CN103638688A - 一种合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，将合成正丁基异氰酸酯热光反应的尾气经过低温溶剂连续降温吸收，再经过冷凝器冷凝，未冷凝气体直接进入尾气处理系统；当溶剂中光气质量浓度直接利用到冷光反应制备正丁基酰氯，将该含光气溶剂计量后转入冷光釜，于-8℃～-2℃滴加正丁胺，滴加结束后，保温1小时，得到正丁基胺酰氯；正丁基胺酰氯在热光反应釜中分解得到正丁基异氰酸酯。该方法能最大限度利用光气，减少正丁基异氰酸酯热光反应尾气在尾气处理系统的负荷和尾气处理的用碱量，降低了产品生产成本，达到了资源节约循环利用的目的。
Description
技术领域
本发明属于资源回收利用和环保领域，具体涉及了一种合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法。此方法能将合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气提纯分离，提纯分离后的光气直接用于正丁基异氰酸酯冷光工序循环套用，纯化分离后的大部分其他气体经尾气系统处理并回收副产盐酸。该方法能最大限度利用光气，减少正丁基异氰酸酯热光反应尾气在尾气处理系统的负荷和尾气处理的用碱量，降低了产品生产成本，达到了资源节约循环利用的目的。
背景技术
目前国内生产正丁基异氰酸酯的工艺主要包括正丁胺成盐、热光酯化两个步骤。正丁基异氰酸酯制备过程的通光酯化过程中会产生大量的含光气和氯化氢的混合气体。而国内大部分企业是将热光反应尾气先通过降膜吸收形成盐酸，剩余含光气气体再通过碱液处理高空排放。此处理方法光气没有回收利用，损耗浪费较多，尾气处理设备投资高、能耗多、污染大，而且形成的盐酸伴有较多杂质，质量不好。
正丁胺与光气反应制备正丁基异氰酸酯的主要方程式为：
CH3CH2CH2CH2NH2 + COCl2 → CH3CH2CH2CH2NHCOCl+HCl。
CH3CH2CH2CH2NH2 + HCl → CH3CH2CH2CH2NH2HCl。
CH3CH2CH2CH2NHCOCl → CH3CH2CH2CH2NCO + HCl↑。
CH3CH2CH2CH2NH2HCl + COCl2 → CH3CH2CH2CH2NCO + 3HCl↑。
发明内容
本发明的目的在于克服了正丁基异氰酸酯生产过程中尾气降膜吸收法设备投资高以及物料损失多、污染大等缺点，提供了一种正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气回收利用方法，在保证回收光气合格的前提下，最大限度利用光气资源、降低能耗、降低成本、减少环境污染。
实现本发明目的技术方案：
1. 一种合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于如下步骤：
（1）将合成正丁基异氰酸酯热光反应的尾气经过低温溶剂连续降温，再经过冷凝器冷凝，未冷凝气体直接进入尾气处理系统；
（2）低温溶剂经多次尾气吸收，当溶剂中光气质量浓度达到一定值后切换到另一台低温溶剂降温釜；
（3）将步骤（1）中未冷凝残余气体经过降膜吸收、碱破坏和多级水喷淋吸收后高空排放；
（4）将步骤（2）含有一定质量浓度光气的溶剂直接利用到冷光反应制备正丁基酰氯，将该含光气溶剂计量后转入冷光釜，于-8℃～-2℃滴加正丁胺，滴加结束后，保温1小时，得到正丁基胺酰氯（CH3CH2CH2CH2NHCOCl）；
（5）将步骤（4）制备正丁基胺酰氯与溶剂进到热光反应釜，正丁基胺酰氯在热光反应釜中分解得到正丁基异氰酸酯。
所述的热光反应尾气组分中主要为光气、氯化氢和正丁基异氰酸酯。
在于所述的溶剂为二甲苯，当二甲苯的温度为-10℃时才可进行尾气吸收；吸收温度控制为-8℃～-2℃，尾气吸收时的溶剂可以连续使用。
所述的冷凝器冷冻水进水温度为-15℃。
所述的未冷凝气体主要成分为氯化氢。
所述的溶剂切换时，溶剂中光气质量浓度为40%～50%。
所述的热光反应的尾气压力为0.06～0.10MPa。
冷光反应时，滴加正丁胺反应温度控制在-10℃～0℃，正丁胺与回收光气投料摩尔比为1:1.2～1.3。
所述的热光反应为正丁胺盐酸盐与光气反应生成正丁基异氰酸酯，正丁基胺酰氯分解生成正丁基异氰酸酯的反应与热光反应同时进行，控制温度在105～115℃，光气压力0.05～0.1MPa，流量30～40m3/h，通光气量400～420 m3。
本发明采用低温溶剂连续吸收并将尾气中氯化氢和光气分离纯化，回收的光气用于冷光工序，这样将热光反应过量的光气得到充分利用，同时将冷光反应制备的正丁基酰胺酰氯的分解反应与热光反应一起进行，降低了设备投资。整个分离吸收过程能耗低、成本低、设备投资少、废酸少，使光气得到了最大化利用，彻底解决了光气消耗高、浪费大以及降膜法处理尾气成本高、能耗高、光气浪费大、废酸多、废酸质量差的问题，符合国家节能和环保政策。
附图说明
图1 正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明内容进一步说明，但本发明不仅局限于这些实施例。
实施例1
将合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气通过-8℃～-2℃溶剂连续吸收，再经过冷凝器冷凝，未冷凝气体直接进入尾气处理系统。溶剂经多次低温吸收，当溶剂二甲苯中光气质量浓度达到45%后直接套用于冷光反应，先将该含光气溶剂3000L转入冷光釜，-8℃～-2℃滴加正丁胺，当继续滴加正丁胺，温度显著下降，达到反应计量需要的正丁胺量，停止滴加，保温1小时，得到正丁基胺酰氯，分析其含量为92.36%。将正丁基胺酰氯与溶剂加入热光反应釜与正丁基胺盐酸盐一起制备正丁基异氰酸酯。
实施例2
将合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气通过-8℃～-2℃溶剂连续吸收，再经过冷凝器冷凝，未冷凝气体直接进入尾气处理系统。溶剂经多次低温吸收，当溶剂二甲苯中光气质量浓度达到48%后直接套用于冷光反应，先将该含光溶剂3000L转入冷光釜，-10℃～-2℃滴加正丁胺，当继续滴加正丁胺，温度显著下降，达到反应计量需要的正丁胺量，停止滴加，，保温1小时，得到正丁基胺酰氯，分析其含量为93.56%。将正丁基胺酰氯与溶剂加入热光反应釜与正丁基胺盐酸盐一起制备正丁基异氰酸酯。
实施例3
将合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气通过-8℃～-2℃溶剂连续吸收，再经过冷凝器冷凝，未冷凝气体直接进入尾气处理系统。溶剂经多次低温吸收，当溶剂二甲苯中光气质量浓度达到50%后直接套用于冷光反应，先将该含光溶剂3000L转入冷光釜，-8℃～0℃滴加正丁胺，当继续滴加正丁胺，温度显著下降，达到反应计量需要的正丁胺量，停止滴加，，保温1小时，得到正丁基胺酰氯，分析其含量为95.32%。将正丁基胺酰氯与溶剂加入热光反应釜与正丁基胺盐酸盐一起制备正丁基异氰酸酯。
实施例4
将合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气通过-8℃～-2℃溶剂连续吸收，再经过冷凝器冷凝，未冷凝气体直接进入尾气处理系统。溶剂经多次低温吸收，当溶剂二甲苯中光气质量浓度达到40%后直接套用于冷光反应，用于制备正丁基酰氯。先将该含光溶剂3000L转入冷光釜，-8℃～-2℃滴加正丁胺，当继续滴加正丁胺，温度显著下降，达到反应计量需要的正丁胺量停止滴加，，保温1小时，得到正丁基胺酰氯，分析其含量为87.63%。将正丁基胺酰氯与溶剂加入热光反应釜与正丁基胺盐酸盐一起制备正丁基异氰酸酯。
实施例5
将合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气通过-8℃～-2℃溶剂连续吸收，再经过冷凝器冷凝，未冷凝气体直接进入尾气处理系统。溶剂经多次低温吸收，当溶剂二甲苯中光气质量浓度达到43%后直接套用于冷光反应，先将该含光溶剂3000L转入冷光釜，-8℃～0℃滴加正丁胺，当继续滴加正丁胺，温度显著下降，达到反应计量需要的正丁胺量停止滴加，，保温1小时，得到正丁基胺酰氯，分析其含量为90.38%。将正丁基胺酰氯与溶剂加入热光反应釜与正丁基胺盐酸盐一起制备正丁基异氰酸酯。
Claims (9)
1.一种合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于如下步骤：
（1）将合成正丁基异氰酸酯热光反应的尾气经过低温溶剂连续降温吸收，再经过冷凝器冷凝，未冷凝气体直接进入尾气处理系统；
（2）低温溶剂经多次尾气吸收，当溶剂中光气质量浓度达到一定值后切换到另一台低温溶剂降温釜；
（3）将步骤（1）中未冷凝残余气体经过降膜吸收、碱破坏和多级水喷淋吸收后高空排放；
（4）将步骤（2）含有一定质量浓度光气的溶剂直接利用到冷光反应制备正丁基酰氯，将该含光气溶剂计量后转入冷光釜，于-8℃～-2℃滴加正丁胺，滴加结束后，保温1小时，得到正丁基胺酰氯；
（5）将步骤（4）制备的正丁基胺酰氯与溶剂加入热光反应釜中，正丁基胺酰氯在热光反应釜中分解得到正丁基异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于所述的热光反应尾气组分中主要为光气、氯化氢和正丁基异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于所述的溶剂为二甲苯，当二甲苯的温度为-10℃时才可进行尾气吸收；吸收温度控制为-8℃～-2℃，尾气吸收时的溶剂可以连续使用。
4.根据权利要求1所述的合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于所述的冷凝器冷冻盐水进水温度为-15℃。
5.根据权利要求1所述的合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于所述的未冷凝气体主要成分为氯化氢。
6.根据权利要求1所述的合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于所述的溶剂切换时，溶剂中光气质量浓度为40%～50%。
7.根据权利要求1所述的合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于所述的热光反应的尾气压力为0.05～0.10MPa。
8.根据权利要求1所述的合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于冷光反应时，滴加正丁胺反应温度控制在-10℃～0℃，正丁胺与回收光气投料摩尔比为1:1.2～1.3。
9.根据权利要求1所述的合成正丁基异氰酸酯热光反应尾气中光气的回收利用方法，其特征在于所述的热光反应为正丁胺盐酸盐与光气反应生成正丁基异氰酸酯，正丁基胺酰氯分解生成正丁基异氰酸酯的反应与热光反应同时进行，控制温度在105～115℃，光气压力0.05～0.1MPa，流量30～40m3/h，通光气量400～420 m3。
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Denomination of invention: Recycling method for phosgene in tail gas generated in calorescence reaction for synthesizing normal-butyl isocyanate Effective date of registration: 20171225 Granted publication date: 20150902 Pledgee: Hunan Linxiang rural commercial bank Limited by Share Ltd Pledgor: Hunan Gofar Fine Chemical Industry Tech. Co., Ltd. Registration number: 2017430000119 |