[發明專利]一種降低異氰酸酯產品色度的方法和一種異氰酸酯精餾塔氣相采出流量的自動控制方法

有效

• 申請號: 202010822497.0
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111848455B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 張宏民;王會會;張宏科;吳雪峰;喬斌;喬林;趙祥晴
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司
• 主分類號: C07C263/20
• 分類號: C07C263/20;C07C265/14;G05D27/02
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本發明提供一種降低異氰酸酯產品色度的方法和一種異氰酸酯精餾塔氣相采出流量的自動控制方法，該方法是在異氰酸酯制備的精餾過程中，針對采用蝶閥控制流量的精餾塔側線氣相采出得到的異氰酸酯產品，可以通過控制精餾產物中結焦物含量，使異氰酸酯產品色號＜30Hazen(鉑鈷色號)，所述結焦物包括大分子聚合物和氧化物，其中大分子聚合物含量＜3ppm，氧化物含量＜10ppm。本發明還通過均壓管線調節閥與氣相管線大蝶閥雙重控制的控制方法不僅可以實現采出流量的穩定控制，還可防止在蝶閥閥板背面(靠近換熱器側)生成結焦物，最終解決在精餾過程中出現的產品色度升高問題。

技術領域

本發明涉及一種降低異氰酸酯產品色度的方法，以及一種異氰酸酯精餾塔氣相采出流量的自動控制方法，通過該方法可以顯著降低異氰酸酯產品的色度，延長裝置運行周期，屬于異氰酸酯生產及精餾塔控制的領域。

背景技術

異氰酸酯是制備聚氨酯材料的重要原料，目前主流工藝為光氣化工藝，其工業化生產流程為：首先制備異氰酸酯對應的胺，再通過光氣化反應來制備粗異氰酸酯，粗異氰酸酯包括多種異構體以及多環的重組分，再通過精餾分離精制得到特定異構體組成和含量的不同產品。

通過精餾塔分離異氰酸酯異構體是行業內公知的工業化手段，精餾塔的形式多采用側線精餾塔或隔壁塔，以實現一個精餾塔得到多種不同異構體含量的產品及節能的目的。例如：

專利CN?101003497A中公開了一種二苯基甲烷二異氰酸酯混合物的蒸餾處理方法，將原料二苯基甲烷二異氰酸酯混合物加入到精餾塔的塔中，在側線采出包含50-60wt％的2,4-MDI、40-50wt％的4,4-MDI和低于1.5wt％的2,2-MDI以及包含低于1wt％的2,4-MDI和高于99wt％的4,4-MDI的兩股產品，通過該方法可節省精餾步驟，減少設備投資和運行成本。

專利CN?1810776A中公開了一種二苯基甲烷二異氰酸酯的同分異構體混合物的蒸餾方法，通過間壁塔實現對MDI二環混合物的分離，其中在分離壁區域的主分餾區的側線采出2,2-MDI含量很低的異氰酸酯產品。

專利CN?103313967A中公開了一種對MDI異構體混合物的精餾純化方法，在精餾塔側線采出高4,4-MDI含量的物流，其中特別指出，為降低異氰酸酯產品中二聚體(脲二酮)的含量，必須將產品以氣態形式采出，然后在最長5s的時間內快速冷卻到20-60℃，以提高產品的儲存穩定性。

由于異氰酸酯在高溫下如果以液體形式存在，短時間內即可自聚生成大量二聚體(脲二酮)，降溫后二聚體溶解度變低，會析出導致產品渾濁，或大幅縮短保質期，因此在精餾塔的側線必須以氣相形式直接采出至換熱器中快速降溫至45℃左右。如上述專利所公開的方法，通過側線氣相采出可以有效降低脲二酮等自聚雜質的生成量，但仍存在長期運行過程中往往會出現產品色度升高的問題沒有得到解決。

為了維持精餾塔的穩定運行，氣相采出流量必須進行控制，最為通用的控制方法為在精餾塔與換熱器之間的側線采出氣相管線上設置閥門控制，而由于在真空條件下，物流體積流量大，采出管線直徑較大(通常大于1m)，大口徑的調節閥以蝶閥最為常用。

異氰酸酯在精餾過程中通過蝶閥可以實現側線采出流量的穩定控制，但本發明發現，在實際運行中蝶閥閥板背面(靠近換熱器側)會隨著運行時間的延長累積大量紅褐色固體結焦物，導致閥門開關動作遲緩、卡澀、影響裝置長周期穩定運行。現有技術中均未提及這一問題的存在，或者給出相應的解決方法。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明以蝶閥控制精餾塔側線采出流量的工藝為基礎，進行了系統性研究，發現該工藝精餾過程中產生的結焦產物是導致產品色度升高的主要原因之一，由此提供了一種通過控制精餾產品中的結焦產物含量來降低產品色度的方法。同時，本發明還提供了一種防止精餾過程生成結焦產物的方法：將蝶閥開度維持在50-80％的開度和減少蝶閥動作頻次。