多異氰酸酯剩余物的濃縮方法、處理方法、濃縮系統和處理系統的制作方法
【專利說明】多異氰酸酯剩余物的濃縮方法、處理方法、濃縮系統和處理 系統
[0001] 本申請是原申請的申請日為2006年7月10日，申請號為200680025443. X，發明名 稱為《多異氰酸酯剩余物的濃縮方法、處理方法、濃縮系統和處理系統》的中國專利申請的 分案申請。
技術領域
[0002] 本發明涉及多異氰酸酯剩余物的濃縮方法、處理方法、濃縮系統和處理系統。更具 體地，本發明涉及從包括多異氰酸酯和多異氰酸酯剩余物的粗多異氰酸酯中濃縮多異氰酸 酯剩余物的濃縮方法和濃縮系統，以及將獲得的濃縮組分分解為多胺的處理方法和處理系 統。
【背景技術】
[0003] 用作聚氨酯的原料的多異氰酸酯，例如通過允許多胺與碳酰氯進行異氰酸酯反應 來進行工業生產。
[0004] 在這種多異氰酸酯生產中，異氰酸酯反應完成之后，加熱作為剩余物生成的副產 物高分子量的多異氰酸酯，并且通過蒸餾操作進行濃縮，以從粗多異氰酸酯中分離（例如 參見專利文獻1)。
[0005] 同時，已知的是，含有多異氰酸酯剩余物的粗多異氰酸酯并不希望通過應用熱來 進行熱聚合，例如二聚物反應、三聚物反應和碳化二亞胺反應。在蒸餾操作中，當多異氰酸 酯與副產的含Cl氣體，例如氯化氫和碳酰氯一起蒸餾時，多異氰酸酯剩余物被濃縮。當被 濃縮時，多異氰酸酯剩余物進行如上所述的熱聚合，并且增加粘度，從而引起該剩余物的不 穩定輸送，進而引起輸送管道的可能阻塞。
[0006] 同時，使用薄膜式蒸發器的蒸發操作是已知的用于對熱聚合敏感的有機化合物的 精練技術，并且在工業上廣泛使用。
[0007] 此外，近年來，已經提出以下方法，在該方法中，生成的剩余物以其液態或溶液 態形式連續供料到反應器中，同時，高溫高壓水也連續供料到反應容器中，其溫度控制到 190-300°C，由此所述剩余物分解為多胺，并且回收多胺（例如參見專利文獻2)。
[0008] [專利文獻1]日本未審查的專利公開2002-518369 [0009][專利文獻2]日本未審查的專利公開平成10-279539
【發明內容】
[0010] 本發明要解決的問題
[0011] 當作為剩余物生成的高分子量多異氰酸酯通過使用薄膜式蒸發器等的蒸發操作 從獲得的粗多異氰酸酯中進行濃縮時，與當通過蒸餾操作進行濃縮時相比，該濃縮所需要 的時間可以變得更短。因此，能夠減少剩余物的熱歷程，由此能夠抑止其熱聚合。
[0012] 然而，在蒸發操作中，剩余物中的含Cl氣體例如氯化氫和碳酰氯不能充分地被去 除。從而，由于留有含Cl氣體例如氯化氫和碳酰氯，在剩余物輸送過程中和在剩余物暫時 存儲的位置處，剩余物進行聚合并且增加粘度，于是引起剩余物的不穩定輸送，進而引起輸 送管道的可能阻塞。
[0013] 本發明的一個目的是提供用于濃縮多異氰酸酯剩余物的濃縮方法和系統，其可以 在短時間內從包括多異氰酸酯和多異氰酸酯剩余物的粗多異氰酸酯中有效地濃縮多異氰 酸酯剩余物，并且還可以抑止粘度增加，以提供穩定的剩余物輸送和阻止輸送管道的阻塞。 本發明的另一目的是提供將所獲得的濃縮組分分解為多胺的處理方法和系統。
[0014] 解決問題的方式
[0015] 本發明提供一種從含有多異氰酸酯和多異氰酸酯剩余物的粗多異氰酸酯中濃縮 多異氰酸酯的濃縮方法，其包括：第一濃縮過程，通過在沸點處加熱粗多異氰酸酯，從粗多 異氰酸酯中濃縮多異氰酸酯剩余物至達到最終濃縮率前的一個中間濃縮率，以獲得第一濃 縮組分；和第二濃縮過程，將在第一濃縮過程中所濃縮的第一濃縮組分通過蒸發濃縮至最 終濃縮率，以獲得第二濃縮組分。
[0016] 根據這種濃縮方法，在第一濃縮過程中于沸點處加熱粗多異氰酸酯。這不僅能夠 提供多異氰酸酯進行蒸餾所需要的處理時間，而且能夠提供副產的含Cl氣體例如氯化氫 和碳酰氯進行蒸餾所需要的處理時間，同時多異氰酸酯剩余物被濃縮。此外，在第一濃縮過 程中，粗多異氰酸酯僅僅被濃縮至到達最終濃縮率前的一個中間濃縮率。因此，能夠抑止粗 多異氰酸酯的熱聚合。粗多異氰酸酯的熱聚合包括多異氰酸酯與多異氰酸酯剩余物的反 應。在這種反應為二級反應的情況下，當多異氰酸酯和多異氰酸酯剩余物為等量時，極大地 促進聚合。此外，當多異氰酸酯剩余物被濃縮時，濃縮溶液的粘度增加顯著。當在多異氰酸 酯剩余物被濃縮至最終濃縮率的情況下分配所副產的含Cl氣體（例如氯化氫和碳酰氯） 與多異氰酸酯一起蒸餾所需要的處理時間時，除了多異氰酸酯和多異氰酸酯剩余物的熱聚 合外，由于重沸器的污染、傳熱系數的減少、以及由于多異氰酸酯剩余物增加而引起的沸點 增加，加熱介質的溫度升高。這可以引起重沸器和輸送管道的阻塞。
[0017] 然后，在第二濃縮過程中，通過蒸發將在第一濃縮過程中所獲得的第一濃縮組分 濃縮至最終的濃縮率。由于含Cl氣體例如氯化氫和碳酰氯已經在第一濃縮過程中從第一 濃縮組分中去除，能夠抑止由剩余的含Cl氣體例如氯化氫和碳酰氯而引起的多異氰酸酯 剩余物的粘度增加。此外，當多異氰酸酯剩余物被蒸發時，能夠縮短濃縮所需要的時間，使 得能夠減少加熱歷程，由此能夠抑止其熱聚合。
[0018] 因此，在這種方法中，可以在短時間內從粗多異氰酸酯中有效地濃縮多異氰酸酯 剩余物。此外，通過抑止粘度的增加，能夠提供穩定的多異氰酸酯剩余物的輸送，同時能夠 防止輸送管道的阻塞。
[0019] 在本發明多異氰酸酯剩余物的濃縮方法中，優選的是，設定第一濃縮組分的濃縮 率使得多異氰酸酯的濃縮率為每100重量％第一濃縮組分95-60重量％，多異氰酸酯剩余 物的濃縮率為每100重量％第一濃縮組分5-40重量％;設定第二濃縮組分的濃縮率使得多 異氰酸酯的濃縮率為每100重量％第二濃縮組分10-59重量％，多異氰酸酯剩余物的濃縮 率為每100重量％第二濃縮組分90-41重量％。
[0020] 在本發明的多異氰酸酯剩余物的濃縮方法中，優選的是，在第一濃縮過程中于 155-190°C下加熱粗多異氰酸酯。
[0021] 在本發明的多異氰酸酯剩余物的濃縮方法中，優選的是，在第二濃縮過程中使用 薄膜式蒸發器蒸發第一濃縮組分。
[0022] 在本發明的多異氰酸酯剩余物的濃縮方法中，優選的是，第二濃縮組分的Cl含量 不多于2重量％。
[0023] 當第二濃縮組分的Cl含量不多于2重量％時，能夠有效地阻止剩余物的粘度的增 加。
[0024] 本發明提供一種多異氰酸酯剩余物的處理方法，其中，通過上述的濃縮多異氰酸 酯剩余物的濃縮方法獲得的第二濃縮組分與高溫高壓水進行接觸，由此它被分解為多胺。
[0025] 本發明提供一種多異氰酸酯剩余物的處理方法，其中，包括多異氰酸酯和多異氰 酸酯剩余物并且Cl含量不多于2重量％的粗多異氰酸酯與高溫高壓水進行接觸，由此它被 分解為多胺。
[0026] 根據這些處理方法，由于具有不多于2重量％的Cl含量的第二濃縮組分通過與高 溫高壓水進行接觸被分解為多胺，所以可以以高回收率回收多胺。
[0027] 本發明提供一種多異氰酸酯剩余物的濃縮系統，其包括：蒸餾器，用于通過在沸點 處加熱粗多異氰酸酯將多異氰酸酯剩余物從包括多異氰酸酯和多異氰酸酯剩余物的粗多 異氰酸酯中濃縮至達到最終濃縮率前的一個中間濃縮率，