多异氰酸酯剩余物的浓缩方法、处理方法、浓缩系统和处理系统的制作方法_3

文档序号:9245063阅读:来源:国知局
到例如 30-140°C,或优选40-120°C。从而,多异氰酸酯被冷却,于是其作为蒸馏物溶液排出。
[0055] 因此,在蒸馏塔6的底部,多异氰酸酯剩余物从粗多异氰酸酯中进行浓缩。然后, 作为蒸馏残渣的浓缩组分(第一浓缩组分)沿着热循环管道12进行循环,同时部分蒸馏残 渣连续从蒸馏残渣排出管10排出(第一浓缩过程)。在蒸馏塔6顶部,多异氰酸酯作为蒸 馏物溶液从粗多异氰酸酯中排出,并且从蒸馏物溶液排出管11中连续蒸馏。
[0056] 副产的含Cl气体(例如氯化氢和碳酰氯)由沸腾的多异氰酸酯带走,然后,从蒸 馏塔6的顶部流入蒸馏物溶液排出管11中,接着通过冷却器14的真空管道16排出。
[0057] 在粗多异氰酸酯的蒸馏塔6中处理蒸馏残渣所需要的时间(该时间通过以下方 式确定,即通过蒸馏残渣的流速划分重沸器和蒸馏塔底部的总停留时间,有时称为重沸器 停留时间)设定在例如〇. 5-8小时,或者优选1-4小时。蒸馏残渣中的多异氰酸酯的浓缩 率(中间浓缩率)被设定在每100重量%蒸馏残渣例如95-60重量%,或者优选90-60重 量% ;蒸馏残渣中的多异氰酸酯剩余物的浓缩率(中间浓缩率)被设定在每100重量%蒸 馏残渣例如5-40重量%,或优选10-40重量%。
[0058] 第一液体输送泵17与蒸馏残渣排出管10的下游端连接,使得蒸馏残渣通过第一 液体输送泵17被压力输送到蒸发器5中。
[0059] 在蒸馏物溶液排出管11的蒸馏物溶液与下文提及的下游出口管26的蒸馏物溶液 于精馏塔等中进行精馏之后,它们作为多异氰酸酯产物排出。
[0060] 蒸发器5包括薄膜式蒸发器,例如包括外壳18、马达19、转子20、擦拭器 (wiper)21、包套22和内冷凝器23。尽管在图1中显示内部冷凝器类型的薄膜式蒸发器,但 是这种类型蒸发器并不排除其它蒸发器。可使用的蒸发器包括外部冷凝器类型的薄膜式蒸 发器、多管类型的降膜蒸发器、升膜蒸发器和刮膜蒸发器。
[0061] 以垂直延伸的圆柱形式形成外壳18,其下面部分形成为漏斗形状。外壳18形成为 使得其内部空间是允许进行减压的气密容器。
[0062] 使蒸馏残渣流入外壳18中的上入口管24的下游端与外壳18的上壁连接。上入 口管24的上游端与第一液体输送泵17连接。用于蒸馏高沸点蒸馏物馏分的侧向出口管25 的上游端与外壳18的下壁连接。侧向出口管25的下游端与用于将高沸点蒸馏物馏分压力 输送到分解装置3的第二液体输送泵32连接。用于蒸馏低沸点蒸馏物馏分的下出口管26 与外壳18底壁连接。减少外壳18的内部压力的真空抽气管27与外壳18的上壁连接。
[0063] 在外壳18上设置马达19,马达19的传动轴28沿外壳18的中轴延伸并延伸贯穿 外壳18的上壁。
[0064] 转子20与传动轴28的下端连接,且径向设置在传动轴28周围以从传动轴28的 下端径向向外延伸。转子20被设置为使得其径向外端与外壳18的侧壁的内周表面相对并 紧密间隔。
[0065] 设置擦拭器21由转子20的径向外端沿着垂直方向延伸。垂直设置擦拭器21使 其在与外壳16侧壁内周表面相对并紧密间隔。
[0066] 在外壳18的侧壁之外设置包套22,以加热外壳18的内部。沿外壳18的轴向方向 (垂直方向)设置包套22,以覆盖外壳18的侧壁的外周表面。加热介质被供料到包套22 的内部。
[0067] 在外壳18的底壁上设置内部冷凝器23,其包括通过其冷却介质进行循环的热交 换器。内部冷凝器23与下出口管26连接。
[0068] 从第一液体输送泵17中压力输送的蒸馏残渣从上入口管24流到外壳18中。在 外壳18中,通过马达11的驱动旋转传动轴28,以使转子22围绕传动轴28旋转,擦拭器21 与外壳18的侧壁的内周面紧密间隔地进行圆周运动。通过真空抽吸管27的抽吸,降低外 壳18的内部压力到(λ 01-20kPa,并且通过包套22加热至80-230°C。
[0069] 从上入口管24流入外壳18的蒸馏残渣通过在圆周方向运动的擦拭器21的离心 力进行运动,使得它们在外壳18的侧壁的内圆周面与擦拭器21之间紧密间隔的空间内形 成液体薄膜。然后,液体薄膜中所含有的多异氰酸酯通过包套22的加热进行蒸发,然后,通 过内部冷凝器23进行浓缩。之后,由此浓缩的多异氰酸酯作为低沸点的蒸馏物馏分从下出 口管26排出。另一方面,在液体薄膜中所含有的多异氰酸酯剩余物被浓缩为其本来的形 式,但没有从液体薄膜中蒸发。之后,由此浓缩的多异氰酸酯剩余物作为高沸点的蒸馏物馏 分(第二浓缩组分)从侧向出口管25排出。这是第二浓缩过程。
[0070] 在高沸点的蒸馏物馏分中的多异氰酸酯的浓缩率(最终浓缩率)被设定为每100 重量%高沸点的蒸馏物馏分例如10-59重量%,或优选为20-55重量%,在高沸点的蒸馏物 馏分中的多异氰酸酯剩余物的浓缩率(最终浓缩率)为每100重量%高沸点的蒸馏物馏分 例如90-41重量%,或者优选为80-45重量%。此外,高沸点的蒸馏物馏分具有以Cl含量 计算不多于2重量%,优选不多于1. 5重量%的氯化氢含量。
[0071] 在浓缩装置2中,粗多异氰酸酯首先在蒸馏器4中煮沸加热,如以上所描述的。当 多异氰酸酯剩余物作为蒸馏残渣进行浓缩时,这不仅能提供多异氰酸酯而且提供副产的含 Cl气体(例如氯化氢和碳酰氯)进行蒸馏所需要的处理时间。此外,在蒸馏器4中,粗多异 氰酸酯仅被浓缩至达到最终浓缩率前的一个中间浓缩率。因此,能够抑制粗多异氰酸酯的 热聚合。然后,在蒸发器5中,由蒸馏器4所获得的蒸馏残渣通过薄膜式蒸发器浓缩到最终 浓缩率。由于含Cl气体(例如氯化氢和碳酰氯)已经在蒸馏器4中从蒸馏残渣中去除,因 此,能够抑制由剩余的含Cl气体(例如氯化氢和碳酰氯)及其反应物引起的多异氰酸酯剩 余物的粘度增加。此外,由于多异氰酸酯剩余物通过薄膜式蒸发器进行蒸发,能够缩短浓缩 所需要的时间,使得能够减少热历程,由此,能够抑制热聚合。
[0072] 其结果是,在浓缩装置2中,多异氰酸酯剩余物能够在短时间内从粗多异氰酸酯 中进行有效地浓缩。此外,通过抑制粘度的增加,能够获得稳定的多异氰酸酯剩余物的输 送,能够阻止输送管道的可能阻塞(下面提及的侧向出口管25和剩余物供料管31)。
[0073] 表1显示出当粗多异氰酸酯通过改变蒸馏器4中的热处理温度(底部温度)和处 理时间(底部处理时间)进行浓缩以生成甲苯二异氰酸酯时蒸馏残渣的Cl含量与粘度的 增加之间的关系。从表1可以看出,当蒸馏残渣的Cl含量不少于2重量%时,能够抑制剩 余物的粘度的增加。
[0074] 尽管以上说明了其中均具有单级结构的蒸馏器4和蒸发器5的实施方式,但是它 们能够适当的调整以具有多级结构,这取决于所要的目的和应用。此外,粗多异氰酸酯可以 以如下方式进行浓缩,使得它使用薄膜式蒸发器首先浓缩至中间浓缩率,然后,使用本发明 的浓缩装置2中的蒸馏器4和蒸发器5浓缩到多胺剩余物的预定最终浓缩率。
[0075] 分解装置3包括水解器29、与水解器29连接的水供料管30和与水供料管30连接 的剩余物供料管31。
[0076] 水解器29是通过多异氰酸酯剩余物与高温高压水接触将多异氰酸酯剩余物水解 为多胺的水解反应器。它包括能够控制温度和压力的耐热耐压容器。
[0077] 水供料管30是用于将高温
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