[發明專利]一種利用TDI焦油殘渣制備液體燃料的方法

有效

• 申請號: 201910304883.8
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN109913255B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 李靜玲;陳榮國;余根鼎;陳友根;龔凌諸;杜逸興;林瑯;陳君;王詣婧
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 北京市科名專利代理事務所(特殊普通合伙) 11468
• 代理人: 陳朝陽

本發明一種利用甲苯二異氰酸脂（TDI）焦油殘渣制備液體燃料方法。將TDI生產過程中產生的焦油殘渣顆粒經研磨后，置于高溫高壓反應釜中，按照一定的比例加入低沸點極性溶劑，攪拌均勻。控制溫度、壓力和時間進行消解反應，得消解固液混合物。過濾，進行固液分離，分別得到消解濾液和消解固體殘渣。消解固體殘渣備用。消解濾液按照一定的質量百分比添加混合的燃料促進劑，即制得液體燃料。該焦油殘渣處置方法成本低、工藝簡單、操作方便、條件易控且設備投入少。液體燃料熱值高、燃燒物排放二次污染風險小。產生較大的經濟效益的同時又保護了生態環境，實現焦油殘渣固廢的資源化、減量化、無害化回收利用的節能減排和環境保護的目標。

技術領域

本發明屬于化工回收技術領域，涉及一種利用TDI焦油殘渣制備液體燃料的方法。

背景技術

液體燃料是燃料的一大類。能產生熱能或動能的液態可燃物質。主要含有碳氫化合物或其混合物。經過加工而成的有由石油加工而得的汽油、煤油、柴油、燃料油等，由油頁巖干餾而得的頁巖油，以及由一氧化碳和氫合成的人造石油等。面對石化能源的枯竭，包括生物質燃料在內的替代液體燃料是最有潛力的新型替代能源。

由農作物秸稈和農業加工剩余物、工業化廢水和廢渣、城市生活垃圾等制備的生物液體燃料，為綠色環保能源，其燃燒徹底，熱轉換效率高，排放主要成分為水與二氧化碳為主，環境污染小，是未來最清潔、環保、最具發展潛力的燃料。

生物液體燃料具有明顯的經濟效益，高熱效率是它最佳的特點。由于其制備或合成技術難度大，需要深入的技術研究與實踐。

甲苯二異氰酸酯 (Toluene Dissocyanate，TDI)，有 2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯兩種異構體，商品多為兩種異構體的混合物。

近幾年，隨著聚氨酯行業的發展對TDI的需求量大幅度上升，國內近幾年增長速度均在7％。據有關單位預測，在未來 10年內全球TDI的消費需求將以年4％的速度增長。國際和國內TDI市場均具有很大的發展空間。

全世界TDI生產方法仍以光氣化法為主要方法。光氣化法生產過程的造氣、水煤氣凈化、一氧化碳精制、光氣合成、催化劑制備、TDA生產、TDI生產等工序及中間產品及成品貯存等過程中，會產生大量廢氣、廢水、廢渣等污染物。其中，TDI焦油殘渣為TDI生產過程中產生一類固廢顆粒。

TDI生產過程中產生的固廢產生的主要來源：（1）制氣工段，主要產生殘渣有活性炭、分子篩、硅膠以及少量催化劑鉑、鈀、鐵和錳等。（2）氯化工段產生炭黑。（3）TDI工段產生鄰甲苯二胺（OTD）。（4）光氣合成產生活性炭。（5）TDI回收產生焦油殘渣顆粒。

研究表明，經過高溫處理，TDI回收產生焦油殘渣顆粒的主要成分為異氰酸酯為主，伴有脲、縮二脲以及聚合縮二脲等聚合物。這些聚合物含有制備生物液體燃料所需的主要結構成分。

如何采取行之有效的技術方法，將其轉化為熱值高、污染少、環境友好物質具有重要意義。

現有較為成熟的TDI焦油殘渣處置方法，主要涉及以下三個方法：蒸餾-蒸發法、蒸餾-還原法和蒸餾-燃燒法等。其目的在于回收利用生產TDI所需中間產品或衍生品。

下面分別介紹上述用于焦油殘渣的主要的三種處置方法。

無論蒸餾-蒸發法還是蒸餾-還原法。焦油殘渣，經強堿溶液+高沸點有機溶劑+還原劑，高溫、高壓/真空分段精餾，分別回收低沸點小分子物質和高沸點物質。

該類方法優點：回收率高（超過90%）、環境污染少。主要缺點是設備投入多、工藝控制復雜而嚴格、操作難度大、易二次產生有毒有害物質，比如含有大量強堿物質的廢液、廢渣，易產生二次環境污染。