％甲苯二異氰酸酯(TDI)、0.41％TDI-殘?jiān)?.015％可水解含氯化合物(HCC)、0.03％低沸物和不可冷凝物，其余為氯苯。把該粗蒸餾原料A與來(lái)自殘?jiān)コ^(guò)程的揮發(fā)分物質(zhì)S一起送入初步分餾塔8中。
初步分餾塔8有11個(gè)理論級(jí)，液體原料A和S到從底部傳質(zhì)級(jí)計(jì)算的第二級(jí)中。物流S的溫度為38℃并且按重量計(jì)的組成為0.63％的可水解含氯化合物(HCC)、0.12％的殘?jiān)⑵溆酁門DI。初步分餾塔8的頂部壓力為130mbar并且在塔系統(tǒng)上的壓力降為12mbar。冷凝器7在50.7℃運(yùn)行，產(chǎn)生約7kg/h的蒸氣相產(chǎn)物N，其組成為22％的不可冷凝物、78％的低沸點(diǎn)可冷凝物和溶劑。把物流N進(jìn)一步加工并把回收的可冷凝物返回到光氣化作用或光氣回收過(guò)程中。設(shè)計(jì)初步分餾塔8以便在冷凝器7與溶劑側(cè)餾分之間提供兩個(gè)理論級(jí)，以產(chǎn)生貧低沸物(即光氣)的溶劑產(chǎn)物(物流O)。初步分餾塔8用0.04的回流比操作。溶劑產(chǎn)物流O的流量為3072kg/h且重量組成為10ppm的TDI，其余為氯苯。物流O用在光氣化作用或光氣化回收過(guò)程中。來(lái)自初步分餾塔8的塔底產(chǎn)物Q的流量為2455kg/h并且按重量計(jì)的組成為40％氯苯、0.01％的殘?jiān)?.08％的可水解含氯化合物(HCC)，其余為TDI。
把物流Q送到根據(jù)圖1和3的隔離壁蒸餾塔1中，其裝有單一的冷凝器3和降膜重沸器2，以及規(guī)整蒸餾填料5。該塔在精餾區(qū)有3個(gè)理論級(jí)、在氣提區(qū)有7個(gè)理論級(jí)和具有隔離壁4的中心分餾區(qū)，獲得具有8個(gè)理論級(jí)的初步分餾區(qū)和主分餾區(qū)。
隔離壁蒸餾塔1在冷凝器3中用約107mbar的壓力運(yùn)行，系統(tǒng)的壓力降為19mbar。這使得排出重沸器2的蒸氣G中按10％蒸發(fā)的溫度為180℃?？刂茝母綦x壁蒸餾塔1的儲(chǔ)池中的排出速度，以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)池產(chǎn)物P3的流量為222kg/h。
冷凝器3在105mbar下運(yùn)行，并且蒸氣P1的氣體排出溫度為46℃。有大約1kg/h的未冷凝蒸氣和不可冷凝物(物流P1)，組成為76重量％溶劑、其余為不可冷凝物。冷凝的液體一部分返回到塔中作為回流K，以獲得希望的溶劑質(zhì)量。在該實(shí)施方案中，保持2.19的回流比以獲得981kg/h的氯苯溶劑，其TDI濃度為10ppm重量(物流P2)?；亓鱇在隔離壁蒸餾塔中產(chǎn)生內(nèi)部回流，產(chǎn)生來(lái)自精餾區(qū)的液體產(chǎn)物，其通常分成兩個(gè)餾分D和L。在這種情況下，D∶L的分流比為1∶19。把來(lái)自精餾區(qū)的液體產(chǎn)物L(fēng)送入主分餾區(qū)，其中，使用來(lái)自氣提區(qū)的蒸氣原料H進(jìn)行最后的分餾，以獲得要求質(zhì)量的異氰酸酯產(chǎn)物P4。操作側(cè)餾分，以獲得0.70∶1的內(nèi)部回流與側(cè)餾分產(chǎn)物的比值。這產(chǎn)生約1250kg/hr的產(chǎn)物P4，其沒(méi)有溶劑，HC濃度小于70ppm并且產(chǎn)品質(zhì)量大于99.95％。
這種情況的具體能量用量為0.42kW-h/kg TDI。與在PolymerHandbook中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比，這表示節(jié)能19％，與在Industrielle Aromatencheme中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比，這表示節(jié)能26％。與Chem System’PERP Report for TDI/MDI中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比，這表示節(jié)能30％。
雖然為了說(shuō)明的目的在前面詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，這樣的細(xì)節(jié)僅用于說(shuō)明的目的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行一些變化而不脫離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.從包含甲苯二異氰酸酯、有機(jī)溶劑和小于2重量％光氣的粗蒸餾原料中提純甲苯二異氰酸酯的方法，其包括在隔離壁蒸餾塔中把所述粗蒸餾原料分離成至少四種產(chǎn)物餾分P1-P4P1是富含光氣的低沸物產(chǎn)物，P2是富含溶劑的產(chǎn)物，P3是富含高沸物的塔底餾分，和P4是甲苯二異氰酸酯產(chǎn)物流。
2.一種生產(chǎn)甲苯二異氰酸酯的方法，其包括以下步驟a)使甲苯二胺與光氣反應(yīng)，產(chǎn)生粗蒸餾原料，b)如果來(lái)自步驟a)的粗蒸餾原料包含2重量％或更多的光氣，則從來(lái)自步驟a)的粗蒸餾原料中分離光氣，產(chǎn)生包含小于2重量％光氣的粗蒸餾原料，c)在隔離壁蒸餾塔中把包含甲苯二異氰酸酯、有機(jī)溶劑和小于2重量％光氣的粗蒸餾原料分離成至少四種產(chǎn)物餾分P1-P4，其中P1是富含光氣的低沸物產(chǎn)物，P2是富含溶劑的產(chǎn)物，P3是富含高沸物的塔底餾分，和P4是甲苯二異氰酸酯產(chǎn)物流。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，富含光氣的低沸物產(chǎn)物P1含有20-50重量％光氣和其它低沸物、20-49重量％溶劑，以及不可冷凝的氣體。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，富含溶劑的產(chǎn)物餾分P2包含異氰酸酯濃度小于100ppm重量和光氣濃度小于100ppm重量的溶劑。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，富含高沸物的塔底餾分P3含有甲苯二異氰酸酯和0.5-15重量％的高沸物。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，甲苯二異氰酸酯產(chǎn)品流餾分P4的甲苯二異氰酸酯濃度至少為99.5％并包含小于200ppm重量的溶劑和/或氯化芳香烴、小于100ppm重量的可水解氯(HC)和小于40ppm重量的酸。
7.權(quán)利要求1的方法，其中，所述溶劑是鄰二氯苯、對(duì)二氯苯、氯苯、甲苯、苯、硝基苯、苯甲醚和二甲苯的至少一種。
8.權(quán)利要求1的方法，其中，在步驟b)中去除光氣后，在把粗蒸餾原料送入根據(jù)步驟c)的隔離壁蒸餾塔中之前，從該粗蒸餾原料中部分去除溶劑。
9.權(quán)利要求8的方法，其中，部分去除所述溶劑，以產(chǎn)生含有20-80重量％甲苯二異氰酸酯的富含異氰酸酯的產(chǎn)物。
10.權(quán)利要求8的方法，其中，來(lái)自步驟b)的粗蒸餾原料在部分去除溶劑之前預(yù)蒸發(fā)。
全文摘要
從包含甲苯二異氰酸酯、有機(jī)溶劑和小于2重量％光氣的粗蒸餾原料中提純甲苯二異氰酸酯的方法，即在隔離壁蒸餾塔中把所述粗蒸餾原料分離成至少四種產(chǎn)物餾分P1－P4。P1是富含光氣的低沸物產(chǎn)物，P2是富含溶劑的產(chǎn)物，P3是富含高沸物的塔底餾分，和P4是甲苯二異氰酸酯產(chǎn)物流。
文檔編號(hào)C07C263/20GK1467202SQ0314107
公開(kāi)日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月14日
發(fā)明者B·布拉迪, B 布拉迪, F·斯蒂芬斯, 俜宜, B·克根霍夫, 舴, K·維爾凱克, 訊, G·魯費(fèi)爾特 申請(qǐng)人:拜爾公司