Способ гранулирования блокированного -капролактамом толуилендиизоцианата

 

Изобретение относится к технологии получения гранулированного блокированного e -капролактамом толуилендиизоцианата для использования в производстве шин, резино-технических изделий и других материалов. Способ гранулирования блокированного e -капролактамом толуилендиизоцианата /смесь изомеров 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов в соотношении 80:20 или 65:35/ осуществляют разбрызгиванием расплава продукта с температурой 140-150^oC и содержанием 1-2 мас. % свободного e -капролактама, в воду с температурой не выше 30^oC с последующей фильтрацией и сушкой гранул воздухом с температурой 30-35^oC.

Изобретение относится к технологии получения гранулированного блокированного ε -капролактамом толуилендиизоцианата и может быть использовано в производстве шин, резино-технических изделий и других материалов.

Известны способы гранулирования расплава путем разбрызгивания капель и их кристаллизации в потоке хладагента /воды или масла/ [1] "Мокрое" гранулирование серы [2] осуществляют вводом струм расплава в воду с охлаждением капель вплоть до кристаллизации.

Температура плавления серы 119^oC и для устойчивого существования расплава ее перерабатывают при 125-127^oC. Так как хладагент-вода инертен по отношению к сере, для получения высокопрочных гранул разницу температур расплава серы и воды поддерживают на минимальном уровне. Гранулы диаметром 0,5-6 мм обезвоживают и высушивают доя содержания влаги около 0,25% Блокированный e -капролактамом толуилендиизоцианат способен диссоциировать на исходные продукты толуилендиизоцианат и e -капролактам- одновременно с плавлением. Начиная со с 155^oС, расплав продукта диссоциирует с выделением токсичного толуилендиизоцианата, в то время как плавление заканчивается около 160^oC. Поэтому термическая нестабильность продукта не позволяет вести грануляцию расплава при температуре выше 160^oC, когда все вещество находится в расплаве. Кристаллизация блокированного e -капролактамом толуилендиизоцианата начинается при 136^oС быстрым нарастанием вязкости расплава и заканчивается при 70-80^oC. Дальнейший процесс охлаждения гранул сопровождается их "стеклованием", причем гранулы деформируются вплоть до 35-40^oC.

Задачей, не решение которой направлено изобретение, является создание способа грануляции расплава блокированного e -капролактамом толуилендиизоцианата, в котором грануляция идет при температуре ниже начала доссоцации продукта.

Поставленная задача осуществляется путем разбрызгивания в инертную среду /воду, расплава продукта при 140 150^oC, содержащего 1-2 мас. свободного e -капролактама, снижающего температуру плавления реакционной смеси.

Так как плотность продукта близка к плотности воды, для равномерного распределения гранул в объеме и разбивания слипшихся комков гранул к стенке корпуса подведена труба подачи сжатого воздуха к границе вода-воздух. Удаление гранул из аппарата производят как по переливу с поверхности воды, так и снизу аппарата, отсекая воду сетчатым вибрационным транспортером. Гранулированный продукт с содержанием 3 4 мас. воды подсушивается подогретым воздухом с температурой 30 35^oC во избежание слипания гранул. Влажность высушенных гранул не более 1 мас.

Так как основным критерием качества продукта является содержание связанных изоцианатных групп /не ниже 19,5 мас. при 21 мас% теоретически/, для исключения взаимодействия воды и изоцианатных групп на поверхности гранул температура воды не допускается выше 30^oC, а время контакта сведено к минимально необходимому для снятия тепла. Размер получаемых гранул при диаметре отверстий форсунки 1,5 2 мм составляет 0,5 6 мм; плотность вещества 1176 кг/м³; насыпной вес гранул 500 600 кг/м³; угол естественного откоса 32^oC.

Пример 1. Расплав блокированного e -капролактамом толуилендиизоцианата /смесь изомеров 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов/ в соотношении 80:20 /с содержанием свободного e -капролактама 1 мас. в количестве 207 мас.ч./ч поступает из реактора синтеза в форсунку с отверстиями, обогреваемую паром. Температура расплава 145^oC. Температура охлаждающей воды 20^oC. Влажность гранул, поступающих на сушку, 4 мас. Температура воздуха для сушки гранул 30^oC. Влажность высушенных гранул 0,5 мас. Содержание связанных изоцианатных групп 19,7 мас.

Пример 2. Расплав блокированного e -капролактамом толуилендиизоцианата /смесь изомеров 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов в соотношении 65-35 /с содержание свободного e -капролактама 2 мас. в количестве 207 мас.ч. поступает в обогреваемую паром форсунку. Температура расплава 140^oC. Температура охлаждающей воды 15^oC. Влажность гранул, поступающих на сушку, 3 мас. Содержание связанных изоцианатных групп 19,5 мас. Температура воздуха для сушки гранул 28^oC. Влажность высушенных гранул 1 мас.

Пример 3. Гранулирование как в примере 1, но содержание свободного e -капролактама 3 мас. Содержание связанных изоцианатных групп 19,0 мас. Продукт не удовлетворяет требованиям качества.

Пример 4. Гранулирование как в примере 2, но содержащие свободного e -капролактама 0,5 мас. Кристаллизация продукта начинается в отверстиях форсунки, и грануляция прекращается.

Пример 5. Гранулирование как в примере 2, но температура расплава, поступающего на грануляцию, 137^oC. Высокая вязкость расплава приводит к неустойчивости процесса грануляции.

Пример 6. Гранулирование как в примере 1, но температура воздуха для сушки гранул 40^oC. На выходе из сушки много слипшихся гранул, образовавших комки.

Пример 7. Гранулирование как в примере 1, но температура расплава, выходящего из форсунки, 153^oC. Содержание связанных изоцианатных групп в продукте 17,8 мас. что не удовлетворяет требованиям качества.

Формула изобретения

Способ гранулирования блокированного ε-капролактамом толуилендиизоцианата (смесь изомеров 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов в массовом соотношении 80:20 или 65:35) разбрызгиванием расплава в охлаждающую жидкость с отверждением и грануляцией, последующим отделением гранул фильтрацией и их сушкой, отличающийся тем, что разбрызгивают расплав с температурой 140 150^oС и с содержанием свободного e-капролактама 1 2 мас. при этом в качестве охлаждающей жидкости используют воду с температурой не выше 30^oС, после чего отфильтрованные гранулы сушат воздухом при 30 35^oС.