CN105126711A - 一种搅拌研磨反应器及其用于制备异氰酸酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种搅拌研磨反应器及其用于制备异氰酸酯的方法。所述反应器相互间隔的设置动旋转片、静旋转片，动旋转片和静旋转片上设有通道孔，所述动旋转片为表面呈锯齿状的飞碟形结构，静旋转片具有与动旋转片互补的结构。反应釜的特殊搅拌结构能够避免盐酸盐结块，提高成盐浓度及二胺转化率。本发明强化了气液反应效果，使体系温度控制稳定，所得盐酸盐颗粒细腻，在进行液相光气化反应时，能够缩短反应时间，提高产品收率，同时减少了成盐设备堵塞，能够使设备长期稳定运行，而且设备构造简洁，便于大规模工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种搅拌研磨反应器，及利用该反应器制备异氰酸酯的方法，具体地说涉及一种基于高温成盐光气化反应制备异氰酸酯反应器和方法。
背景技术
现有技术中，采用有机伯胺与光气在惰性溶剂中反应制备异氰酸酯的光气法己为人所熟知。光气法可以分为直接法和成盐法，直接法是通过将伯胺和光气直接反应制得相应的异氰酸酯；成盐法则是首先将相应的胺与酸性气体如氯化氢、二氧化碳等反应制得胺盐，然后将该胺盐与光气反应，能够有效地抑制光化过程中产生脲副产物。
英国专利GB1086782A采用成盐光气化制备苯二亚甲基二异氰酸酯的方法，二胺与氯化氢在0～60℃成盐，120～128℃进行盐酸盐光气化，虽然能够减少副产物的生成，但是盐酸盐反应浓度在5.5wt％以下，时空收率不高，同时需要蒸馏脱除大量的溶剂，降低了其经济性。
中国专利CN101638372A采用成盐光气化制备对苯二异氰酸酯，但是其盐酸需要特别制备，且成盐时将胺预先全部溶解在溶剂中再通入氯化氢气体，极易造成胺被盐酸盐包裹，降低收率。
中国专利CN101203488A在大于大气压0.01Mpa，温度120℃下成盐，可以降低盐酸盐黏度，从而提高成盐转化率和时空产率，但是依然未解决高温下二胺的包裹严重导致的成盐不完全，最终光化液有大量的脲生成并使反应液变黑。
中国专利CN102070491A中，在成盐反应釜中设置有喷射反应器，将苯二亚甲基二胺溶解在惰性有机溶剂中配成胺进料溶液，通入喷射反应器的液相喷嘴；氯化氢气体通入喷射反应器气相喷嘴；苯二亚甲基二胺在惰性有机溶剂中形成的胺溶液与氯化氢在喷射反应器中快速混合反应并进入成盐反应釜中。但是所述工艺在应用过程中为了解决堵塞问题和增强混合效果，需要在苯二亚甲基二胺盐酸盐浓度极低的情况下才能运行，整体能耗较高。
现有技术存在的问题：
(1)成盐浓度低，时空收率不高；
(2)胺盐酸盐结块及结块导致的二胺包裹，造成光化反应时间长，副反应多，收率过低。
发明内容
本发明的目的是提供一种搅拌研磨反应器，本发明的另一目的是提供一种高温成盐光气法制备异氰酸酯单体的方法，能够解决已有成盐光气化反应中常见的成盐浓度低、盐酸盐结块及结块导致的二胺包裹，内部物料难以参与下一阶段的光化反应，造成光化过程时间长，生成脲类杂质，导致副反应多，收率过低的技术问题，尤其能够处理熔点较高的二胺进行高温成盐，使其盐酸盐在较高浓度下进行光气化反应得到质量合格的异氰酸酯。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种搅拌研磨反应器，其包括：壳体、搅拌轴、动旋转片、静旋转片，壳体与搅拌轴同轴设置，其中动旋转片和静旋转片相互间隔地设置，动旋转片固定在搅拌轴上，静旋转片固定在壳体的内壁上，动旋转片和静旋转片上设有通道孔，所述动旋转片为表面呈锯齿状的飞碟形结构，静旋转片具有与动旋转片互补的结构。
本发明所述的表面呈锯齿状的飞碟型结构的轴向有中心孔供搅拌轴穿过，由中心向边缘呈一定倾斜度，其轴向中心点所在的水平面为飞碟型结构的水平对称面。
本发明所述动旋转片为实心或空心结构，由中心至边缘呈一定坡度，动旋转片倾斜表面与反应器轴向的夹角α为50～80°，优选65～75°，每个动旋转片倾斜表面与反应器轴向的夹角可以相同也可以不同，优选相同；所述锯齿状结构由多组倾斜段与水平段组成，所述锯齿状的倾斜段与动旋转片倾斜表面夹角β为3～20°，优选4～15°，水平段与倾斜段的夹角γ为95～180°，优选110～160°。
本发明所述动旋转片倾斜表面为锯齿最尖端的点所在的面。
本发明所述动旋转片的倾斜段与水平段的长度比例为0.2:1～5:1，优选0.5:1～3:1，水平段的单段长度与动旋转片半径比为1:1～1:500，优选50:1～150:1。
本发明所述动旋转片上设有中心孔，使搅拌轴穿过该中心孔，并且从上往下在搅拌轴上设置1～20个动旋转片，优选7～12；所述动旋转片的直径为50～1600mm，优选80～900mm；动旋转片最外缘至反应器内壁的径向距离为5～100mm，优选20～50mm；所述动旋转片上设有20～1200个，优选50～180个通道孔，所述通道孔的截面形状为圆形、三角形、矩形、菱形、梯形、多边形或椭圆形等，优选为圆形、矩形或三角形；所述通道孔的总流通面积为50～6000mm2，优选150～4000mm2，所述通道孔均匀或非均匀地分布在动旋转片上，优选均匀分布，所述通道孔相对于整个动旋转片的开孔率为10％～80％，优选40％～50％。
本发明所述静旋转片与壳体连接在一起，为实心或空心结构，由壳体连接处向中心轴呈一定角度倾斜，静旋转片具有与动旋转片互补的结构，动旋转片、静旋转片表面为锯齿状或波纹形咬合结构，优选锯齿状。
本发明所述静旋转片具有中心孔，使搅拌轴穿过该中心孔，从上而下在反应器壳体的内壁上设置1～20个静旋转片，优选7～12；所述静旋转片的外缘直径为50～1600mm，优选80～900mm；所述静旋转片最内缘至搅拌轴最外缘的径向距离为10～300mm，优选50～100mm；所述静旋转片上设有20～1200个，优选50～180个通道孔，所述通道孔的截面形状为圆形、三角形、矩形、菱形、梯形、多边形或椭圆形等，优选为圆形、矩形或三角形；所述通道孔的流通面积为50～6000mm2，优选150～4000mm2，所述通道孔均匀或非均匀地分布在静旋转片上，优选均匀分布，所述通道孔相对于整个静旋转片的开孔率为10％～80％，优选40％～50％。
本发明所述一个动旋转片与一个静旋转片为一个旋转片组，在同一个动静旋转片组中动旋转片设置在静旋转片的上方，动旋转片和静旋转片相邻表面垂直距离为0.1～1.0mm，优选0.1～0.5mm。
本发明所述旋转片组可以设置1～20组，优选7～12组，每间隔2～4组可以添加分布器。
每个静旋转片的最下端与位于该静旋转片下方并且相邻的动旋转片的最上端的轴向距离可以相同，也可以不同，优选相同，其轴向距离为6～800mm，优选50～200mm。
本发明所述进料口位于反应器中部的分布器上方，进料口的最下端与分布器的最上端的轴向距离为10～200mm，优选30～80mm，分布器下方为动旋转片，分布器的最下端与此动旋转片的最上端之间的轴向距离为10～200mm，优选30～80mm，出料口位于反应器底部。
本发明的进料位置是在反应器的中部位置，与上部进料相比具有以下优点：(1)上升的氯化氢气体与向下流动的盐酸盐溶液形成逆流接触，与气液并流相比，能够提高传质速率，进一步增加了氯化氢气体与未反应二胺的有效接触，能够在节约氯化氢的同时显著提高二胺转化率，减少物料损耗；(2)气液的逆流接触能够增加氯化氢气体对盐酸盐溶液的扰动，进一步强化了搅拌混合效果；(3)盐酸盐的向下流动是通过自身重力作用，而中部进料时由混合器进入反应釜内的预反应液能够借助上部向下流动的盐酸盐溶液的流动推动力，尽快形成与盐酸盐溶液的混合与流动，避免了上部进料时容易在进料口堵塞的问题。
本发明所述在反应器轴向顶端的第一个动旋转片的上部空间，还可以自上而下设置除沫器和分布器。
一种采用本发明所述的搅拌研磨反应器进行成盐光气化反应制备异氰酸酯的方法，包括以下步骤：
a.成盐反应：
在反应器中预加入一部分溶剂，进行循环并升温；将新鲜的HCl气体通入反应器；二胺与剩余溶剂的混合液经预热器预热后进入预混器与HCl混合进入反应器进行成盐反应，得到二胺盐酸盐溶液；
b.光气化反应：
将步骤a中得到的二胺盐酸盐溶液输送到光化反应釜，与光气在常压或加压条件下进行光化反应，从抑制副生的氯化氢气体导致的副反应的观点考虑，优选在常压下进行光气化反应；反应完成得到异氰酸酯光化液；异氰酸酯光化液经过脱光气、脱溶剂、脱焦油后即得异氰酸酯单体。
本发明所述步骤a中预加入的溶剂质量占溶剂总质量的20％～60％，优选35％～50％。
本发明，从反应的稳定性及有利于反应的各成分的溶解度等方面综合考虑，上述成盐反应工序所述的溶剂包括甲苯、二甲苯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸丙酯、氯苯、邻二氯苯、对氯甲苯、溴苯等，但并不限定于此。这些溶剂可单独使用也可按照任意比例混合使用，本发明优选用邻二氯苯(ODCB)作为溶剂。
本发明所述步骤a中二胺与剩余溶剂的混合液中二胺的浓度为5～50wt％，优选10～40wt％，更优选为15～35wt％。
本发明采用纯的氯化氢或含微量光气的氯化氢，氯化氢气体与二胺中所含氨基的摩尔比为1.0～10:1，优选1.2～5:1，更优选2～4:1。当量比2以上，则可以保持二胺的高转化率，如果比例为4以下，从经济上更有利。
为了降低成盐反应釜中溶液的粘度，提高成盐效率，成盐反应釜中二胺盐酸盐的浓度控制在≤40wt％(以二胺盐酸盐在成盐反应釜总溶液中的质量浓度计算)。从经济性角度考虑，成盐反应釜中二胺盐酸盐的浓度控制在≥6wt％，因而本工艺成盐反应釜中的二胺盐酸盐溶液的浓度控制在6～40wt％，优选10～20wt％。
二胺成盐反应时，从成盐角度考虑，60℃以上，则二胺能够有效地溶解在反应体系中，能与氯化氢有效地接触进行成盐反应，同时盐酸盐亦能较好的溶解在溶剂中；如果为180℃以下，则能有效的减少溶剂的挥发及冷凝蒸汽量，于经济上有利。综合考虑本发明中成盐反应温度为60～180℃，优选80～160℃，更优选100～140℃。
本发明的方法中，成盐步骤中，从二胺与HCl在混合器中开始接触起直到所有原料进料完成，反应时间为1～5h，优选2～4h。
本发明所述步骤b中光化反应的温度为100～200℃，优选120～180℃，更优选130～160℃，绝对压力为0～15bar，优选为0～3bar。
本发明所述二胺选自甲苯二胺、对苯二胺、萘基二胺、环己二胺、甲基环己二胺、六亚甲基二胺、氢化二苯基甲烷二胺、异佛尔酮二胺和苯二亚甲基二胺中的一种或两种或多种。
本发明所述步骤b中光气与二胺的物质的量之比为1～10:1，优选为1.2～6:1，更优选为1.5～4:1。
随着成盐反应的进行，反应器中二胺盐酸盐浓度逐渐升高，同时二胺盐酸盐溶液粘度将急剧升高，现有技术中只能进行低浓度的盐酸盐反应，当盐酸盐的浓度大于5wt％时，由于成盐反应速率极快，盐酸盐快速生成，盐酸盐将包裹进料中的胺，使胺难以进行成盐反应，进而在下一步的光化反应中，与NCO基团反应生产脲等杂质；同时成盐过程分散效果的降低，容易造成二胺在溶剂中局部的含量较高，与HCl反应后，形成大颗粒及大块沉淀，容易堵塞管线阀门，同时使得后续反应有转化率低的缺点，影响收率。本发明的搅拌研磨反应釜中，通过动旋转片的转动将生成的盐酸盐颗粒在动静旋转片的锯齿间粉碎细化，减少二胺的包裹，使被包裹的二胺进一步与氯化氢反应生成盐酸盐，保证了盐酸盐颗粒的细腻均匀；同时反应釜的高温循环流股能够提高二胺的溶解度，使二胺反应更充分，这些优化均可以使成盐反应稳定进行，在保证高品质盐酸盐的同时，合成较高浓度的二胺盐酸盐，大大提高生产效率和经济效益。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在以下方面：
(1)本发明采用高温成盐工艺，避免了传统成盐工艺的低温成盐反应的低温控制，不需要专门的冷却，降低了能耗；
(2)本发明采用的成盐反应釜避免了盐酸盐的结块问题，同时减少了盐酸盐颗粒对二胺的包裹，提高了二胺转化率，能够获得细腻均匀的盐酸盐溶液，盐酸盐平均粒径在90um以下，避免了传统成盐工艺时的设备堵塞问题，有利于设备长期稳定运转；
(3)成盐反应釜中动静旋转片的设计进一步增大了气液接触面积降低了反应时间，提高了生产效率，而且设备构造简洁，便于大规模工业化应用。
附图说明
图1～6是实施例1～3中使用的根据本发明的搅拌研磨反应器示意图。
图1是二胺成盐反应流程示意图，其中1：原料预热器，2：预混器，3：搅拌支撑，4：采出泵，5：循环泵，6：换热器，7：除沫器，8：分布器，9：静旋转片，10：动旋转片；
图2是动旋转片纵向剖面示意图；
图3是静旋转片纵向剖面示意图；
图4是动旋转片锯齿状结构示意图，其中11：动旋转片倾斜表面与反应器轴向的夹角α，12：倾斜段与动旋转片倾斜表面夹角β，13：水平段与倾斜段的夹角γ，14：倾斜段，15：水平段；
图5是动静旋转片咬合结构示意图，其中16：旋转片倾斜表面，17：动静旋转片相邻表面的垂直距离；
图6是相邻旋转片组示意图，其中18：静旋转片的最下端，19：动旋转片的最上端，20：轴向距离，21:动旋转片的直径，22：静旋转片的外缘直径。
具体实施方式
下面结合附图和实施例将对本发明予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。
图1～6是实施例1～3中使用的根据本发明的搅拌研磨反应器示意图。
图1是二胺成盐反应流程示意图，其中1：原料预热器，2：预混器，3：搅拌支撑，4：采出泵，5：循环泵，6：换热器，7：除沫器，8：分布器，9：静旋转片，10：动旋转片；
图2是动旋转片纵向剖面示意图；
图3是静旋转片纵向剖面示意图；
图4是动旋转片锯齿状结构示意图，其中11：动旋转片倾斜表面与反应器轴向的夹角α，12：倾斜段与动旋转片倾斜表面夹角β，13：水平段与倾斜段的夹角γ，14：倾斜段，15：水平段；
图5是动静旋转片咬合结构示意图，其中16：旋转片倾斜表面，17：动静旋转片相邻表面的垂直距离；
图6是相邻旋转片组示意图，其中18：静旋转片的最下端，19：动旋转片的最上端，20：轴向距离，21：动旋转片的直径，22：静旋转片的外缘直径。
实施例1
使用附图1所示工艺，成盐反应釜体积500L，内有动静旋转片组共12组，进料口上部7组，进料口下部5组，每个静旋转片的最下端与位于该静旋转片下方并且响铃的动旋转片的最上端的轴向距离相同为50mm，进料口位于反应器中部的分布器上方，进料口的最下端与分布器的最上端的轴向距离为150mm，分布器下部为动旋转片，分布器的最下端与此动旋转片的最上端之间的轴向距离为80mm，出料口位于反应器底部。动旋转片为倾斜表面与轴向夹角为65°的实心圆饼状结构，直径500mm，其边缘距反应釜壳体20mm，开孔为与轴向平行的圆形开孔，开孔均匀分布，开孔率40％，开孔数50个；静旋转片为倾斜表面与轴向夹角为65°的实心结构，其与反应釜壳体连接在一起，其边缘距中心轴最近距离50mm，开孔为与轴向平行的圆形开孔，开孔均匀分布，开孔率40％，开孔数50个；动旋转片倾斜段与整个动旋转片倾斜表面夹角为10°，水平段与倾斜段夹角为110°，动静旋转片相邻倾斜表面垂直距离0.1mm，动旋转片水平段单段长度为5mm，倾斜段与水平段的长度比为1:1，动旋转片和静旋转片为互补结构。
在成盐反应釜中预先加入200Kg邻二氯苯作为反应溶剂，开启循环泵5及搅拌转速400rpm，控制温度至100℃，氯化氢压缩气体通过预混合器2以10mol/min的速度进入反应器，搅拌15min后，将1,6-己二胺与邻二氯苯的混合液(进胺浓度为20wt％)通过原料预热器1升温至100℃，以67Kg/h的流速进入预混合器2与氯化氢气体充分接触后进入成盐反应釜。
采用外循环冷却水进行冷却，移走部分反应热。循环液流量在1.5m3/h左右。反应液温度维持在100℃。进料3h后，停止1,6-己二胺与邻二氯苯的混合液进料，管路用氮气置换，继续通入HCl30min。成盐结束后，盐酸盐浓度为15.3wt％。用显微镜观察盐酸盐粒子的粒径，经测定盐酸盐粒子的数均粒径为45～57μm。
将得到的1,6-己二胺盐酸盐浆料转移至光化反应釜中，此光化反应釜具有光气进气管、气相冷凝回流和搅拌。将光化反应釜升温，同时开启搅拌为300rpm，氮气进料为5m3/h，待温度达到60℃后停止氮气，通入光气，光气进料速度为10mol/min，反应温度130℃，待光化液澄清后停止光气进料，通入氮气脱除未反应的光气及氯化氢气体。将得到的光化液进行脱溶剂、分离纯化得到57.57Kg(收率为98.9mol％)1,6-己二异氰酸酯。
实施例2
使用附图1所示工艺，成盐反应釜体积500L，内有动静旋转片组共7组，进料口上部4组，进料口下部3组，每个静旋转片的最下端与位于该静旋转片下方并且相邻的动旋转片的最上端的轴向距离相同为200mm，进料口位于反应器中部的分布器上方，进料口的最下端与分布器的最上端的轴向距离为80mm，分布器下部为动旋转片，分布器的最下端与此动旋转片的最上端之间的轴向距离为50mm，出料口位于反应器底部。动旋转片为倾斜表面与轴向夹角为70°的实心圆饼状结构，直径600mm，其边缘距反应釜壳体20mm，开孔为与轴向平行的圆形开孔，开孔均匀分布，开孔率50％，开孔数180个；静旋转片为倾斜表面与轴向夹角为75°的实心结构，其与反应釜壳体连接在一起，其边缘距中心轴最近距离80mm，开孔为与轴向平行的圆形开孔，开孔均匀分布，开孔率50％，开孔数180个，动旋转片倾斜段与整个动旋片倾斜表面夹角为15°，水平段与倾斜段夹角为140°，动静旋转片相邻倾斜表面垂直距离0.3mm，动旋转片水平段单段长度为4mm，倾斜段与水平段的长度比为3:1，动旋转片和静旋转片为互补结构。
进行对苯二胺成盐光气化反应，成盐反应温度160℃，原料预热器1出口温度至160℃，光化反应温度140℃，其余实验条件与实施例1相同，所得盐酸盐浓度为15.7wt％，用显微镜观察盐酸盐粒子的粒径，经测定盐酸盐粒子的数均粒径为18～33μm，将得到的光化液进行脱溶剂、分离纯化得到59.08Kg(收率为99.2mol％)对苯二异氰酸酯。
实施例3
使用附图1所示工艺，成盐反应釜体积500L，内有动静旋转片组共10组，进料口上部6组，进料口下部4组，每个静旋转片的最下端与位于该静旋转片下方并且相邻的动旋转片的最上端的轴向距离相同为100mm，进料口位于反应器中部的分布器上方，进料口的最下端与分布器的最上端的轴向距离为150mm，分布器下部为动旋转片，分布器的最下端与此动旋转片的最上端之间的轴向距离为50mm，出料口位于反应器底部。动旋转片为倾斜表面与轴向夹角为75°的实心圆饼状结构，直径900mm，其边缘距反应釜壳体40mm，开孔为与轴向平行的圆形开孔，开孔均匀分布，开孔率45％，开孔数100个；静旋转片为倾斜表面与轴向夹角为75°的实心结构，其与反应釜壳体连接在一起，其边缘距中心轴最近距离100mm，开孔为与轴向平行的圆形开孔，开孔均匀分布，开孔率45％，开孔数100个，动旋转片倾斜段与整个动旋转片倾斜表面夹角为5°，水平段与倾斜段夹角为160°，动静旋转片相邻倾斜表面垂直距离0.5mm，动旋转片水平段单段长度为4mm，倾斜段与水平段的长度比为0.5:1。
进行间苯二亚甲基二胺成盐光气化反应，成盐反应温度100℃，原料预热器1出口温度至100℃，进胺浓度25wt％，光化反应温度150℃，其余实验条件与实施例1相同，所得盐酸盐浓度为18wt％，用显微镜观察盐酸盐粒子的粒径，经测定盐酸盐粒子的数均粒径为54～71μm，将得到的光化液进行脱溶剂、分离纯化得到68.7Kg(收率为98.9mol％)间苯二亚甲基二异氰酸酯。
比较例1
成盐反应在体积为500L的不具有动静旋转片结构的釜式搅拌反应器中进行，其余实验条件与实施例1相同，所得1,6-己二胺盐酸盐浓度为13.9wt％，用显微镜观察盐酸盐粒子的粒径，经测定盐酸盐粒子的数均粒径为468～574μm，将盐酸盐光化反应后得到的光化液进行脱溶剂、分离纯化得到52.8Kg(收率为90.7mol％)1,6-己二异氰酸酯。
比较例2
成盐反应在体积为500L的不具有动静旋转片结构的釜式搅拌反应器中进行，其余实验条件与实施例2相同，所得对苯二胺盐酸盐浓度为14.7wt％，用显微镜观察盐酸盐粒子的粒径，经测定盐酸盐粒子的数均粒径为329～452μm，将盐酸盐光化反应后得到的光化液进行脱溶剂、分离纯化得到53.06Kg(收率为89.1mol％)对苯二异氰酸酯。
比较例3
成盐反应在体积为500L的不具有动静旋转片结构的釜式搅拌反应器中进行，其余实验条件与实施例3相同，所得间苯二亚甲基二胺盐酸盐浓度为17.1wt％，用显微镜观察盐酸盐粒子的粒径，经测定盐酸盐粒子的数均粒径为154～197μm，将盐酸盐光化反应后得到的光化液进行脱溶剂、分离纯化得到64.1Kg(收率为92.4mol％)间苯二亚甲基二异氰酸酯。
Claims (10)
1.一种搅拌研磨反应器，其包括：壳体、搅拌轴、动旋转片、静旋转片，壳体与搅拌轴同轴设置，其中动旋转片和静旋转片相互间隔地设置，动旋转片固定在搅拌轴上，静旋转片固定在壳体的内壁上，动旋转片和静旋转片上设有通道孔，所述动旋转片为表面呈锯齿状的飞碟形结构，静旋转片具有与动旋转片互补的结构。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述动旋转片倾斜表面与反应器轴向的夹角(α)为50～80°，优选65～75°，每个动旋转片倾斜表面与反应器轴向的夹角可以相同也可以不同，优选相同；所述锯齿状结构由多组倾斜段与水平段组成，动旋转片的倾斜段与水平段的长度比例为0.2:1～5:1，优选0.5:1～3:1，水平段的单段长度与动旋转片半径比为1:1～1:500，优选50:1～150:1，所述锯齿状的倾斜段与动旋转片倾斜表面夹角(β)为3～20°，优选4～15°，水平段与倾斜段的夹角(γ)为95～180°，优选110～160°。
3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述动旋转片上设有中心孔，使搅拌轴穿过该中心孔，并且在搅拌轴上从上往下设置1～20个动旋转片，优选7～12；所述动旋转片的直径为50～1600mm，优选80～900mm；动旋转片最外缘至反应器内壁的径向距离为5～100mm，优选20～50mm；所述动旋转片上设有通道孔；所述通道孔的总流通面积为50～6000mm2，优选150～4000mm2，所述通道孔相对于整个动旋转片的开孔率为10％～80％，优选40％～50％。
4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述静旋转片具有中心孔，使搅拌轴穿过该中心孔，从上而下在反应器壳体的内壁上设置1～20个静旋转片，优选7～12；所述静旋转片的外缘直径为50～1600mm，优选80～900mm；所述静旋转片最内缘至搅拌轴最外缘的径向距离为10～300mm，优选50～100mm；所述静旋转片上设有通道孔；所述通道孔的流通面积为50～6000mm2，优选150～4000mm2，所述通道孔相对于整个静旋转片的开孔率为10％～80％，优选40％～50％。
5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，一个动旋转片与一个静旋转片为一个旋转片组，在同一个动静旋转片组中动旋转片设置在静旋转片的上方，并且动旋转片和静旋转片相邻表面垂直距离为0.1～1.0mm，优选0.1～0.5mm。
6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，每个静旋转片的最下端与位于该静旋转片下方并且相邻的动旋转片的最上端的轴向距离可以相同，也可以不同，优选相同，其轴向距离为6～800mm，优选50～200mm。
7.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，进料口位于反应器中部的分布器上方，进料口的最下端与分布器的最上端的轴向距离为10～200mm，优选30～80mm，分布器下部为动旋转片，分布器的最下端与此动旋转片的最上端之间的轴向距离为10～200mm，优选30～80mm，出料口位于反应器底部。
8.一种采用权利要求1-7任一项所述的反应器进行成盐光气化反应制备异氰酸酯的方法，包括以下步骤：
a.成盐反应：
在反应器中预加入一部分溶剂，进行循环并升温；将新鲜的HCl气体通入反应器；二胺与剩余溶剂的混合液经预热器预热后进入预混器与HCl混合进入反应器在60～180℃，优选为80～160℃，更优选为100～140℃反应1～5h，优选2～4h，得到二胺盐酸盐溶液；
b.光气化反应：
将步骤a中得到的二胺盐酸盐溶液输送到光化反应釜，与光气在常压或加压条件下进行光化反应，反应完成得到异氰酸酯光化液。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤a中预加入的溶剂质量占溶剂总质量的20％～60％，优选35％～50％；所述步骤a中HCl气体与二胺中所含氨基的摩尔比为1.0～10:1，优选1.2～5:1，更优选2～4:1；所述步骤a中二胺盐酸盐溶液的浓度为6～40wt％，优选10～20wt％。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述二胺选自甲苯二胺、对苯二胺、萘基二胺、环己二胺、甲基环己二胺、六亚甲基二胺、氢化二苯基甲烷二胺、异佛尔酮二胺和苯二亚甲基二胺中的一种或两种或多种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 264002 Yantai economic and Technological Development Zone, Shandong, Tian Shan Road, No. 17 Applicant after: Wanhua Chemical Group Co.,Ltd. Address before: 264002 Yantai City, Shandong province Zhifu District No. 7 Applicant before: Wanhua Chemical Group Co.,Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20151209 Assignee: Wanhua chemical (Ningbo) Co.,Ltd. Assignor: Wanhua Chemical Group Co.,Ltd. Contract record no.: 2017990000326 Denomination of invention: Stirring grinding reactor and method thereof for preparation of isocyanate Granted publication date: 20170721 License type: Common License Record date: 20170818 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: The invention relates to a stirred grinding reactor and a method for preparing isocyanate Effective date of registration: 20211123 Granted publication date: 20170721 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Yantai branch Pledgor: Wanhua Chemical Group Co.,Ltd. Registration number: Y2021980013026 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220622 Granted publication date: 20170721 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Yantai branch Pledgor: Wanhua Chemical Group Co.,Ltd. Registration number: Y2021980013026 |