I和催化劑II的質(zhì)量比50:1-1:1，優(yōu)選20:1-5:1。
[0022]本發(fā)明方法中，所述催化劑I和催化劑II可以分別獨立地加入到異氰酸酯中或者混合后一起加入到異氰酸酯中，優(yōu)選將催化劑I和催化劑II預(yù)先混合后加入到異氰酸酯中。
[0023]本發(fā)明方法中，所述催化劑可以以合適溶劑溶解或分散后加入到異氰酸酯中，也可以將催化劑直接加入異氰酸酯中，優(yōu)選將催化劑直接加入異氰酸酯中。
[0024]本發(fā)明方法中，通過使用復(fù)配型催化劑，我們驚奇的發(fā)現(xiàn)，催化劑I和催化劑II在催化異氰酸酯和水反應(yīng)過程中起著明顯的協(xié)同效應(yīng)，催化劑II的堿性基團能夠結(jié)合催化劑I中離解的氫離子，失去氫離子的磷酸烷基酯/磷酸芳基酯/羧酸能夠更快的與異氰酸酯絡(luò)合生成中間產(chǎn)物，進一步與水反應(yīng)生成縮二脲多異氰酸酯，反應(yīng)效率高，反應(yīng)溫度較低，在同樣的轉(zhuǎn)化率下產(chǎn)品粘度較低，色度較低。本發(fā)明方法中，使用鼓泡塔作為異氰酸酯與水蒸氣進行反應(yīng)的反應(yīng)器，研究表明，反應(yīng)液的循環(huán)提高了反應(yīng)的反混，通過適當(dāng)?shù)难h(huán)比實現(xiàn)了平推流和全混流反應(yīng)的耦合，一是可以提高塔中異氰酸酯的平均停留時間，二是可以改變反應(yīng)液的平均停留時間分布，進而調(diào)整產(chǎn)品的分子量分布。
[0025]本發(fā)明方法中，步驟I中鼓泡塔塔頂?shù)玫降姆磻?yīng)液部分循環(huán)至鼓泡塔塔底，通過控制循環(huán)至鼓泡塔塔底的反應(yīng)液與進入鼓泡塔反應(yīng)器的原料異氰酸酯與催化劑的質(zhì)量比，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)反應(yīng)液平均停留時間分布，使得產(chǎn)品的粘度明顯降低。經(jīng)過試驗優(yōu)化，步驟I中鼓泡塔塔頂?shù)玫降姆磻?yīng)液循環(huán)至塔底的反應(yīng)液與進入鼓泡塔反應(yīng)器的原料異氰酸酯與催化劑混合物的質(zhì)量比為1: 1-1:5，優(yōu)選5:1 -1:2。
[0026]本發(fā)明方法中，所述原料異氰酸酯和催化劑經(jīng)過鼓泡塔內(nèi)置換熱器，進行反應(yīng)移熱和反應(yīng)物料預(yù)熱。
[0027]本發(fā)明方法中，所述異氰酸酯與水蒸氣的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，水蒸氣從鼓泡塔底部進入，因而塔中下部反應(yīng)放熱高于上部放熱，為了保持塔內(nèi)溫度的平衡，原料異氰酸酯進入鼓泡塔內(nèi)置換熱器的方式是下部進料，上部出料。
[0028]本發(fā)明方法中，根據(jù)反應(yīng)放熱的特性，鼓泡塔內(nèi)所述內(nèi)置換熱器下部換熱面積大于上部換熱面積，呈梯度變化。內(nèi)置換熱器下部1/3(以換熱器的高度計算，下同)換熱面積大于中部1/3的換熱面積，中部1/3的換熱面積大于上部1/3的熱面積。通過反應(yīng)放熱功率和換熱面積的精確計算和試驗研究表明，本發(fā)明中，鼓泡塔內(nèi)所述內(nèi)置換熱器上部1/3的換熱面積與中部1/3的換熱面積的比例為1: 1.5-1:3，中部1/3的換熱面積與下部1/3的換熱面積的比例為1:2-1:5是比較合適的。
[0029]本發(fā)明方法中，根據(jù)反應(yīng)放熱量的規(guī)律，內(nèi)置換熱器的高度占整個鼓泡塔反應(yīng)器高度的50-100%，優(yōu)選70-90% ;內(nèi)置換熱器下部距離鼓泡塔反應(yīng)器的距離底部為基于整個鼓泡塔反應(yīng)器的高度的10-15%。我們驚奇的發(fā)現(xiàn)，內(nèi)置換熱器使得反應(yīng)放熱與原料預(yù)熱吸熱實現(xiàn)了熱平衡，不需要再額外增加換熱器實現(xiàn)反應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定控制。
[0030]本發(fā)明方法中，水蒸氣的進料溫度為100-165°C，優(yōu)選105-145°C。
[0031]本發(fā)明方法中，鼓泡塔中反應(yīng)液的溫度控制在100_130°C之間，優(yōu)選控制在105-120°C之間。
[0032]本發(fā)明方法中，通過控制水蒸氣的進料溫度、循環(huán)反應(yīng)液的循環(huán)量，反應(yīng)液在鼓泡塔反應(yīng)器中的平均停留時間為20-100min，優(yōu)選30-60min。
[0033]本發(fā)明方法中，步驟b)中塔頂?shù)玫降姆磻?yīng)液，除循環(huán)至鼓泡塔塔底外，剩余的反應(yīng)液經(jīng)過一級蒸發(fā)器和二級蒸發(fā)器;所述一級蒸發(fā)器和二級蒸發(fā)器分別獨立地選自薄膜蒸發(fā)器和短程蒸發(fā)器，經(jīng)過一級蒸發(fā)器和二級蒸發(fā)器的塔頂反應(yīng)液分離出過量的異氰酸酯單體后，得到縮二脲多異氰酸酯產(chǎn)品。
[0034]本發(fā)明方法中，進入一級蒸發(fā)器和二級蒸發(fā)器的塔頂反應(yīng)液在進入一級蒸發(fā)器前可任選地通過換熱器或者不通過換熱器直接進料。
[0035]在本發(fā)明方法中，所述水蒸氣可以直接與異氰酸酯與催化劑的混合溶液直接進行反應(yīng);還可以選擇將所述水蒸氣使用惰性氣體進行稀釋后再進行反應(yīng)。優(yōu)選地，所述水蒸氣不經(jīng)惰性氣體稀釋，直接反應(yīng)。
[0036]當(dāng)選擇采用惰性氣體稀釋水蒸氣時，所述惰性氣體與水蒸氣的摩爾比為1:10-1:0.1，特別優(yōu)選1:5-5:1。所述惰性氣體應(yīng)當(dāng)在反應(yīng)條件下與異氰酸酯及催化劑均不發(fā)生反應(yīng)。所述惰性氣體包括但不限于二氧化碳、一氧化碳、氮氣、氦氣、氬氣、烴類如甲烷等及其混合物，優(yōu)選使用二氧化碳和/或氮氣，特別優(yōu)選使用氮氣。
[0037]本發(fā)明所述“0H-酸性化合物”是指能解離出H+的含-OH的化合物。
[0038]本發(fā)明所述“平均停留時間”是指反應(yīng)物料從進入反應(yīng)器到離開反應(yīng)器的平均時間。
[0039]本發(fā)明所述“縮二脲多異氰酸酯”與“具有縮二脲結(jié)構(gòu)的多異氰酸酯”含義相同。
[0040]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果在于:
[0041]1.使用復(fù)配型催化劑，異氰酸酯與水蒸氣的反應(yīng)溫度明顯降低，在相同的轉(zhuǎn)化率條件下，產(chǎn)品粘度和產(chǎn)品色度明顯降低。
[0042]2.本發(fā)明的反應(yīng)過程采用鼓泡塔反應(yīng)器作為反應(yīng)設(shè)備，通過物料循環(huán)來調(diào)節(jié)反應(yīng)液停留時間分布，耦合了平推流反應(yīng)和全混流反應(yīng)的工藝過程，在相同的異氰酸酯轉(zhuǎn)化率下產(chǎn)品粘度明顯降低；
[0043]3.本發(fā)明采用原料預(yù)熱來移走反應(yīng)熱，避免了原料預(yù)熱和反應(yīng)移熱造成的能量消耗，能耗大大降低；另外采用原料來移熱，避免了循環(huán)水泄露造成的風(fēng)險，裝置操作安全性大大提尚O
【附圖說明】
[0044]圖1為縮二脲多異氰酸酯生產(chǎn)工藝流程示意圖。
[0045]圖2為鼓泡塔反應(yīng)器內(nèi)置換熱器示意圖。
【具體實施方式】
[0046]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。需要說明的是，以下實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0047]產(chǎn)品粘度指動態(tài)粘度采用旋轉(zhuǎn)粘度計(BROOKFIELDDV-1+粘度計)在25°C下測量。
[0048]產(chǎn)品色度采用色度儀(BYK LCS IV色度儀)測試的色度值，單位為Hazen。
[0049]如圖1所示原料異氰酸酯和催化劑混合原料I通過內(nèi)置換熱器6進行預(yù)熱，然后經(jīng)過鼓泡塔反應(yīng)器的內(nèi)置換熱器6得到預(yù)熱后異氰酸酯原料2;
[0050]預(yù)熱后的異氰酸酯原料2進入鼓泡塔反應(yīng)器4底部，與同時進入鼓泡塔反應(yīng)器4底部的水蒸氣或水蒸氣與惰性氣體混合物3以及從鼓泡塔反應(yīng)器4循環(huán)至塔底的循環(huán)反應(yīng)液5混合，并開始反應(yīng)，反應(yīng)熱由內(nèi)置換熱器6移出；
[0051]鼓泡塔塔頂?shù)姆磻?yīng)尾氣7主要是加入系統(tǒng)的惰性氣體和反應(yīng)生成的二氧化碳以及少量夾帶的異氰酸酯，反應(yīng)尾氣7經(jīng)過尾氣冷凝器8進行冷凝，異氰酸酯回到鼓泡塔反應(yīng)器4中，不凝氣二氧化碳和可能加入的惰性氣體進入廢氣系統(tǒng)9 ；
[0052]除循環(huán)至鼓泡塔塔底外，剩余的反應(yīng)液經(jīng)過蒸發(fā)器反應(yīng)液10經(jīng)過一級進料換熱器11換熱后反應(yīng)液12進入一級蒸發(fā)器18，一級蒸發(fā)器18的一級氣相13經(jīng)過一級氣相冷凝器14冷卻后得到一級輕組分16進入一級輕組分罐17中