本發(fā)明屬于分離純化，涉及一種苯氨基甲酸酯的提純方法，尤其涉及一種基于溶劑循環(huán)的苯氨基甲酸酯提純裝置系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、二苯甲烷二異氰酸酯（mdi）是一種重要的有機異氰酸酯，主要用于制造聚氨酯彈性體、聚氨酯泡沫塑料等。非光氣法合成mdi是一種綠色的制備工藝，相較于傳統(tǒng)光氣法，具有安全、環(huán)保等顯著優(yōu)勢。其工藝路線是以苯胺、co2和低碳醇為原料通過羰化、醇解反應合成苯氨基甲酸酯，然后再通過縮合、熱解等步驟得到二苯甲烷二異氰酸酯。

2、苯氨基甲酸酯是非光氣法mdi綠色合成技術(shù)的關(guān)鍵中間體，主要來源于醇解反應?，F(xiàn)有工藝中，苯氨基甲酸酯是通過閃蒸、脫醇、脫胺、脫重組分等步驟流程來實現(xiàn)苯氨基甲酸酯分離提純的。例如，cn106146353a公開了一種苯氨基甲酸酯的制備方法，該制備方法中，醇解反應結(jié)束后，物料進入閃蒸罐分離部分低碳醇、苯胺，再進入降膜蒸發(fā)器分離殘余低碳醇、大部分苯胺，得到的苯氨基甲酸酯粗產(chǎn)品經(jīng)保溫管路進入刮膜式分子蒸餾設備進一步分離殘余的微量苯胺、高沸物，最終得到苯氨基甲酸酯產(chǎn)品。分離過程中，因苯胺的存在，不可避免的會逆反應產(chǎn)生二苯基脲，如果二苯基脲過量析出不僅會導致管路堵塞，還會降低苯氨基甲酸酯的收率。因此，有效分離苯氨基甲酸酯中二苯基脲，解決分離過程中存在的二苯基脲堵塞問題，確保苯氨基甲酸酯提純工藝能夠長期穩(wěn)定運行、易于控制，對非光氣異氰酸酯生產(chǎn)和下游應用具有重要意義。

3、為實現(xiàn)分離后的二苯基脲穩(wěn)定輸送至醇解反應釜進一步轉(zhuǎn)化，現(xiàn)有工藝通常采用惰性溶劑全流程循環(huán)以及苯氨基甲酸酯高溫溶解夾帶循環(huán)兩種方式。惰性溶劑全流程循環(huán)方式是含二苯基脲的惰性溶劑液經(jīng)泵輸送返回至主系統(tǒng)醇解裝置，然后依次經(jīng)過閃蒸、脫輕組分后進入刮板降膜蒸發(fā)裝置中，分離出苯氨基甲酸酯后的含二苯基脲的惰性溶劑液再返回至主系統(tǒng)醇解裝置，這種方式中，閃蒸后惰性溶劑與粗苯氨基甲酸酯液會發(fā)生降溫分層，導致進料液中惰性溶劑含量不均勻，嚴重影響了苯氨基甲酸酯液中脫輕組分的分離控制及系統(tǒng)的真空度。苯氨基甲酸酯高溫溶解夾帶循環(huán)方式是含二苯基脲的苯氨基甲酸酯液經(jīng)泵輸送返回至主系統(tǒng)醇解裝置，然后依次經(jīng)過閃蒸、脫輕組分后進入刮板降膜蒸發(fā)裝置中，部分分離出苯氨基甲酸酯后的含二苯基脲的苯氨基甲酸酯液再返回至主系統(tǒng)醇解裝置，這種方式中，因苯氨基甲酸酯對二苯基脲溶解能力有限，需要較高的輸送溫度和苯氨基甲酸酯循環(huán)量，較大量的苯氨基甲酸酯進入醇解釜不僅會抑制醇解反應，還會造成熱敏苯氨基甲酸酯分解，從而影響了苯氨基甲酸酯收率。

4、因此，基于現(xiàn)有技術(shù)不足，需要提供一種基于溶劑循環(huán)的苯氨基甲酸酯提純裝置系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于溶劑循環(huán)的苯氨基甲酸酯提純裝置系統(tǒng)及方法，基于溶劑循環(huán)，實現(xiàn)苯氨基甲酸酯高效提純，及重組分二苯基脲的有效分離，避免二苯基脲造成的管路堵塞，實現(xiàn)苯氨基甲酸酯提純工藝的穩(wěn)定運行及二苯基脲的穩(wěn)定分離和轉(zhuǎn)化回用。

2、為達到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種基于溶劑循環(huán)的苯氨基甲酸酯提純裝置系統(tǒng)，所述苯氨基甲酸酯提純裝置系統(tǒng)包括苯氨基甲酸酯提純單元和分離循環(huán)單元；

4、所述苯氨基甲酸酯提純單元包括相連的刮板式蒸發(fā)裝置和苯氨基甲酸酯冷凝裝置；

5、所述分離循環(huán)單元包括溶劑緩沖裝置和離心分離裝置；

6、所述刮板式蒸發(fā)裝置、溶劑緩沖裝置和離心分離裝置形成循環(huán)回路。

7、本發(fā)明提供的苯氨基甲酸酯提純裝置系統(tǒng)首先通過刮板式蒸發(fā)裝置將苯氨基甲酸酯粗品實現(xiàn)短時分離提純，得到高純度苯氨基甲酸酯產(chǎn)品，苯氨基甲酸酯粗品中的二苯基脲及循環(huán)溶劑以液相形式分離出來，在溶劑緩沖裝置中破碎形成懸浮液，二苯基脲在循環(huán)溶劑中破碎形成直徑10~500微米的液相顆粒，然后通過離心分離裝置實現(xiàn)二苯基脲與循環(huán)溶劑的分離，分離出二苯基脲可以重新用于苯氨基甲酸酯的生產(chǎn)，分離后的循環(huán)溶劑重新與苯氨基甲酸酯粗品進入下一次提純工序?qū)崿F(xiàn)溶劑循環(huán)，提純裝置系統(tǒng)的運行穩(wěn)定，避免二苯基脲的堵塞問題。

8、本發(fā)明中，二苯基脲在循環(huán)溶劑中形成的液相顆粒的直徑為10-500微米，例如可以是10微米、50微米、100微米、150微米、200微米、250微米、300微米、350微米、400微米、450微米或500微米，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

9、優(yōu)選地，所述苯氨基甲酸酯提純單元還包括靜態(tài)混合裝置，所述靜態(tài)混合裝置設置在離心分離裝置和刮板式蒸發(fā)裝置之間。

10、優(yōu)選地，所述分離循環(huán)單元還包括離心分離溶劑緩沖裝置，所述離心分離溶劑緩沖裝置連接離心分離裝置的液相出料管線。

11、本發(fā)明中，二苯基脲懸浮液經(jīng)離心分離后，分離出循環(huán)溶劑經(jīng)離心分離溶劑緩沖裝置，進入靜態(tài)混合裝置，形成溶劑循環(huán)，苯氨基甲酸酯粗品與循環(huán)溶劑在靜態(tài)混合裝置中充分混合后進行下一次蒸發(fā)分離。

12、優(yōu)選地，所述溶劑緩沖裝置與離心分離裝置之間設置有溶劑循環(huán)動力裝置。

13、優(yōu)選地，所述苯氨基甲酸酯提純裝置系統(tǒng)還包括：二苯基脲回用單元。

14、優(yōu)選地，所述二苯基脲回用單元包括相連的離心分離固體緩沖裝置和二苯基脲回用反應裝置，所述離心分離固體緩沖裝置連接離心分離裝置的固相出料管線。

15、本發(fā)明中，二苯基脲懸浮液經(jīng)離心分離后，二苯基脲從離心分離的固相出料口分離出來，在二苯基脲回用單元中與低碳醇反應生成苯氨基甲酸酯，實現(xiàn)二苯基脲的持續(xù)分離回用。

16、優(yōu)選地，所述刮板式蒸發(fā)裝置包括刮板降膜蒸發(fā)器。

17、優(yōu)選地，所述離心分離裝置包括臥螺離心機。

18、第二方面，本發(fā)明提供一種基于溶劑循環(huán)的苯氨基甲酸酯提純方法，所述苯氨基甲酸酯提純方法使用第一方面所述的苯氨基甲酸酯提純裝置系統(tǒng)，所述苯氨基甲酸酯提純方法包括如下步驟：

19、（1）苯氨基甲酸酯粗品脫除輕組分后，與循環(huán)溶劑混合進入所述刮板式蒸發(fā)裝置進行蒸發(fā)分離，分離得到氣相的苯氨基甲酸酯，及二苯基脲和循環(huán)溶劑的混合組分；

20、（2）氣相的苯氨基甲酸酯進入所述苯氨基甲酸酯冷凝裝置冷凝后得到苯氨基甲酸酯提純液；

21、二苯基脲和循環(huán)溶劑的混合組分進入所述溶劑緩沖裝置，在所述溶劑緩沖裝置中破碎形成懸浮漿料；

22、（3）所述懸浮漿料進入離心分離裝置進行離心分離，在離心作用下，分離出二苯基脲和循環(huán)溶劑；

23、所述循環(huán)溶劑與脫除輕組分的苯氨基甲酸酯粗品混合進入下次提純，形成循環(huán)；

24、所述二苯基脲與低碳醇反應轉(zhuǎn)化為苯氨基甲酸酯。

25、所述低碳醇包括甲醇和/或乙醇。

26、本發(fā)明提供的苯氨基甲酸酯提純方法通過苯氨基甲酸酯的蒸發(fā)提純和二苯基脲與循環(huán)溶劑的破碎、離心分離，實現(xiàn)苯氨基甲酸酯的高效提純，及重組分二苯基脲的有效分離和回用。

27、優(yōu)選地，步驟（1）所述脫除輕組分的苯氨基甲酸酯粗品中的苯胺的含量為0-0.1wt%，例如可以是0.001wt%、0.005wt%、0.01wt%、0.05wt%或0.1wt%，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

28、優(yōu)選地，步驟（1）所述脫除輕組分的苯氨基甲酸酯粗品中的二苯基脲的含量為0-15wt%，且不包括0，例如可以是0.1wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%、4wt%、5wt%、6wt%、8wt%、10wt%、12wt%、14wt%或15wt%，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

29、優(yōu)選地，步驟（1）所述脫除輕組分的苯氨基甲酸酯粗品與循環(huán)溶劑的質(zhì)量比為(0-1):1.5，且不包括0，例如可以是0.01:1.5、0.1:1.5、0.2:1.5、0.3:1.5、0.4:1.5、0.5:1.5、0.6:1.5、0.7:1.5、0.8:1.5、0.9:1.5或1:1.5，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

30、優(yōu)選地，步驟（1）所述脫除輕組分的苯氨基甲酸酯粗品的溫度為120-160℃，例如可以是120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃或160℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

31、優(yōu)選地，步驟（1）所述循環(huán)溶劑包括環(huán)烷油和/或液體石蠟。

32、優(yōu)選地，步驟（1）所述蒸發(fā)分離的壓力為0.2-4.0kpaa，例如可以是0.2kpaa、0.5kpaa、1.0kpaa、1.5kpaa、2.0kpaa、2.5kpaa、3.0kpaa、3.5kpaa或4.0kpaa，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

33、優(yōu)選地，步驟（1）所述蒸發(fā)分離的進料溫度為110-145℃，例如可以是110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃或145℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

34、優(yōu)選地，步驟（1）所述蒸發(fā)分離的液相出料溫度為120-150℃，例如可以是120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

35、優(yōu)選地，步驟（2）所述冷凝的溫度為50-60℃，例如可以是50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

36、優(yōu)選地，步驟（2）所述冷凝的方式包括使用45-50℃的溫水伴熱，例如可以是45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

37、優(yōu)選地，步驟（2）所述破碎的壓力為0.4-4.5kpaa，例如可以是0.4kpaa、0.5kpaa、1.0kpaa、1.5kpaa、2.0kpaa、2.5kpaa、3.0kpaa、3.5kpaa、4.0kpaa或4.5kpaa，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

38、優(yōu)選地，步驟（2）所述破碎的溫度為120-140℃，例如可以是120℃、125℃、130℃、135℃或140℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

39、優(yōu)選地，步驟（2）所述破碎的攪拌轉(zhuǎn)速為150-200r/min，例如可以是150r/min、160r/min、170r/min、180r/min、190r/min或200r/min，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

40、優(yōu)選地，步驟（2）所述懸浮漿料中的二苯基脲的含量為0.1-25wt%，例如可以是0.1wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、12wt%、15wt%、18wt%、20wt%、22wt%或25wt%，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

41、優(yōu)選地，步驟（3）所述離心分離的轉(zhuǎn)速為1200-2500r/min，例如可以是1200r/min、1300r/min、1400r/min、1500r/min、1600r/min、1700r/min、1800r/min、1900r/min、2000r/min、2100r/min、2200r/min、2300r/min、2400r/min或2500r/min，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

42、優(yōu)選地，步驟（3）所述離心分離后，二苯基脲中的循環(huán)溶劑的含量為0.1-10wt%，例如可以是0.1wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或10wt%，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

43、優(yōu)選地，步驟（3）所述低碳醇與二苯基脲的摩爾比為(5-15):1，例如可以是5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1或15:1，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

44、優(yōu)選地，步驟（3）所述低碳醇與二苯基脲反應的溫度為165-185℃，例如可以是165℃、170℃、175℃、180℃或185℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

45、優(yōu)選地，步驟（3）所述低碳醇與二苯基脲反應的壓力為1.9-2.5mpag，例如可以是1.9mpag、1.95mpag、2.0mpag、2.05mpag、2.1mpag、2.15mpag、2.2mpag、2.25mpag、2.3mpag、2.35mpag、2.4mpag、2.45mpag或2.5mpag，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

46、優(yōu)選地，步驟（3）所述低碳醇與二苯基脲反應的時間為0.5-3h，例如可以是0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

47、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

48、本發(fā)明提供的提純裝置和方法將苯氨基甲酸酯蒸發(fā)提純，并結(jié)合破碎和離心分離的方式將其中的二苯基脲分離，使其實現(xiàn)轉(zhuǎn)化再利用，工藝運行穩(wěn)定，避免二苯基脲堵塞，苯氨基甲酸酯的純度和收率高，純度達到98.5%以上，收率達到92.0%以上。