專利名稱：用間壁式蒸餾塔純化甲苯二異氰酸酯以進(jìn)行最終純化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對甲苯二異氰酸酯(TDI)回收和純化方法的改進(jìn)，它使用了間壁式塔來最終純化TDI產(chǎn)品。本發(fā)明的方法受益于達(dá)到較高TDI純度的能力。
本發(fā)明涉及一種方法，其中當(dāng)溶劑溶液存在時甲苯二胺與光氣在液相中發(fā)生反應(yīng)，或者其中甲苯二胺直接在氣相中與光氣反應(yīng)并用溶劑在反應(yīng)后淬火冷卻；然后將過量的光氣從所得反應(yīng)混合物中部分或全部除去，并將去光氣化的粗制蒸餾原料加到分餾裝置中，其中已經(jīng)除去了溶劑和任選的殘余物。隨后將粗制的TDI原料加到間壁式蒸餾塔中，從中回收四個餾分。
1)氣相低沸劑和富含溶劑的產(chǎn)品，優(yōu)選從中回收可冷凝的種類并將其重新回到去光氣化、除去殘余物或除去溶劑的過程。
2)富含低沸劑的產(chǎn)品，優(yōu)選將其回到去光氣化、除去殘余物或除去溶劑的過程，或者作為單獨(dú)的產(chǎn)品氣回收。
3)富含高沸劑的塔底產(chǎn)品，優(yōu)選將其投入除去殘余物的系統(tǒng)以進(jìn)一步回收揮發(fā)物。
4)異氰酸酯產(chǎn)品流。
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域是純化甲苯二異氰酸酯(TDI)混合物的方法。TDI混合物通常是通過將甲苯與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生二硝基甲苯(DNT)，氫化所得二硝基甲苯(DNT)得到甲苯二胺(TDA)，并將甲苯二胺(TDA)與光氣反應(yīng)得到甲苯二異氰酸酯(TDI)制得的。甲苯二異氰酸酯(TDI)是商業(yè)上可獲得的物質(zhì)，具體可用于制造聚氨酯、聚脲和聚異氰尿酸酯聚合物，尤其是發(fā)泡聚合物。
DE-A1-3736988揭示出，有機(jī)單-或多-異氰酸酯是通過在150℃以下，使相應(yīng)的溶于惰性溶劑的單-或多-胺與同樣溶于惰性溶劑的光氣反應(yīng)連續(xù)制備的。所述胺和光氣溶液被合并并使其通過一個或多個反應(yīng)塔，反應(yīng)塔底部與頂部依次相連并至少共有10個被多孔板隔開的獨(dú)立的反應(yīng)室，此板上洞的最大直徑優(yōu)選為20mm。
EP-A1-570799揭示出，芳香族二異氰酸酯通過二胺和光氣的反應(yīng)生產(chǎn)。所述光氣和二胺在二胺的沸點(diǎn)溫度以上，反應(yīng)的平均接觸時間為0.5-5秒。該混合物連續(xù)通過200-600℃的柱狀反應(yīng)空間以充分反應(yīng)并避免反混。然后冷卻氣體混合物以冷凝二異氰酸酯，并將溫度保持在高于上述相應(yīng)于所用二胺的氨基甲酸氯化物的分解溫度。用惰性溶劑洗去未冷凝的二異氰酸酯，通過蒸餾回收該惰性溶劑。
聚氨酯手冊(Polyurethane Handbook)(Oertel，G.編，聚氨酯手冊(Polyurethane Handbook)，Munich，德國Hanser出版社，1985，62-73頁)描述了此領(lǐng)域用來生產(chǎn)甲苯二異氰酸酯的光氣化和蒸餾方法的狀況。在蒸餾過程中，溶劑被作為來自溶劑塔的塔頂產(chǎn)品從粗制的TDI混合物中完全除去，該溶劑被返回光氣化過程或返回過量的光氣回收物。來自溶劑塔的剩余的粗制異氰酸酯塔底流被送到預(yù)閃蒸器(pre-flasher)，在這里得到了兩種產(chǎn)品富含異氰酸酯的塔頂產(chǎn)品和富含殘余物的塔底流，后者被加到殘余物去除裝置中。在殘余物去除裝置中，揮發(fā)性物質(zhì)然后被從上述富含殘余物流中除去并冷凝。來自殘余物的被冷凝的揮發(fā)性物質(zhì)以及來自預(yù)蒸發(fā)器的塔頂流然后被合并，并加到異氰酸酯塔中。在異氰酸酯塔中，產(chǎn)品異氰酸酯被作為頂部流回收，而富含高沸劑的塔底流被返回預(yù)蒸發(fā)器。完全溶劑除去(complete solvent removal)是在一個溶劑塔中進(jìn)行的，這一事實(shí)限制了該方法。由于已知TDI的產(chǎn)率受到高溫的負(fù)面影響，完全溶劑除去必需在相對較低的壓力下進(jìn)行以使槽溫度(sump temperature)足夠低以避免產(chǎn)量損失，因此需要較大的槽。此外，異氰酸酯和殘余物長時間處于加熱區(qū)域會導(dǎo)致殘余物形成速度較高。最后，在將塔頂流送到異氰酸酯塔之前從預(yù)蒸發(fā)器中冷凝塔頂流是能量低效的。
在Industrielle Aromatenchemie(Franck H.-G.和Stadelhofer J.，Industrielle Aromatenchemie.柏林，德國Springer Verlag，1987，253頁)中描述了第二種現(xiàn)有技術(shù)的方法。在此方法中，粗制TDI-溶劑混合物被加到兩步預(yù)蒸發(fā)步驟后，得到了低沸的塔頂蒸汽產(chǎn)品和不含溶劑的富含殘余物的塔底產(chǎn)品，后者被加到殘余物去除裝置中。在去除殘余物的過程中，揮發(fā)性物質(zhì)然后從富含殘余物的物流中除去并冷凝。來自預(yù)蒸發(fā)器的塔頂產(chǎn)品被加到溶劑塔中。在溶劑塔中，溶劑被完全作為塔頂產(chǎn)品除去，而溶劑則返回到光氣化裝置或過量光氣回收裝置。來自溶劑塔的剩余的粗制異氰酸酯塔底流和來自殘余物去除裝置的冷凝的揮發(fā)性物質(zhì)一起被加到異氰酸酯塔中。在異氰酸酯塔中，異氰酸酯產(chǎn)品被作為塔頂流回收，而富含高沸劑(聚合的異氰酸酯和可水解的氯化物化合物(HCC)，以及其它非揮發(fā)性物質(zhì))的塔底流返回預(yù)蒸發(fā)器。該方法也受到完全溶劑除去(complete solventremoval)必需在一個溶劑塔中進(jìn)行這一事實(shí)的限制。如聚氨酯手冊(PolyurethaneHandbook)中描述的方法，完全溶劑除去必需在相對較低的壓力下進(jìn)行以使槽溫度足夠低以避免產(chǎn)量損失，因此需要較大的塔。然而，與上述方法相比，該方法降低了異氰酸酯和殘余物在加熱區(qū)中停留的時間，從而可能導(dǎo)致較低的殘余物形成速度。此外，由于送回到異氰酸酯塔的氣流不必再冷凝，該方法將是能效較高的。
從關(guān)于TDI/MDI的化學(xué)系統(tǒng)(Chem System)的PERP Report for TDI/MDI(ChemSystems，ProcessEvaluationResearch Planning TDI/MDI 98/99S8，Tarrytown，紐約州，美國Chem Systems，1999，27-32頁)可知，可用以下方法實(shí)現(xiàn)對粗制TDI蒸餾原料產(chǎn)品的分餾。一般，來自去光氣化階段的液體產(chǎn)品被送到預(yù)蒸發(fā)器，其中產(chǎn)生了作為塔底產(chǎn)品的富含殘余物的液相產(chǎn)品和作為塔項(xiàng)產(chǎn)品的主要含有溶劑和異氰酸酯的氣相產(chǎn)品。來自預(yù)蒸發(fā)步驟的塔底產(chǎn)品被進(jìn)行從反應(yīng)殘余物中除去揮發(fā)性化合物的步驟(殘余物去除)。在殘余物去除階段分出的揮發(fā)性成分以及來自預(yù)蒸發(fā)器的氣相產(chǎn)品被送到溶劑塔，這里實(shí)現(xiàn)異氰酸酯與溶劑的最初分離并除去任何剩余的光氣。所得產(chǎn)品是富含光氣的塔頂產(chǎn)品、作為中間產(chǎn)物的相對較純的溶劑流和富含異氰酸酯的塔底產(chǎn)品。光氣流然后被返回去光氣化步驟或過量光氣回收步驟。溶劑產(chǎn)品然后被用于光氣化步驟以及過量光氣回收步驟。底部富含異氰酸酯的產(chǎn)品然后被送到第二溶劑去除塔，在這里回收剩余的溶劑。此步驟產(chǎn)生的頂部溶劑產(chǎn)品，當(dāng)相對較純時，可被用于光氣化步驟或過量光氣回收步驟，或者可返回主要溶劑回收步驟。最終不含溶劑的塔底異氰酸酯產(chǎn)品被送到異氰酸酯塔，得到異氰酸酯塔頂產(chǎn)品和殘余物以及富含可水解的氯化物化合物(HCC)的塔底氣流被返回預(yù)蒸發(fā)階段或殘余物除去階段。與聚氨酯手冊(Polyurethane Handbook)中描述的方法相比，該方法與Industrielle Aromatenchemie中描述的方法類似，實(shí)現(xiàn)了降低異氰酸酯和殘余物在加熱區(qū)中停留的時間，從而可能導(dǎo)致較低的殘余物形成速度。此外，與Industrielle Aromatenchemie中描述的方法類似，由于送回到異氰酸酯塔的氣流不必再冷凝，該方法將比聚氨酯手冊中揭示的方法能效高。它還有其它的優(yōu)點(diǎn)，即溶劑去除是在兩個步驟中實(shí)現(xiàn)的。由于溶劑具有低于異氰酸酯的沸點(diǎn)，可在較高壓力下除去大多數(shù)溶劑，因此降低了除去溶劑的花費(fèi)。此外，使用兩個除去溶劑的步驟增加了操作的機(jī)動性。然而，第三個塔的存在增加了該方法的復(fù)雜性。
在分餾時，有時需要將多組分原料流分離成多個物流，產(chǎn)品流中含有所需組分的各種餾分。如果一種原料流有兩種產(chǎn)品流，則分離可通過提取餾出液和塔底產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)?？赏ㄟ^對餾出液或塔底流重復(fù)上述雙產(chǎn)品流的過程來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的分離。然而，加入另外的塔就需要相應(yīng)數(shù)目的再沸器和冷凝器。因此，當(dāng)重復(fù)冷凝和再沸過程時就需要額外的操作費(fèi)用。在現(xiàn)有技術(shù)中可找到許多參考資料，它們論述了在從多組分原料流中分離幾種餾分時降低資本和操作費(fèi)用的努力。古老且熟知的PETLYUK系統(tǒng)已經(jīng)給出了最低能耗的基準(zhǔn)(Agrawal，R和Fidkowski，A，對于三元蒸餾使熱偶合蒸餾塔在熱力學(xué)上總是更有效(Are Thermally CoupledDistillation Columns Always Thermodynamically More Efficient for TernaryDistillations？)，Industrial & Engineering Chemistry Research，1998，37，3444-3454頁)。在這種結(jié)構(gòu)中，用一股來自主塔的提餾段的蒸汽流，另一股來自主塔的精餾段的分液流預(yù)分餾塔將原料分成兩股物流。離開預(yù)分餾塔的所得蒸汽流和液體流分別更富含輕組分和重組分。這兩個半加工的物流然后被返回主塔。這種結(jié)構(gòu)的一個優(yōu)點(diǎn)是，它可使主分餾塔增強(qiáng)側(cè)線餾出物的純度。同時，這種主分餾塔還可使提餾段和精餾段有較好的質(zhì)量反饋。聯(lián)合效果是可有效利用蒸汽流/液體流循環(huán)產(chǎn)生三種產(chǎn)品流。
US-A-2,471,134揭示了改進(jìn)的Petyluk過程，它提出通過將一個隔板沿著塔的中心部分垂直安裝將預(yù)分餾塔和主塔合并為一個分餾單元。這種塔裝有塔頂餾出物冷凝器和塔底再沸器。
US-A-2,471,134所述的間壁式蒸餾塔是裝有再沸器和冷凝器的垂直式柱分餾塔，通過在塔的中間部分使用中央隔板將其分成四個單獨(dú)的塔段。這些段有共同的塔底部分(提餾段)和塔頂部分(精餾段)，而位于塔中間部分的預(yù)分餾部分和主分餾部分則被分隔壁分開。多組分混合物被加到預(yù)分餾段，從共同的精餾段取出塔頂產(chǎn)品，并從共同的提餾段取出塔底產(chǎn)品，中間產(chǎn)品流被作為副產(chǎn)品從主分餾部分取出。使用間壁式分餾塔的一個顯著優(yōu)點(diǎn)是，可以低于獲自簡單的側(cè)壁產(chǎn)品塔的副產(chǎn)品的濃度和低沸點(diǎn)雜質(zhì)從間壁式分餾塔獲得側(cè)線餾出物。
這種間壁式蒸餾塔可有效克服PETLYUK系統(tǒng)的液壓限制。同時，由于它僅有一個共用的殼，從而降低了資本花費(fèi)。US-A-2,471,134中揭示的間壁式蒸餾塔可用于許多加工過程。
在本發(fā)明中，在TDI蒸餾過程中用這種間壁式蒸餾塔進(jìn)行TDI產(chǎn)品的最終純化可大大改進(jìn)TDI的純度，與要得到相同產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)側(cè)抽塔(sidedraw column)相比，這是通過減少低沸點(diǎn)雜質(zhì)的量以及減少能耗和資本花費(fèi)實(shí)現(xiàn)的。這些雜質(zhì)的例子有溶劑、溶劑雜質(zhì)、芳香族單異氰酸酯、氯化的芳香族單異氰酸酯等。
本發(fā)明涉及從光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料中純化甲苯二異氰酸酯的方法，包括a)將光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料分餾以除去溶劑，反應(yīng)殘余物可任選除去，以制得溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料，和b)在間壁式蒸餾塔中將溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料分成四個產(chǎn)品餾分P1-P4，其中P1是富含氣相低沸劑和溶劑的氣體流，P2是富含低沸劑和溶劑的產(chǎn)品，P3是含有甲苯二異氰酸酯的富含高沸劑的塔底產(chǎn)品，P4是低沸劑含量少的甲苯二異氰酸酯產(chǎn)品流，高沸劑和反應(yīng)殘余物。
本發(fā)明還涉及制造甲苯二異氰酸酯的方法，所述方法包括以下步驟a)使甲苯二胺與光氣反應(yīng)，得到粗制的蒸餾原料，b)如果來自步驟a)的粗制蒸餾原料含有大于2％重或更多的光氣，從來自步驟a)的粗制蒸餾原料中分離光氣，得到光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料，c)將光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料分餾以除去溶劑，反應(yīng)殘余物可任選除去，以制得溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料，和d)在間壁式蒸餾塔中將溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料分成四個產(chǎn)品餾分P1-P4，其中P1是富含氣相低沸劑和溶劑的氣流，P2是富含低沸劑和溶劑的產(chǎn)品，P3是含有甲苯二異氰酸酯的富含高沸劑的塔底產(chǎn)品，P4是低沸劑含量少的甲苯二異氰酸酯產(chǎn)品流，高沸劑和反應(yīng)殘余物。
所述光氣化是按照本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行的。當(dāng)溶劑溶液存在時甲苯二胺與光氣在液相中發(fā)生反應(yīng)，或者甲苯二胺直接在氣相中與光氣反應(yīng)并用溶劑在反應(yīng)后淬火冷卻。所得反應(yīng)混合物優(yōu)選具有甲苯二異氰酸酯占5-40％重、鹽酸占1-2％重、光氣占1-5％重、高沸劑(聚合的異氰酸酯、可水解的氯化物化合物(HCC))占0.1-2％，其余為溶劑的組成。這種情況下，可水解的氯化物化合物被定義為其中存在的氯是“松弛”結(jié)合的化合物。這些化合物的例子有以下幾類ClCH2C6H3(NCO)2和(CH3NCOCl)CH3C6H3(NCO)。
可水解的氯化物化合物的含量通常是通過使樣品中存在的氯與熱的水-醇溶液反應(yīng)得到HCl，隨后滴定以確定可水解的氯的濃度來確定的。該值通常被報告為可水解的氯(HC)的重量百分比。
氯化的芳香烴是其中氯為“緊密”結(jié)合的物質(zhì)。這種化合物的例子有普通的鄰-二氯苯和氯苯溶劑，以及相應(yīng)的化合物。
反應(yīng)后，如果該反應(yīng)混合物(粗制蒸餾原料)含有2％重或更多的光氣，所得反應(yīng)混合物被送到分離步驟。在此分離步驟中，多余的光氣至少被部分除去，從而使粗制蒸餾原料含有少于2％重量的光氣。光氣的分離可用許多不同的方法或聯(lián)合使用這些方法實(shí)現(xiàn)。這些方法的例子有簡單的氣體/液體閃蒸分離(需要或不需要升高溫度或降低壓力)、氣體提餾、蒸餾等。
所得光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料然后被送到蒸餾塔或蒸餾塔系統(tǒng)，這里，溶劑和任選的反應(yīng)殘余物被從光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料中除去，從而制得了溶劑含量小于20％重量的粗制甲苯二異氰酸酯原料。用來除去溶劑和任選的反應(yīng)殘余物的蒸餾塔(多個蒸餾塔)可以是常規(guī)的蒸餾塔或間壁式蒸餾塔。優(yōu)選地是使用現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)的蒸餾塔。
所得溶劑含量小于20％重量的粗制甲苯二異氰酸酯原料然后被送到間壁式蒸餾塔并被分成四種產(chǎn)品餾分P1-P4。
產(chǎn)品餾分P1是富含氣相低沸劑和溶劑的產(chǎn)品，它含有20-99％重量的可冷凝的物質(zhì)(即溶劑、低沸劑和TDI)，其余為不可冷凝的氣體，即空氣、氯化氫等。該產(chǎn)品可冷凝的餾分可以含有溶劑、低沸劑和TDI?？衫淠奈镔|(zhì)最好被回收并返回去光氣化、殘余物去除或溶劑去除步驟。
產(chǎn)品餾分P2是富含低沸劑和溶劑的產(chǎn)品，它優(yōu)選然后被返回去光氣化、殘余物去除或溶劑去除步驟，或作為單獨(dú)的產(chǎn)品流回收。產(chǎn)品餾分P2可含有溶劑、低沸劑和TDI。
產(chǎn)品餾分P3是富含高沸劑的塔底產(chǎn)品，它優(yōu)選被送到殘余物去除系統(tǒng)以進(jìn)一步回收揮發(fā)性物質(zhì)。餾分P3優(yōu)選含有0.5-15％重量的高沸劑(聚合的異氰酸酯、可水解的氯化物化合物(HCC)和其它非揮發(fā)性物質(zhì))，其余主要為甲苯二異氰酸酯。
產(chǎn)品餾分P4是異氰酸酯產(chǎn)品流。餾分P4優(yōu)選含有低于200ppm重量的溶劑和/或氯化的芳香烴(總計)，小于100ppm重量的可水解的氯(HC)，小于40ppm重量的酸性物質(zhì)，甲苯二異氰酸酯的濃度至少為99.5％重。
使用間壁式分餾塔的分餾過程可成功用于純化部分至完全去光氣化的TDI反應(yīng)產(chǎn)物，所述反應(yīng)產(chǎn)物是由甲苯二胺和光氣在溶劑溶液存在時反應(yīng)所得，或在氣相中與光氣反應(yīng)并用溶劑在反應(yīng)后淬火冷卻所得。所得蒸餾原料含有光氣和其它低沸成分、溶劑、甲苯二異氰酸酯、可水解的氯化物化合物和高沸殘余物。因此，該物流被分餾除去溶劑和任選的反應(yīng)殘余物以得到純的TDI，然后將其送到間壁式TDI純化塔。來自間壁式塔的四種產(chǎn)品是富含低沸劑和惰性氣體的產(chǎn)品，它優(yōu)選從中回收可冷凝的物質(zhì)并將其返回去光氣、殘余物去除或溶劑去除步驟，富含低沸劑的液體產(chǎn)品，它然后最好被返回去光氣、殘余物去除或溶劑去除步驟，或作為單獨(dú)的產(chǎn)品流回收，富含高沸劑的塔底產(chǎn)品，它優(yōu)選被送到殘余物除去系統(tǒng)以進(jìn)一步回收揮發(fā)性物質(zhì)，以及異氰酸酯產(chǎn)品流。所用溶劑可以是任何合適的溶劑，優(yōu)選鄰-二氯-苯、對-二氯苯、氯苯、甲苯、苯、硝基苯、苯甲醚、二甲苯或它們的任何混合物。根據(jù)反應(yīng)條件，在粗制蒸餾產(chǎn)品中可得到不同濃度的TDI。
溶劑含量小于20％重量的粗制甲苯二異氰酸酯原料的最終純化是在

圖1所示的間壁式蒸餾塔中進(jìn)行的。該間壁式蒸餾塔至少裝配有一個再沸器和一個冷凝器。所述再沸器可以是化學(xué)工業(yè)通常使用的任何標(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、大容量沸騰(釜式)蒸發(fā)器(pool boiling(kettle)evaporator)、自然循環(huán)蒸發(fā)器等。所述冷凝器可以是化學(xué)工業(yè)通常使用的任何標(biāo)準(zhǔn)類型，包括并流和逆流(回流冷凝器(knockback condenser))。該塔可裝配有化學(xué)工業(yè)通常使用的任何物料運(yùn)送內(nèi)部構(gòu)件。其中包括篩板、浮閥塔板、固定式浮閥塔板，以及結(jié)構(gòu)或任意的蒸餾包裝。
下面參考附圖更加詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1顯示了TDI混合物純化步驟所用的間壁式蒸餾塔的結(jié)構(gòu)。
圖1顯示了間壁式蒸餾塔1，它裝配有再沸器2、冷凝器3、隔板4和物料運(yùn)送內(nèi)部構(gòu)件5。
間壁式蒸餾塔1被分成四個不同的操作區(qū)，它們是加入原料的預(yù)分餾區(qū)域，含高沸劑產(chǎn)品P3的提餾區(qū)域，含異氰酸酯產(chǎn)品P4的主分餾區(qū)域，以及含氣相低沸劑產(chǎn)品P1并富含氣相低沸劑和溶劑產(chǎn)品P2的精餾區(qū)域。預(yù)分餾和主分餾區(qū)域并排排列在間壁式分餾塔1的兩側(cè)，用隔板4將其分為兩個區(qū)域。
預(yù)分餾區(qū)域粗制蒸餾原料A被送到預(yù)分餾區(qū)域，其中它被分成兩股物流，富含殘余物和可水解的氯化物化合物(HCC)的液體TDI流B和富含低沸劑的蒸汽流C。這個分離通過兩股流，一股是液體D，另一是蒸汽E來進(jìn)行。含有低沸劑和TDI的液體氣流D從精餾區(qū)域進(jìn)入預(yù)分餾區(qū)域。含有TDI和HCC的蒸汽流從提餾區(qū)域進(jìn)入預(yù)分餾區(qū)域。
提餾區(qū)域來自預(yù)分餾區(qū)域的液體產(chǎn)品B以及來自主分餾區(qū)域的含有TDI和HCC的液體產(chǎn)品F進(jìn)入提餾區(qū)域上部。物流R中由再沸器2產(chǎn)生蒸汽G使中間組分從重組分中分離。所得富含殘余物的液體的高沸劑作為塔底產(chǎn)品流P3離開。該塔的設(shè)計有一定的操作壓力，因此再沸器中的溫度優(yōu)選在140-190℃的范圍內(nèi)。富含TDI的蒸汽流E和H被分別送到預(yù)分餾區(qū)域和主分餾區(qū)域。流到預(yù)分餾區(qū)域和主分餾區(qū)域的蒸汽流的分配由各個塔部分固有壓力降來進(jìn)行。
精餾區(qū)域來自預(yù)分餾區(qū)域的富含低沸劑的蒸汽產(chǎn)品C和來自主分餾區(qū)域的產(chǎn)品I，它們都含有中間體以及低沸組分，在較低的部分進(jìn)入精餾區(qū)域。來自精餾區(qū)域的蒸汽產(chǎn)品J被送到冷凝器3，然后，冷凝器產(chǎn)生的部分冷凝產(chǎn)品被作為回流K返回到精餾區(qū)域頂部，這樣就從中間體組分中分離了輕組分。冷凝器液體產(chǎn)品的其余部分被作為富含低沸劑和溶劑的液體產(chǎn)品氣P2取出。來自冷凝器的未冷凝的蒸汽產(chǎn)品是低沸劑產(chǎn)品流P1。塔內(nèi)的內(nèi)部回流產(chǎn)生了液體流。該液體流主要含有低沸劑和TDI，被分成物流L和D，它們分別被送到主分餾區(qū)域和預(yù)分餾區(qū)域。這些液體氣流的分配比例是受到控制的，以達(dá)到所需的產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品P2可任選地作為側(cè)線產(chǎn)品從精餾區(qū)域的任何階段取出。
主分餾區(qū)域來自提餾區(qū)域的富含TDI的蒸汽產(chǎn)品流H從底部進(jìn)入主分餾區(qū)域。來自精餾區(qū)域的液體產(chǎn)品L的一部分從頂部進(jìn)入主分餾區(qū)域。分餾產(chǎn)生了三種產(chǎn)品進(jìn)到精餾區(qū)域的蒸汽原料I，進(jìn)到提餾區(qū)域的液體原料F和含有所需質(zhì)量的異氰酸酯產(chǎn)品的側(cè)線產(chǎn)品P4。產(chǎn)品P2可任選地作為側(cè)線產(chǎn)品從主分餾區(qū)域中P4產(chǎn)品除去階段以上的任何階段取出。
權(quán)利要求
1.從光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料中純化甲苯二異氰酸酯的方法，其特征在于，所述方法包括a)將光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料分餾以除去溶劑，反應(yīng)殘余物可任選除去，以制得溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料，和b)在間壁式蒸餾塔中將溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料分成四個產(chǎn)品餾分P1-P4，其中P1是富含氣相低沸劑和溶劑的氣流，P2是富含低沸劑和溶劑的產(chǎn)品，P3是含有甲苯二異氰酸酯的富含高沸劑的塔底產(chǎn)品，P4是低沸劑含量少的甲苯二異氰酸酯產(chǎn)品流，高沸劑和反應(yīng)殘余物。
2.制造甲苯二異氰酸酯的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟a)使甲苯二胺與光氣反應(yīng)，得到粗制的蒸餾原料，b)如果來自步驟a)的粗制蒸餾原料含有大于2％重量或更多的光氣，從來自步驟a)的粗制蒸餾原料中分離光氣，得到光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料，c)將光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料分餾以除去溶劑，反應(yīng)殘余物可任選除去，以制得溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料，和d)在間壁式蒸餾塔中將溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料分成四個產(chǎn)品餾分P1-P4，其中P1是富含氣相低沸劑和溶劑的氣流，P2是富含低沸劑和溶劑的產(chǎn)品，P3是含有甲苯二異氰酸酯的富含高沸劑的塔底產(chǎn)品，P4是低沸劑含量少的甲苯二異氰酸酯產(chǎn)品流，高沸劑和反應(yīng)殘余物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)品餾分P1含有20-99％重量的溶劑、低沸劑和甲苯二異氰酸酯。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)品餾分P2含有溶劑、低沸劑和甲苯二異氰酸酯。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)品餾分P3含有甲苯二異氰酸酯和0.5-15％重量的高沸劑。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)品餾分P4中甲苯二異氰酸酯的濃度至少為99.5％重量，并含有小于200ppm重量的溶劑和/或氯化的芳香烴，小于100ppm重量的可水解的氯和小于40ppm重量的酸性物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及從光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料中純化甲苯二異氰酸酯的方法，包括a)將光氣含量小于2％重量的粗制蒸餾原料分餾以除去溶劑，反應(yīng)殘余物可任選除去，以制得溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料，和b)在間壁式蒸餾塔中將溶劑含量小于20％重量的甲苯二異氰酸酯粗原料分成四個產(chǎn)品餾分P1－P4，其中P1是富含氣相低沸劑和溶劑的氣流，P2是富含低沸劑和溶劑的產(chǎn)品，P3是含有甲苯二異氰酸酯的富含高沸劑的塔底產(chǎn)品，P4是低沸劑含量少的甲苯二異氰酸酯產(chǎn)品流，高沸劑和反應(yīng)殘余物。
文檔編號C07C263/20GK1496978SQ20031010287
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月22日
發(fā)明者M·P·格林, M P 格林, B·小布拉迪, 祭, B·柯根霍夫, 舴, K·韋爾科克, 瓶, H·－P·紹爾, ど芏 申請人:拜爾公司