[發(fā)明專利]一種低水解氯和水解溴的甲苯二異氰酸酯的制備工藝

有效

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• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112239416B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧如雷;胡淼;王普照;吳雪峰
• 申請（專利權(quán)）人: 萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: C07C265/14
• 分類號: C07C265/14;C07C263/10
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種低水解氯和水解溴的甲苯二異氰酸酯的制備工藝，通過冷熱兩步光氣法進(jìn)行TDI的制備，并在熱反應(yīng)過程中通過冷反應(yīng)生成的富含一氧化碳的光氣尾氣與二氧化氮形成的混合氣對熱反應(yīng)液進(jìn)行高溫汽提處理，可以從根源上控制含氯溴雜質(zhì)的含量，制備工藝簡單、設(shè)備成本低；本發(fā)明制備的TDI產(chǎn)品中水解氯和水解溴的總含量可以低至2ppm，色號APAH低至3#，在固化劑應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，制品色號低且存儲穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種甲苯二異氰酸酯的制備工藝，尤其涉及一種低水解氯和水解溴的甲苯二異氰酸酯的制備工藝。

背景技術(shù)

甲苯二異氰酸酯(TDI)作為一種重要的異氰酸酯已廣泛地應(yīng)用于聚氨酯、涂料、固化劑以及膠黏劑領(lǐng)域中。目前工業(yè)上生產(chǎn)TDI的工藝主要分為兩種，第一種為重溶劑法，以間苯二甲酸二乙酯(DEIP)作溶劑，在高壓下進(jìn)行光化反應(yīng)；另一種為輕溶劑法，以氯苯(MCB)、鄰二氯苯(ODCB)等作溶劑，在低壓下進(jìn)行光化反應(yīng)。其中輕溶劑法在產(chǎn)品收率及工藝的先進(jìn)性上優(yōu)勢明顯，目前已被業(yè)內(nèi)眾多廠家采用。

在輕溶劑法生產(chǎn)TDI的過程中，除原料會引入部分雜質(zhì)外，間甲苯二胺在與光氣反應(yīng)時還存在著各種副反應(yīng)，往往最終所得到的產(chǎn)品中含氯和溴的副產(chǎn)物偏高。一方面這些雜質(zhì)會影響TDI的色號，同時將TDI應(yīng)用于涂料固化劑和膠黏劑等高端領(lǐng)域時，TDI中這些含氯和含溴雜質(zhì)會繼續(xù)參與反應(yīng)，導(dǎo)致固化劑和膠黏劑在后續(xù)的處理工藝中熱穩(wěn)定性差，最終的成品顏色較深，這對下游應(yīng)用是非常不利的，將嚴(yán)重影響TDI在涂料和固化劑等領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。

為了獲得淺色的異氰酸酯，提高TDI純度以降低TDI等異氰酸酯中含氯和含溴雜質(zhì)的含量，目前已公開的專利中介紹了多種改善原料及TDI提純的方法。

CN102471071B提供了一種制備淺色多亞苯基-多亞甲基多異氰酸酯的方法，將光氣合成的原料氯氣進(jìn)行精餾提純，將一氧化碳與提純得到低溴和低碘含量的氯氣反應(yīng)生成光氣，用這種方法獲得光氣與二苯基甲烷二胺(MDA)系列的胺反應(yīng)以形成相應(yīng)的多亞苯基-多亞甲基多異氰酸酯(PMDI)。

EP1413571B1中描述了通過將TDI粗產(chǎn)品預(yù)濃縮至低于20％的溶劑含量，并接著在隔壁塔中對TDI進(jìn)行提純，獲得具有至少99.5％的TDI含量和溶劑少于200ppm和水解氯小于100ppm和酸度小于40ppm的產(chǎn)物餾分的方法。

除從源頭和后端解決異氰酸酯中含氯和含溴副產(chǎn)物含量偏高的方法之外，在光化反應(yīng)過程及反應(yīng)的后處理階段也有很多的嘗試。

US5364958A介紹了一種制備異氰酸酯方法，用熱HCl氣體對反應(yīng)液繼續(xù)進(jìn)行熱處理，以達(dá)到降低產(chǎn)品色號的目的。

DE19817691A描述了一種通過在光氣化兩步高溫反應(yīng)中均遵循確定的光氣/HCl比例來制備具有較低含量氯化副產(chǎn)物和較低碘色值的MDI/PMDI混合物方法。

EP0561225B1也描述了一種制備淺色異氰酸酯的方法，其中在相應(yīng)胺的光氣化之后所得的異氰酸酯在1-150巴的壓力下和100-180℃的溫度下進(jìn)行氫化處理，得到淺色異氰酸酯產(chǎn)品。

盡管以上方法或者工藝能夠制備低淺色的異氰酸酯，但是都會伴隨著極為復(fù)雜的工藝流程以及高昂的處理成本，在降低氯代物和溴代物含量方面的效果仍然滿足不了TDI下游的應(yīng)用。同時在現(xiàn)有專利所公開的方法，均是從異氰酸酯顏色改善的角度進(jìn)行嘗試，對于引起TDI以及下游應(yīng)用的制品發(fā)色的次要組分及影響機(jī)理缺少詳細(xì)的介紹。