CN115894298A - 一种降低1，5-戊二异氰酸酯水解氯的后处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低1，5‑戊二异氰酸酯水解氯的后处理方法，其具体步骤是：先在室温状态下，采用氮气将三口烧瓶中的空气置换三次，并在氮气的保护下，加入脱除水解氯试剂，然后加入1，5‑戊二异氰酸酯，程序升温至，控制温度170℃，热处理1.0 h后，降至室温，然后转移至塔板数40的精馏系统，在绝压100 mbar，塔釜温度为171‑172℃，塔顶温度为166‑167℃的条件下，减压蒸馏得到水解氯小于30 ppm的1，5‑戊二异氰酸酯产品。该方法操作简单，可提高产品活性，直接用于下游应用，适合于工业化后处理含有高水解氯的1，5‑戊二异氰酸酯。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种降低1，5-戊二异氰酸酯水解氯的后处理方法。
背景技术
1，5-戊二异氰酸酯是一种脂肪族异氰酸酯，可以被制成1，5-戊二异氰酸酯缩二脲或三聚体用于生产聚氨酯涂料，胶黏剂，该类涂料具有不泛黄、耐候性强等特点，该产品各方面性能优于HDI类产品，完全可实现对HDI类产品的替代，具有良好的应用价值和市场前景。
目前，国内外对于1，5-戊二异氰酸酯制备主要利用光气化1,5-戊二胺的方法，由于该方法中采用的光气活性较强，导致反应过程中产生副产物较多，其中水解氯对1，5-戊二异氰酸酯产品品质影响最为明显，而且生成机理尚不明确，一定程度降低1，5-戊二异氰酸酯产品活性，影响下游产品应用研究。对于行业内，优等品的1，5-戊二异氰酸酯水解氯含量为50 ppm，在工业上通过精馏工艺实现ppm级别水解氯的脱除，具有能耗高，精馏效率低的缺点。目前对于降低水解氯的方法只有两种途径，一种是改进工艺，从本质上减少水解氯的产生，但由于目前对于水解氯的产生机理没有明确的解释和研究，且由于生成1，5-戊二异氰酸酯的光气化反应复杂，从改进工艺降低水解氯工作难度大，需要大量的基础研究支撑，不适合工业化降低水解氯；另一种方法是通过对产品的后处理达到降低水解氯的目的，有相关研究报道了采用在氮气保护的条件下进行1，5-戊二异氰酸酯二次精馏的方式降低水解氯，通常精馏温度在190℃以上，高温会导致产物发生副反应，精馏收率低等缺点。相比改进工艺降低水解氯，通过添加脱除水解氯化学试剂与精馏工艺相结合的方式，具有精馏温度低，能耗低，易操作，精馏收率高，水解氯脱除效果好等特点，可以有效的实现降低1，5-戊二异氰酸酯产品水解氯。
因此，在1，5-戊二异氰酸酯产品后处理工艺基础之上，通过筛选化学法脱除水解氯试剂，优化化学法脱除水解氯工艺，开发出一种有效降低1，5-戊二异氰酸酯产品水解氯的方法，对于提高1，5-戊二异氰酸酯产品质量，推动1，5-戊二异氰酸酯工业化及产业化发展具有一定的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有处理技术的缺陷，提供一种降低1，5-戊二异氰酸酯产品水解氯的后处理方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种降低1，5-戊二异氰酸酯水解氯的后处理方法，其特征在于：采用两步法，第一步为脱氯试剂热处理，第二步为减压蒸馏，直接得到水解氯小于30 ppm的1，5-戊二异氰酸酯，具体步骤如下：
（1）在室温下，对热处理三口烧瓶进行氮气置换三次；
（2）在氮气的保护下，向三口烧瓶加入脱除水解氯试剂，再加入含有高水解氯的1，5-戊二异氰酸酯；开启搅拌和加热，程序化升温至170℃，在氮气的保护下，热处理1.0 h；
（3）降温至室温后，采样分析水解氯含量后转移至精馏系统，在绝压100 mbar的条件下精制，得到水解氯小于30 ppm的1，5-戊二异氰酸酯。
步骤(2)中脱除水解氯试剂为甲酸、乙酸和氧化锌的任意一种或两种按质量比1：1混合的混合物；所述脱除水解氯试剂的用量为所需处理高水解氯1，5-戊二异氰酸酯质量的1.0%。
步骤（3）精馏系统塔板数为40，塔釜精馏温度控制为171-172℃，塔顶精馏温度控制温度为166-167℃。
本发明的有益效果是：操作过程简单，成本低，适合于工业化后处理高水解氯1，5-戊二异氰酸酯。后处理的1，5-戊二异氰酸酯产品，水解氯小于30 ppm，到达了优等品的要求，提高了1，5-戊二异氰酸酯活性。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的原理和特征做进一步的阐述，所举实例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
采用氮气对10L玻璃反应釜进行氮气置换三次，在氮气的保护下加入1，5-戊二异氰酸酯2 kg，其水解氯含量245 ppm，再加入甲酸20 g，开启搅拌，转速控制为300 rpm，程序化升温至170℃，在氮气的保护下，热处理1.0 h后，降温至室温后，采样分析水解氯含量为38 ppm，转移至精馏系统，塔板数40，绝压100 mbar的条件下精制，程序升温，控制精馏塔釜温度为171-172℃，塔顶温度为166-167℃，精馏出1，5-戊二异氰酸酯，经理化分析，水解氯含量为17 ppm，精制收率为85%。
实施例2：
采用氮气对10L玻璃反应釜进行氮气置换三次，在氮气的保护下加入1，5-戊二异氰酸酯2 kg, 其水解氯含量245 ppm，再加入乙酸20g，开启搅拌，转速控制为300 rpm，程序化升温至170℃，在氮气的保护下，热处理1.0 h后，降温至室温后，采样分析水解氯含量为41 ppm，转移至精馏系统，塔板数40，绝压100 mbar的条件下精制；程序升温，控制精馏塔釜温度为171-172℃，塔顶温度为166-167℃，精馏出1，5-戊二异氰酸酯，经理化分析，水解氯含量为23 ppm，精制收率为86%。
实施例3：
采用氮气对10L玻璃反应釜进行氮气置换三次，在氮气的保护下加入1，5-戊二异氰酸酯2 kg，其水解氯含量245 ppm，再加入氧化锌20g，开启搅拌，转速控制为300 rpm，程序化升温至170℃，在氮气的保护下，热处理1.0 h后，降温至室温后，采样分析水解氯含量为45 ppm后转移至精馏系统，塔板数40，绝压100 mbar的条件下精制；程序升温，控制精馏塔釜温度为171-172℃，塔顶温度为166-167℃，精馏出1，5-戊二异氰酸酯，经理化分析，水解氯含量为28 ppm，精制收率为83%。
实施例4：
采用氮气对10L玻璃反应釜进行氮气置换三次，在氮气的保护下加入1，5-戊二异氰酸酯2 kg, 其水解氯含量245 ppm，再加入甲酸10g、乙酸10g，开启搅拌，转速控制为300rpm，程序化升温至170℃，在氮气的保护下，热处理1.0 h后，降温至室温后，采样分析水解氯含量为47 ppm。转移至精馏系统，塔板数40，绝压100 mbar的条件下精制，程序升温，控制精馏塔釜温度为171-172℃，塔顶温度为166-167℃，精馏出1，5-戊二异氰酸酯，经理化分析，水解氯含量为30 ppm，精制收率为89%。
实施例5：
采用氮气对10L玻璃反应釜进行氮气置换三次，在氮气的保护下加入1，5-戊二异氰酸酯2 kg，其水解氯含量245 ppm，再加入甲酸10g、氧化锌10g，开启搅拌，转速控制为300rpm，程序化升温至170℃，在氮气的保护下，热处理1.0 h后，降温至室温后，采样分析水解氯含量为37 ppm。转移至精馏系统，塔板数40，绝压100 mbar的条件下精制，程序升温，控制精馏塔釜温度为171-172℃，塔顶温度为166-167℃，精馏出1，5-戊二异氰酸酯，经理化分析，水解氯含量为23 ppm，精制收率为88%。
实施例6：
采用氮气对10L玻璃反应釜进行氮气置换三次，在氮气的保护下加入1，5-戊二异氰酸酯2 kg，其水解氯含量245 ppm，再加入乙酸10g，氧化锌10g，开启搅拌，转速控制为300rpm，程序化升温至170℃，在氮气的保护下，热处理1.0 h后，降温至室温后，采样分析水解氯含量为36 ppm。转移至精馏系统，塔板数40，绝压100 mbar的条件下精制，程序升温，控制精馏塔釜温度为171-172℃，塔顶温度为166-167℃，精馏出1，5-戊二异氰酸酯，经理化分析，水解氯含量为21 ppm，精制收率为83%。
Claims (3)
1.一种降低1，5-戊二异氰酸酯水解氯的后处理方法，其特征在于：采用两步法，第一步为脱氯试剂热处理，第二步为减压蒸馏，直接得到水解氯小于30 ppm的1，5-戊二异氰酸酯，具体步骤如下：
（1）在室温下，对热处理三口烧瓶进行氮气置换三次；
（2）在氮气的保护下，向三口烧瓶加入脱除水解氯试剂，再加入含有高水解氯的1，5-戊二异氰酸酯；开启搅拌和加热，程序化升温至170℃，在氮气的保护下，热处理1.0 h；
（3）降温至室温后，采样分析水解氯含量后转移至精馏系统，在绝压100 mbar的条件下精制，得到水解氯小于30 ppm的1，5-戊二异氰酸酯。
2.如权利要求1所述一种降低1，5-戊二异氰酸酯水解氯的后处理方法，其特征在于：步骤(2)中脱除水解氯试剂为甲酸、乙酸和氧化锌的任意一种或两种按质量比1：1混合的混合物；所述脱除水解氯试剂的用量为所需处理高水解氯1，5-戊二异氰酸酯质量的1.0%。
3.如权利要求1所述一种降低1，5-戊二异氰酸酯水解氯的后处理方法，其特征在于：步骤（3）精馏系统塔板数为40，塔釜精馏温度控制为171-172℃，塔顶精馏温度控制温度为166-167℃。
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