CN104058973A - 从二硝基甲苯氢化焦油中回收间甲苯二胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了从二硝基甲苯氢化焦油中回收间甲苯二胺的方法，包括以下步骤：a)将二硝基甲苯氢化焦油溶解在有机溶剂中，形成均匀的分散体系，所述有机溶剂选自一元醇和/或二元醇；b)在温度120℃～190℃和表压-0.096MPa下，对所述分散体系进行蒸馏，得到TDA及其溶剂的混合物，收集蒸馏残液；c)通过多塔连续精馏方法从间TDA及其溶剂的混合物中分离出间TDA。本发明方法，在温和条件下，实现了对二硝基甲苯氢化焦油中间甲苯二胺的高效回收(回收率达到70％以上)，同时解决了由于物料特性引起的设备及管道堵塞问题，使操作变得简单易行，同时溶剂回收率达到99％以上，使本发明方法具有显著的经济效益和社会效益。

Description

从二硝基甲苯氢化焦油中回收间甲苯二胺的方法
技术领域
本发明涉及在粗产物中回收原料的方法，特别涉及从二硝基甲苯氢化焦油中回收间甲苯二胺的方法。
背景技术
甲苯二胺(TDA)是生产甲苯二异氰酸酯(TDI)的原料。TDA是由二硝基甲苯(DNT)经氢化反应得到的产物，粗TDA产物中含有TDA异构体(包括间位m-和邻位o-)、溶剂、水、TDA的各种衍生物(焦油)以及痕量的催化剂。在光气化反应中，o-TDA和焦油会生成残渣堵塞设备而影响生产，故需提前脱除。但由于焦油粘度和凝固点较高，精馏脱除纯焦油容易堵塞管道和设备，难于操作。为了提高流动性，便于排料，传统分离TDA的方法采用多塔连续精馏，二硝基甲苯氢化焦油从塔底排出，而生产中排出的二硝基甲苯氢化焦油中m-TDA的质量分数一般达到30％，极大地造成了m-TDA的浪费。
作为对传统方法的改进，现有公开方法一：采用无水乙醇为溶剂及脱附剂,13X分子筛为吸附材料来吸附分离DNT氢化焦油中的m-TDA，具体做法是：先称取定量的DNT氢化焦油，将其倒入装有无水乙醇的烧杯中，搅拌、过滤，将过滤后的滤液打入填充有定量13X分子筛的分离柱中，在一定时间内对氢化焦油进行吸附，待吸附结束后，排出液体，将无水乙醇打入固定床中，对分子筛进行解吸，解吸结束，排出解吸液，一定温度下，将氮气通入分离柱中，利用氮气吹扫对分子筛进行再生。但此种方法存在着操作复杂，吸附及解析成本高，目前尚未得到工业化应用。
现有公开方法二：将生产中排出的焦油通过加热器预热后，采用闪蒸方式使其中的间甲苯二胺得到回收，其工艺流程简图详见说明书附图图1，由图1所示，从TDA制造工序脱焦塔出来的焦油通过泵进入闪蒸釜，再由泵通过加热器预热后进入闪蒸釜进行闪蒸，闪蒸出的间TDA返回脱焦塔得到回收，回收过间TDA的焦油由泵从系统中导出。但因焦油粘度和凝固点较高，易堵塞管道和设备，该方法在具体实施时难于操作。
基于上述问题，目前二硝基苯氢化焦油多采用焚烧法处理，焦油中的高附加值产品间甲苯二胺未得到有效回收，造成资源的大量浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供新的从二硝基甲苯氢化焦油中回收间甲苯二胺的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
从二硝基甲苯氢化焦油中回收间甲苯二胺的方法，包括以下步骤：
a)将二硝基甲苯氢化焦油溶解在有机溶剂中，形成均匀的分散体系，所述有机溶剂选自一元醇或/和二元醇；
b)在温度120℃～190℃和表压-0.096MPa～-0.098MPa下，对所述分散体系进行蒸馏，得到间甲苯二胺及其溶剂的混合物，收集蒸馏残液；
c)通过多塔连续精馏方法从间甲苯二胺及其溶剂的混合物中分离出间甲苯二胺。
优选地，上述步骤a)中有机溶剂在标准大气压下的沸点为150℃～250℃。上述步骤a)中的有机溶剂选自环己醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇、己二醇中的任一种或两种以上组合；进一步优选为乙二醇。
上述步骤a)中二硝基甲苯氢化焦油与有机溶剂的重量比优选为1～3.5：1；进一步优选为2.5～3.3:1。
上述步骤b)中的蒸馏设备为带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜，加热媒介为导热油。
优选地，上述步骤b)中温度优选150-190℃，表压优选-0.096MPa。
上述步骤c)具体包括以下操作步骤：
(1)将TDA及其溶剂的混合物经第一减压蒸馏塔分离出第一气相塔顶馏分和第一塔底馏分，所述第一气相塔顶馏分为有机溶剂，第一塔底馏分为TDA和少量高沸点焦油；
(2)将第一塔底馏分经第二减压蒸馏塔分离出第二气相塔顶馏分和第二塔底馏分，所述第二气相塔顶馏分为TDA，第二塔底馏分为含少量TDA的高沸点焦油。
优选地，将上述经步骤(1)中第一减压蒸馏塔分离出的有机溶剂和上述步骤(2)中第二塔底馏分返回至步骤a)循环使用。
本发明所描述的二硝基甲苯氢化焦油指由二硝基甲苯(DNT)经氢化反应得到的粗TDA产物，经脱焦后富含间TDA的焦油。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明从二硝基甲苯氢化焦油中回收间甲苯二胺的方法，在温和条件下，实现了对二硝基甲苯氢化焦油中间甲苯二胺的高效回收(回收率达到70％以上)，同时解决了由于物料特性引起的设备及管道堵塞问题，使操作变得简单易行，同时溶剂回收率达到99％以上，使本发明方法具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为背景技术部分现有公开方法二的工艺流程简图；
图2为实施例1方法的工艺流程简图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1从二硝基甲苯氢化焦油中回收间甲苯二胺的方法
将二硝基甲苯氢化焦油破碎后和乙二醇以2：1的重量比进行混合，加入到带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜中充分搅拌并加热至60℃～70℃，待焦油完全溶解后，在温度120℃～190℃和表压-0.096MPa下，对其进行蒸馏，得到间TDA及其溶剂的混合物，收集蒸馏残液。将间TDA及其溶剂的混合物在第一塔分离出溶剂(回收率达到99.2％，可循环使用)和含有少量高沸点焦油的间TDA；在第二塔分离出间TDA(回收率达到72％)和含有少量间TDA的高沸点焦油。
本例第一塔塔操作条件：
压力:塔顶2KPa(G)～5KPa(G)，塔釜5KPa(G)～8KPa(G)；
温度：塔顶100℃～120℃，塔釜190℃～210℃；
本例第二塔塔操作条件：
压力:塔顶2KPa(G)～4KPa(G)，塔釜5KPa(G)～8KPa(G)；
温度：塔顶160℃～170℃，塔釜200℃～220℃。
本例方法的操作流程参见图2。
实施例2
将二硝基甲苯氢化焦油破碎后和乙二醇以10：4的重量比进行混合，加入到带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜中充分搅拌并加热至60℃～70℃，待焦油完全溶解后，在温度120℃～190℃和表压-0.096MPa下，对其进行蒸馏，得到间TDA及其溶剂的混合物，并将蒸馏残液收集，其余步骤同实施例1。溶剂回收率为99.3％，间TDA回收率为73％。
实施例3
将二硝基甲苯氢化焦油破碎后和乙二醇以10：3的重量比进行混合，加入到带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜中充分搅拌并加热至60℃～70℃，待焦油完全溶解后，在温度120℃～190℃和表压-0.096MPa下，对其进行蒸馏，得到间TDA及其溶剂的混合物，并将蒸馏残液收集，其余步骤同实施例1。溶剂回收率为99.1％，间TDA回收率为76％。
实施例4
将二硝基甲苯氢化焦油破碎后和环己醇以1：1的重量比进行混合，加入到带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜中充分搅拌并加热至70℃～80℃，待焦油完全溶解后，在温度120℃～190℃和表压-0.096MPa下，对其进行蒸馏，得到间TDA及其溶剂的混合物，并将蒸馏残液收集，其余步骤同实施例1。溶剂回收率为99.1％，间TDA回收率为72％。
实施例5
将二硝基甲苯氢化焦油破碎后和1,4-丁二醇以3：2的重量比进行混合，加入到带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜中充分搅拌并加热至70℃～80℃，待焦油完全溶解后，在温度150℃～190℃和表压-0.096MPa下，对其进行蒸馏，得到间TDA及其溶剂的混合物，并将蒸馏残液收集，其余步骤同实施例1。溶剂回收率为99.3％，间TDA回收率为71％。
实施例6
将二硝基甲苯氢化焦油破碎后和1,2-丙二醇以1：1的重量比进行混合，加入到带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜中充分搅拌并加热至70℃～80℃，待焦油完全溶解后，在温度120℃～190℃和表压-0.098MPa下，对其进行蒸馏，得到间TDA及其溶剂的混合物，并将蒸馏残液收集，其余步骤同实施例1。溶剂回收率为99％，间TDA回收率为70％。
实施例7
将二硝基甲苯氢化焦油破碎后和1,3-丙二醇以1：1的重量比进行混合，加入到带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜中充分搅拌并加热至70℃～80℃，待焦油完全溶解后，在温度150℃～190℃和表压-0.096MPa下，对其进行蒸馏，得到间TDA及其溶剂的混合物，并将蒸馏残液收集，其余步骤同实施例1。溶剂回收率为99.2％，间TDA回收率为72％。
实施例8
将二硝基甲苯氢化焦油破碎后和己二醇以1：1的重量比进行混合，加入到带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜中充分搅拌并加热至70℃～80℃，待焦油完全溶解后，在温度120℃～190℃和表压-0.096MPa下，对其进行蒸馏，得到间TDA及其溶剂的混合物，并将蒸馏残液收集，其余步骤同实施例1。溶剂回收率为99.2％，间TDA回收率为73％。

Claims (9)

1.从二硝基甲苯氢化焦油中回收间甲苯二胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将二硝基甲苯氢化焦油溶解在有机溶剂中，形成均匀的分散体系，所述有机溶剂选自一元醇或/和二元醇；
b)在温度120℃～190℃和表压-0.096MPa～-0.098MPa下，对所述分散体系进行蒸馏，得到间甲苯二胺及其溶剂的混合物，收集蒸馏残液；
c)通过多塔连续精馏方法从间甲苯二胺及其溶剂的混合物中分离出间甲苯二胺。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中的有机溶剂在标准大气压下的沸点为150℃～250℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述有机溶剂选自环己醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇、己二醇中的任一种或两种以上组合。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤a)中二硝基甲苯氢化焦油与有机溶剂的重量比为1～3.5：1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤a)中二硝基甲苯氢化焦油与有机溶剂的重量比为2.5～3.3:1。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤b)中的蒸馏设备为带搅拌结构和夹套的搪玻璃釜，加热媒介为导热油。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤b)中温度为150-190℃，表压为-0.096MPa。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤c)具体包括以下操作步骤：
(1)将TDA及其溶剂的混合物经第一减压蒸馏塔分离出第一气相塔顶馏分和第一塔底馏分，所述第一气相塔顶馏分为有机溶剂，第一塔底馏分为TDA和少量高沸点焦油；
(2)将第一塔底馏分经第二减压蒸馏塔分离出第二气相塔顶馏分和第二塔底馏分，所述第二气相塔顶馏分为TDA，第二塔底馏分为含少量TDA的高沸点焦油。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，经步骤(1)中第一减压蒸馏塔分离出的有机溶剂和步骤(2)中第二塔底馏分返回至步骤a)循环使用。
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