CN104529824B - 一种3,5-二氯苯基异氰酸酯的精制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于3,5-二氯苯基异氰酸酯制备技术领域，涉及一种3,5-二氯苯基异氰酸酯的精制方法，光化液由脱光气塔的上部进入脱光气塔脱出光气后依次经过一级脱溶剂塔和二级脱溶剂塔脱出溶剂得到脱溶剂后的粗产品；脱出的溶剂储存在溶剂临时储罐中溶剂精制塔脱出光气，脱溶剂后的粗产品进入产品精制塔进行精制，分析合格的产品通过管道侧线采出，即为3,5-二氯苯基异氰酸酯；其制备工艺简单，操作方便，原理科学，生产效率高，能耗少，成本低，精制后的3,5-二氯苯基异氰酸酯纯度高，环境友好。

Description

一种3,5-二氯苯基异氰酸酯的精制方法

技术领域：

本发明属于3,5-二氯苯基异氰酸酯制备技术领域，涉及一种3,5-二氯苯基异氰酸酯的精制方法，特别是一种光气法合成3,5-二氯苯基异氰酸酯过程中的精制方法。

背景技术：

3,5-二氯苯基异氰酸酯是重要的医药、农药和高分子材料中间体，具有良好的市场前景。3,5-二氯苯基异氰酸酯通常由过量光气在溶剂环境下与3,5-二氯苯胺反应生成，其中的溶剂和过量的光气需循环使用，在反应产物中除光气、产品和溶剂外，还包括副反应产物一氯苯基异氰酸酯和残渣，产品精制过程中若循环溶剂中含有光气及异氰酸酯类物质，反应过程中会增大残渣的生成量，降低产品收率。专利CN103739520中公开了一种3,4二氯苯异氰酸酯的精制工艺，该工艺采用在釜内通入氮气汽提的方式脱除光气，因此氮气消耗量大，增加了尾气破坏系统的负荷；精馏出的溶剂没有进行再精制即循环使用，这样循环溶剂中的光气会在反应过程中消耗原料产生残渣；不仅增加原料的消耗，降低了产品收率，而且所产生的残渣会附着在塔和换热设备的表面，会影响换热和物料输送，给后续分离过程带来困难。另外，对于中间馏分一氯苯基异氰酸酯没有提出相应的处理方法，该组分为原料中杂质一氯苯胺与光气反应生成的异氰酸酯，该杂质沸点介于溶剂和产品之间，会在系统中积累，从而造成对产品和溶剂的污染，不仅影响产品质量，被污染的循环溶剂也会增加反应中产生的残渣量，因此对中间馏分的处理也要加以考虑。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，根据现工艺中存在的氮气和原料消耗量大、残渣产生量大、产品纯度和收率低等问题，寻求设计提供一种3,5-二氯苯基异氰酸酯的精制方法，将脱光气采用精馏塔操作，塔顶气相采出含少量溶剂的光气进入光气洗涤装置，用溶剂对其洗涤吸收；并对蒸馏出来的溶剂再精制，脱除溶剂中溶解的光气，然后再循环回光气化反应部分套用，溶剂纯度可达到99.9％以上，由产品精制塔侧线采出产品，塔顶正常采出循环回二级脱溶剂塔，当中间馏分累积到一定浓度后采出部分液相，防止中间馏分的累积。

为了实现上述目的，本发明对光气法合成3,5-二氯苯基异氰酸酯过程中光化反应后的光化液进行精制，其具体精制过程为：

(1)、光化反应后的光化液由脱光气塔的上部第2-5块板，优选3-4板位置处进入脱光气塔脱出光气得到脱光气后的粗品，脱光气塔为微正压塔，脱出的光气由脱光气塔的塔顶冷凝器气相采出后进入洗涤装置回收，液相全回流，回流比为3.5-6，优选4.5-5.5；脱光气塔的理论板数为8-15块，优选10-12块；

(2)、脱光气后的粗品从一级脱溶剂塔的第12-22块，优选16-20块理论板位置处进入一级脱溶剂塔脱出溶剂，一级脱溶剂塔的真空压力为20-40kPaA，优选25-35kPaA，理论板数为20-30，优选23-26；回流比为0.25-0.75，优选0.3-0.6，脱出的溶剂中不含一氯苯基异氰酸酯杂质，一级脱溶剂塔的塔顶液相采出溶剂到溶剂临时储罐中；

(3)、一级脱溶剂塔塔底含重量浓度20-30％溶剂的粗产品从二级脱溶剂塔的第12-16块，优选第13-15块板位置处进入二级脱溶剂塔再次脱出溶剂得到脱溶剂后的粗产品；二级脱溶剂塔采用高真空操作，其操作压力3-10kPaA，优选4-7kPaA，理论板数为15-25，优选18-22；回流比0.2-0.8，优选0.4-0.7，脱出的溶剂中不含一氯苯基异氰酸酯杂质，二级脱溶剂塔的塔顶液相采出溶剂到溶剂临时储罐内，塔底含重量浓度为0.5％溶剂的粗产品进入产品精制塔；

(4)、溶剂临时储罐储存的一级脱溶剂塔和二级脱溶剂脱出的溶剂由溶剂精制塔的塔顶进入溶剂精制塔脱出光气，溶剂精制塔为常压塔，塔底采出不含光气的纯溶剂循环使用，溶剂精制塔理论板数为15-25，优选18-22；

(5)、脱溶剂后的粗产品由产品精制塔的第7-11块，优选6-9块板位置处进入产品精制塔进行精制，产品精制塔的塔顶温度降低到125-130℃后，塔顶的轻组分从产品精制塔的塔顶采出液相，采出的液相回二级脱溶剂塔循环利用；分析合格的产品通过管道侧线采出，即为3,5-二氯苯基异氰酸酯，管道采用温水伴热；产品精制塔为高真空操作，操作压力为2-7kPaA，优选3-5kPaA，理论板数为8-15，优选10-12，侧线采出位置为产品精制塔的第2-5块板，优选第3-4块板。

本发明所述反应结束后光化液包括3,5-二氯苯基异氰酸酯、溶剂氯苯、光气、残渣和一氯苯基异氰酸酯杂质。

本发明所述管道用40-50℃的温水伴热，产品精制塔的的塔底循环和出料管道用压力为3-4bar的蒸汽伴热。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：一是脱溶剂采用两级脱溶剂塔操作，操作弹性大，可合理的分配两塔负荷，使精馏操作更加节能、灵活；二是脱溶剂塔要求控制理论板数、回流比和进料位置，要求溶剂中不含一氯苯基异氰酸酯，精馏出的溶剂再经过脱光气后循环回反应套用，循环套用的溶剂中要求不含光气及一氯苯基异氰酸酯，溶剂纯度高可降低反应过程中残渣的生成，有利于提高反应及精馏过程中产品的收率；三是产品精制时，侧线采出产品，产品纯度高，塔顶间歇采出轻组分，正常塔顶液相采出循环回二级脱溶剂塔可降低产品损失；四是通过对管道伴热管线的伴热，避免管路堵塞，有利于正常生产操作；其制备工艺简单，操作方便，原理科学，生产效率高，能耗少，成本低，精制后的3,5-二氯苯基异氰酸酯纯度高，环境友好。

附图说明：

图1为本发明涉及的3,5-二氯苯基异氰酸酯精制工艺流程原理示意图，其中包括脱光气塔1、一级脱溶剂塔2、二级脱溶剂塔3、产品精制塔4、溶剂临时储罐5、溶剂精制塔6和管道7。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对比本发明作进一步说明。

本实施例对光气法合成3,5-二氯苯基异氰酸酯过程中光化反应后的光化液进行精制，其具体精制过程为：

(1)、光化反应后的光化液由脱光气塔1的上部第2-5块板，优选3-4板位置处进入脱光气塔1脱出光气得到脱光气后的粗品，脱光气塔1为微正压塔，脱出的光气由脱光气塔1的塔顶冷凝器气相采出后进入洗涤装置回收，液相全回流，回流比为3.5-6，优选4.5-5.5；脱光气塔的理论板数为8-15块，优选10-12块；

(2)、脱光气后的粗品从一级脱溶剂塔2的第12-22块，优选16-20块理论板位置处进入一级脱溶剂塔2脱出溶剂，一级脱溶剂塔的真空压力为20-40kPaA，优选25-35kPaA，理论板数为20-30，优选23-26；回流比为0.25-0.75，优选0.3-0.6，脱出的溶剂中不含一氯苯基异氰酸酯杂质，一级脱溶剂塔2的塔顶液相采出溶剂到溶剂临时储罐5中；

(3)、一级脱溶剂塔2塔底含重量浓度20-30％溶剂的粗产品从二级脱溶剂塔3的第12-16块，优选第13-15块板位置处进入二级脱溶剂塔3再次脱出溶剂得到脱溶剂后的粗产品；二级脱溶剂塔3采用高真空操作，其操作压力3-10kPaA，优选4-7kPaA，理论板数为15-25，优选18-22；回流比0.2-0.8，优选0.4-0.7，脱出的溶剂中不含一氯苯基异氰酸酯杂质，二级脱溶剂塔3的塔顶液相采出溶剂到溶剂临时储罐5内，塔底含重量浓度为0.5％溶剂的粗产品进入产品精制塔；

(4)、溶剂临时储罐5储存的一级脱溶剂塔和二级脱溶剂脱出的溶剂由溶剂精制塔的塔顶进入溶剂精制塔6脱出光气，溶剂精制塔6为常压塔，塔底采出不含光气的纯溶剂循环使用，溶剂精制塔6理论板数为15-25，优选18-22；

(5)、脱溶剂后的粗产品由产品精制塔4的第7-11块，优选6-9块板位置处进入产品精制塔4进行精制，产品精制塔4的塔顶温度降低到125-130℃后，塔顶的轻组分从产品精制塔4的塔顶采出液相，采出的液相回二级脱溶剂塔3循环利用；分析合格的产品通过管道7侧线采出，即为3,5-二氯苯基异氰酸酯，管道7采用温水伴热；产品精制塔为高真空操作，操作压力为2-7kPaA，优选3-5kPaA，理论板数为8-15，优选10-12，侧线采出位置为产品精制塔4的第2-5块板，优选第3-4块板。

本实施例所述反应结束后光化液包括3,5-二氯苯基异氰酸酯、溶剂氯苯、光气、残渣和一氯苯基异氰酸酯杂质。

本实施例所述管道7用40-50℃的温水伴热，产品精制塔4的的塔底循环和出料管道用压力为3-4bar的蒸汽伴热。

实施例1：

本实施例对光气法合成3,5-二氯苯基异氰酸酯过程中光化反应后的光化液进行精制，光化反应后的光化液中各物质重量浓度：3,5-二氯苯基异氰酸酯含量为7.4％，溶剂含量为89.7％，光气含量为2.4％，残渣含量为0.4％，一氯苯基异氰酸酯的含量为180ppm；光化液进料速度为394kg/h，其具体精制过程为：

(1)、光化反应后的光化液由脱光气塔1的上部第4块板位置处进入脱光气塔1脱出光气得到脱光气后的粗品，塔顶气相采出10.2kg/h，塔底光气含量1000ppm；脱光气塔1的理论板数为12块；

(2)、脱光气后的粗品从一级脱溶剂塔2的第18块理论板位置处进入一级脱溶剂塔2脱出溶剂，脱出的溶剂储存到溶剂临时储罐6中；一级脱溶剂塔的操作压力为30kPaA，理论板数为25，回流比为0.5，塔底温度为115℃，塔底的溶剂重量含量为55.5％；塔顶的溶剂采出量为323kg/h，光气含量为300ppm，一氯苯基异氰酸酯含量为10ppm；

(3)、一级脱溶剂塔2塔底含溶剂的粗产品从二级脱溶剂塔3的第13块板位置处进入二级脱溶剂塔3再次脱出溶剂得到脱溶剂后的粗产品，脱出的溶剂储存到溶剂临时储罐5中；二级脱溶剂塔的操作压力为5kPaA，理论板数为18，回流比为0.6，塔底温度为153℃，溶剂重量含量为0.1％，塔顶采出20kg/h的溶剂，一氯苯基异氰酸酯含量为6ppm；

(4)、溶剂临时储罐5储存的一级脱溶剂塔和二级脱溶剂脱出的溶剂由溶剂精制塔的塔顶进入溶剂精制塔6脱出光气，溶剂精制塔6的理论板数为20，塔顶采出量为20kg/h，塔底采出333kg/h的不含光气溶剂循环回反应套用；

(5)、脱溶剂后的粗产品由产品精制塔4的第9块板位置处进入产品精制塔4进行精制，产品精制塔4的操作压力为3kPaA，理论板数为10，产品由产品精制塔4的第3块板处侧线采出，采出量为28.6kg/h，产品重量浓度为99.8％，塔顶采出1.2kg/h物料回二级脱溶剂塔3，溶剂重量浓度为0.8％，杂质重量浓度为6.4％。

Claims (3)

1.一种3,5-二氯苯基异氰酸酯的精制方法，其特征在于对光气法合成3,5-二氯苯基异氰酸酯过程中光化反应后的光化液进行精制，其具体精制过程为：

(1)、光化反应后的光化液由脱光气塔的上部第2-5块板位置处进入脱光气塔脱出光气得到脱光气后的粗品，脱光气塔为微正压塔，脱出的光气由脱光气塔的塔顶冷凝器气相采出后进入洗涤装置回收，液相全回流，回流比为3.5-6；脱光气塔的理论板数为8-15块；

(2)、脱光气后的粗品从一级脱溶剂塔的第12-22块理论板位置处进入一级脱溶剂塔脱出溶剂，一级脱溶剂塔的真空压力为20-40kPaA，理论板数为20-30；回流比为0.25-0.75，脱出的溶剂中不含一氯苯基异氰酸酯杂质，一级脱溶剂塔的塔顶液相采出溶剂到溶剂临时储罐中；

(3)、一级脱溶剂塔塔底含重量浓度20-30％溶剂的粗产品从二级脱溶剂塔的第12-16块板位置处进入二级脱溶剂塔再次脱出溶剂得到脱溶剂后的粗产品；二级脱溶剂塔采用高真空操作，其操作压力3-10kPaA，理论板数为15-25；回流比0.2-0.8，脱出的溶剂中不含一氯苯基异氰酸酯杂质，二级脱溶剂塔的塔顶液相采出溶剂到溶剂临时储罐内，塔底含重量浓度为0.5％溶剂的粗产品进入产品精制塔；

(4)、溶剂临时储罐储存的一级脱溶剂塔和二级脱溶剂脱出的溶剂由溶剂精制塔的塔顶进入溶剂精制塔脱出光气，溶剂精制塔为常压塔，塔底采出不含光气的纯溶剂循环使用，溶剂精制塔理论板数为15-25；

(5)、脱溶剂后的粗产品由产品精制塔的第7-11块板位置处进入产品精制塔进行精制，产品精制塔的塔顶温度降低到125-130℃后，塔顶的轻组分从产品精制塔的塔顶采出液相，采出的液相回二级脱溶剂塔循环利用；分析合格的产品通过管道侧线采出，即为3,5-二氯苯基异氰酸酯，管道采用温水伴热；产品精制塔为高真空操作，操作压力为2-7kPaA，理论板数为8-15，侧线采出位置为产品精制塔的第2-5块板。

2.根据权利要求1所述3,5-二氯苯基异氰酸酯的精制方法，其特征在于所述反应结束后光化液包括3,5-二氯苯基异氰酸酯、溶剂氯苯、光气、残渣和一氯苯基异氰酸酯杂质。

3.根据权利要求1所述3,5-二氯苯基异氰酸酯的精制方法，其特征在于所述管道用40-50℃的温水伴热，产品精制塔的的塔底循环和出料管道用压力为3-4bar的蒸汽伴热。