[發明專利]一種用于脫除光氣中水分的催化劑，及異氰酸酯生產過程中光氣中水分脫除的方法

有效

• 申請號: 202010692446.0
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111715286B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 楊徑靖;趙東科;姚林杰;張宏科;王文博;劉榕榕;徐丹;肖正正
• 申請（專利權）人: 萬華化學（寧波）有限公司;萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J31/38;C01B32/80;C07C263/10;C07C265/00
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本發明公開了一種光氣化法制備異氰酸酯生產過程中，系統循環光氣中水分脫除的方法，包括：將系統中包含有水分、有機溶劑、液態光氣的混合溶液，通入裝載了催化劑的催化分解反應器進行催化反應，光氣與水分反應后生成二氧化碳和HCl，液相得到含光氣、少量水分、有機溶劑的混合溶液，返回下游溶劑精制系統。催化分解反應器的催化劑為經聚酰亞胺及氧化鈦改性的新型復合催化劑。本工藝可有效脫除光氣系統中水分，降低水分與系統中氯化氫結合產生的鹽酸量，大大降低了涉光氣設備在酸性環境下的腐蝕失效風險。并可有效解決水分與系統中異氰酸酯類活性組分反應生成脲類堵塞物問題，延長裝置穩定運行時間，具有可觀的經濟效益。

技術領域

本發明涉及光氣化法制備異氰酸酯領域，具體涉及一種用于脫除光氣中水分的催化劑，及異氰酸酯生產過程光氣中水分脫除的方法。

背景技術

異氰酸酯是異氰酸各種酯的總稱，是生產聚氨酯的重要原料，對聚氨酯行業的發展起到舉足輕重的作用。按結構分類，異氰酸酯分為脂肪族、脂環族及芳香族異氰酸酯。異氰酸酯生產工藝類似，生產方法也可歸納為光氣化法和非光氣化法。光氣法毒性高、危險性大，但其技術相對成熟，仍是當今生產的主要方法，世界85％～90％的脂肪族二異氰酸酯采用光氣法生產。

根據現有技術，光氣化法可分為液相光氣化法和氣相光氣化法。在工業生產中，無論液相還是氣相光氣化法，均需使用大量的光氣作為原料，同時為保證反應轉化率，系統中光氣一直處于過量狀態，過量的光氣始終在反應系統循環，反應氣相一般含有大量的光氣、溶劑氣體等，而后反應氣相經過冷凝、溶劑捕集吸收、深冷，回收溶劑氣體和光氣，富含飽和光氣的溶劑經過精餾，分離出溶劑和光氣，循環光氣作為反應原料再次進入反應系統參與光化反應。因異氰酸酯的生產原料之一胺類中水含量較高，及光化反應后，溶劑脫除階段為節約能耗和降低溫度，一般為負壓工藝，受設備密封影響，會抽進部分外界空氣和水分進入生產系統，導致系統中水含量上升，水分不可避免會在光氣設備及管線中富集，嚴重時水分會與系統中異氰酸酯類活性組分反應生成脲類堵塞物影響裝置穩定運行，也會與氯化氫結合生成鹽酸，導致氯離子腐蝕設備及管線，容易造成設備管道腐蝕穿透導致光氣泄露、換熱器漏水，裝置被迫停車等，形成巨大的生產隱患。

CN105085199A中公開了一種二甲醚分子篩脫水的方法。石化行業二甲醚生產過程中，脫水在裝填有3A分子篩塔中進行，通過對含水量為150～300μg/g的二甲醚進行分子篩脫水，脫水后二甲醚含水量小于5μg/g。該分子篩除水技術雖然在輕烴類，特別是天然氣脫水中運用已是公知的技術，但在異氰酸酯行業，因生產系統中含大量腐蝕性、高毒性光氣，與水反應產生鹽酸，會逐漸腐蝕分子篩，無法滿足長周期運行，該工藝脫水有一定的局限性。

CN108310803A中公開了一種制備聚α烯烴工序中除水用的分子篩精制器，利用兩電動千斤頂帶動兩料艙在腔體內相對滑動，兩料艙內設置的分子篩顆粒將腔體內注入的費托合成烯烴中含有的微量水分進行吸附，起到了快速去除費托合成烯烴中含有的微量水分的目的。在實際運用過程中，分子篩經長期高壓環境，會出現強度下降導致粉化造成系統壓降上升的問題。

CN106310891A中公開了一種深冷凈化光氣廢氣工藝方法，含有光氣的尾氣分別經過兩個或三個串聯冷凝器并分別在不同的溫度下進行冷凝；然后進入SN-7501塔催化分解凈化光氣；最后進入堿液破壞塔，尾氣被堿吸收后直接排出大氣。采用SN-7501催化分解光氣同樣有必須使用稀鹽酸做為溶劑的弊端，因稀鹽酸對不銹鋼設備的腐蝕，在光氣精制系統，無法使用該催化劑分解光氣和水分，若無稀鹽酸作為溶劑，分解效率將明顯下降。

CN108855168A中公開了一種光氣分解催化劑的制備方法，該工藝制備的催化劑運用于稀鹽酸分解尾氣中光氣，對于短時間內分解高濃度的光氣效果較好，但因其本身組成并未對處理光氣中低濃度水分脫除進行優化改進，故其對于光氣中微量水分脫除的效果有限。