CN100393617C - 光气化工艺中控制反应物进料的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光气化工艺中控制反应物进料的装置，它包括液态光气高位槽(1)，液态光气高位槽(1)通过计量仪表(2)与冷反应器(3)连接，冷反应器(3)、第一热反应器(5)、第二热反应器(7)、第三热反应器(9)之间采用导管连接，在冷反应器(3)与第一热反应器(5)的顶部之间设气相排气管(16)和气相排气管(13)，在气相排气管(16)和气相排气管(13)之间设排气洗涤塔(15)，在第一热反应器(5)、第二热反应器(7)、第三热反应器(9)的顶部之间设气相排气管，其特点是在液态光气高位槽(1)顶部设氮封装置，热反应器内的导管(4、6、8)的出口插入液面以下，是一种反应物进料平稳、系统畅通、产量高、质量优、节约能源、减少设备腐蚀的光气化工艺中控制反应物进料的装置。

Description

光气化工艺中控制反应物进料的装置

技术领域：

本发明涉及光气化反应技术领域，具体地讲是一种光气化工艺中控制反应物进料的装置。

背景技术：

目前，光气化工艺在化工产品的生产中常用到，特别是在DAM(4，4′-二氨基二苯基甲烷，多氨基多苯基甲烷)及光气化制造MDI(4，4′二苯甲烷二异氰酸酯，多苯基多甲基多异氰酸酯)的生产中，光气化工艺是其核心技术，但在实际生产中，光气化工艺进料记录仪显示的液态光气呈现连续性大幅度波动的进料形态，在其反应过程中部分DAM与光气氨解形成脲类絮状副产物堵塞附着在系统设备管线，反应温度加不上去被迫停车抢修，即使在恶劣的环境下也要进行抢修，剧毒的低沸点光气给工作人员生命安全带来严重威胁，企业的资源能源造成严重浪费，同时设备利用率低，严重影响产品的产量，为了解决上述问题，人们采用加大排气力度，在第一热反应器上部至排气洗涤塔底部加上一根直径500mm的管子排出反应气体，虽然产量上去了，但产品质量不稳定，其纯度持续大于100％，对于MDI生产中，产品的MT变黄周期短，水解氯含量偏高，产品使用过程的活性低、异味大。

另外，现有的光气化工艺中反应物进料的装置，其液态光气高位槽至冷反应器中存在的液态光气液柱至少5m的倒吸高度，液柱倒吸的干扰在光气计录仪的大幅度高频率波动形态是工艺反应失控的记录，光气在第一热反应器至第三热反应器的化学反应过程中，反应器内部溢流方式是一种阶梯表面结构，再加上第一热反应器上部至排气洗涤塔底部的的一根直径500mm的排气管，这种状态使光气反应物十分容易闪蒸进行冷凝循环，不参与液相中的化学反应，使光气反应物在其反应过程中浓度递减幅度大，造成严重产品质量缺陷，光气不参与化学反应而进行体外冷凝循环，带来的后果是占有设备的有效空间，浪费了资源、能源、水源；例如对于MDI产品的生产可知，胺盐酸盐必须在高浓度光气中反应成MDI，否则只能以胺盐酸盐的产物存在，从而使MDI产品的纯度大于100％，水解氯含量偏高，颜色变黄周期短等，这与化学反应过程光气反应浓度偏低有关，还有MDI系列产品中均含有胺盐酸盐，此杂质的存在使化学反应活性降低，同时严重腐蚀光气化反应过程的装置设备。

发明内容：

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种光气化工艺中控制反应物进料的装置，主要解决现有的反应物进料装置不平稳、易出现系统堵塞、产品产量低、质量差、浪费能源、腐蚀设备等问题。

为了实现上述目的，本发明是这样实现的：光气化工艺中控制反应物进料的装置，它包括液态光气高位槽1，液态光气高位槽1通过计量仪表2与冷反应器3连接，冷反应器3通过导管4与第一热反应器5连接，第一热反应器5通过导管6与第二热反应器7连接，第二热反应器7通过导管8与第三热反应器9连接，第三热反应器9通过导管10输出产品，在冷反应器3与第一热反应器5的顶部之间设气相排气管16和气相排气管13，在气相排气管16和气相排气管13之间设排气洗涤塔15，在第一热反应器5与第二热反应器7的顶部之间设气相排气管12，在第二热反应器7与第三热反应器9的顶部之间设一根气相排气管11，其特殊之处在于在液态光气高位槽1顶部设氮封装置，第一热反应器5、第二热反应器7、第三热反应器9内的导管4、6、8的出口插入液面以下。

本发明的光气化工艺中控制反应物进料的装置，其所述的氮封装置包括减压阀24、压力表25、缓冲罐27和密封罐26，减压阀24通过压力表25与缓冲罐27连接，缓冲罐27与液态光气高位槽1顶部通过导管连接，密封罐26与液态光气高位槽1的液面上部的气相通过导管连接，密封罐26内的密封液通常为氯苯，密封罐26通过导管28与光气吸收塔底部气相连接；所述的氮封压力为2千牛(表压)。

本发明的光气化工艺中控制反应物进料的装置，其所述的第一热反应器5、第二热反应器7、第三热反应器9内的导管4、6、8的出口插入液面以下，最佳为插入液面以下1米。

本发明所述的光气化工艺中控制反应物进料的装置与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，1、在液态光气高位槽顶部设氮封装置，使液态光气高位槽存在负压倒吸的液柱位差改为正压位差，使氮封系统压力稳定在2千牛(表压)状态，高于2千牛(表压)时降压，同时光气出口如果阻塞时可排除到光气吸收塔安全排放，从而减少系统设备的堵塞；2、由于热反应器内的导管4、6、8的出口插入液面1米处，从而在光气化反应过程中降低光气在光化液的“闪蒸量”，此条件下光气的饱和蒸汽压为1200千牛以上，保证液态光气在反应过程中的浓度，使光气化反应彻底，产品含杂质少，从而提高了产品内在产量，保证产品质量，具有环保、节约资源、节约能源及节水的功能；3、由于采用氮封装置及将热反应器内的反应液入口的溢流方式改为导管液下溢流，此装置解决了长期以来人们认为光气化工艺的排气压力不畅造成光气加料状态恶化的技术难题，如MDI光气化工艺的排气HCl，其饱和蒸汽压远远大于6060千牛，并且与光化液没有溶解性，此时不会产生排气不畅的后果，即反应器产生的气体可以顺利排出，不需加大排气力度，不用在第一热反应器上部至排气洗涤塔底部再增加一根排气管；4、可在原有的装置设备的基础上加以改造，从而节约了成本；5、减少工序，对于生产MDI可省去现有装置中的脱硫及通气工序，从而降低产品成本，提高产量；6、减少了工人的劳动强度，由于反应物进料平稳，节省了物料平衡调整时间，装置运转周期长，不需因堵塞进行抢修；7、不含杂质的产品质量更可靠，应用更广泛。

附图说明：

图1本发明的结构示意图。

具体实施方式：

为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本发明光气化工艺中控制反应物进料的装置。

实施例1，参见图1，加工制成液态光气高位槽1、冷反应器3、第一热反应器5、第二热反应器7、第三热反应器9，在液态光气高位槽1顶部安装氮封装置，氮封装置包括减压阀24、压力表25、缓冲罐27和密封罐26，将缓冲罐27通过导管与液态光气高位槽1顶部连接，将氮气通过导管、减压阀24、压力表25与缓冲罐27连接，密封罐26与液态光气高位槽1的液面上部的气相通过导管连接，密封罐26内的密封液通常为氯苯，密封罐26通过导管28与光气吸收塔底部气相连接，氮封压力为2千牛(表压)；将液态光气高位槽1通过导管与冷反应器3连接，在导管上安装计量仪表2，将冷反应器3通过导管4与第一热反应器5连接，第一热反应器5通过导管6与第二热反应器7连接，第二热反应器7通过导管8与第三热反应器9连接，第三热反应器9通过导管10输出产品，在热反应器内的导管4、6、8的出口插入液面以下1米处，在冷反应器3与第一热反应器5的顶部之间安装气相排气管16和气相排气管13，在气相排气管16和气相排气管13之间安装排气洗涤塔15，在第一热反应器5与第二热反应器7的顶部之间安装气相排气管12，在第二热反应器7与第三热反应器9的顶部之间安装一根气相排气管11。

本发明所述的光气化工艺中控制反应物进料的装置，以生产MDI为例，将光气生产工序送来的光气20与光气化反应排气回收工序冷凝的光气23一起送入光气高位槽1，此时光气为-20℃，其饱和蒸汽压为26.6千牛(绝对压力)，通过氮封装置调节控制，在液态光气高位槽液体上方改变为正压2千牛(表压)，消除液态光气高位槽至冷反应器之间的倒吸液柱对光气反应物的干扰，该装置使产品的产量、质量受控能力显著增加，液态光气高位槽中的光气经计量仪表进入冷反应器与DAM生产工艺通过导管14泵送的DAM氯苯溶解液进行光气化反应，反应温度为50℃，反应后的光化液从导管4溢流至第一热反应器，反应温度为85℃，，溢液出口为反应液液面以下1m处，目的是减少反应物光气的闪蒸，保持反应物的相对平衡，反应液中的胺盐酸盐大部分在此转化为MDI产品，光化液从第一热反应器出来后以相同结构形式经过第二、第三热反应器，其反应温度均为95℃，继续深入光化反应直到生成MDI产品，其MDI质量-NCO＜100％。

Claims (1)

1.光气化工艺中控制反应物进料的装置，它包括液态光气高位槽(1)，液态光气高位槽(1)通过计量仪表(2)与冷反应器(3)连接，冷反应器(3)通过导管(4)与第一热反应器(5)连接，第一热反应器(5)通过导管(6)与第二热反应器(7)连接，第二热反应器(7)通过导管(8)与第三热反应器(9)连接，第三热反应器(9)通过导管(10)输出产品，在冷反应器(3)与第一热反应器(5)的顶部之间设气相排气管(16)和气相排气管(13)，在气相排气管(16)和气相排气管(13)之间设排气洗涤塔(15)，在第一热反应器(5)与第二热反应器(7)的顶部之间设气相排气管(12)，在第二热反应器(7)与第三热反应器(9)的顶部之间设一根气相排气管(11)，其特征在于在液态光气高位槽(1)顶部设氮封装置，氮封装置包括减压阀(24)、压力表(25)、缓冲罐(27)和密封罐(26)，减压阀(24)通过压力表(25)与缓冲罐(27)连接，缓冲罐(27)与液态光气高位槽(1)顶部通过导管连接，密封罐(26)与液态光气高位槽(1)的液面上部的气相通过导管连接，密封罐(26)通过导管(28)与光气吸收塔底部气相连接，氮封压力的表压为2千牛，第一热反应器(5)、第二热反应器(7)、第三热反应器(9)内的导管(4、6、8)的出口插入液面以下1米。

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