Способ выделения органических диизоцианатов из жидкого остатка их дистилляции
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«ii983124
Союз Советских
Социалистичесних
Реслублин
l (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51.) М. Кл, (22) Заявлено 13.08.76 (И) 2389494/23 — 04 (23) Приоритет — (32) 15.08.75 (31) NP С 07 С/187866 (33) ГДР
С 07 С 119/042 рвеуларстаеаый явяятат
CCCP ао аелаи язвбретеких и ютхрыткй (53) УЙК 546.268..2.07 (088.8) Опубликовано 23.12.82. Бюллетень № 47
Дата опубликования описания 23.12.82
Иностранцы
Гюнтер Мюке и Дитер Штароста (ГДР) (72) Авторы изобретения
Иностранная фирма
"ФЕБ Зюнтезеверк Шварцхайде (ГДР) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ДИИЗОЦИАНАТОВ
ИЗ ЖИДКОГО ОСТАТКА ИХ ДИСТИЛЛЯЦИИ
Изобретение относится к области непрерывного. термического отделения органических изоцианатов из жидкого остатка дистилляции, которые образуются при получении органических изоцианатов в результате фосгенирования аминов.
Эти остатки дистилляции содержат органнческие изоцианаты с содержанием ЙСО-групп приблизительно 30%. Так как органические изоцианаты являются очень дорогими и очень ядовитыми продуктами, их регенерация необ- 1л ходима как из соображений защиты окружающей среды, так и иэ экономических соображений. Обработка остатка дистилляции является очень трудной, так как при содержании
NCO-групп около 25 мас.% наблюдается очень 1к сильное увеличение вязкости, и остаток дистилляции склонен к полимеризацни.
Известен способ отделения органических изоцианатов из жидкого остатка диспцшяции, в ходе которого находящиеся иод давлением З1 остатки дистилляции нагреваются до 200—
300 С, после чего перегретые остатки дистилляиии направляются в виде капелек в зону пониженного давления (1-50 мм рт. ст.), где изоцианаты испаряются. без дополнительного под-1у вода тепла. После этого чистые изоцианаты конденсируются, а остатки дистилляции с неболь,шим количеством изоцианатов остаются в виде вязкой жидкости нли в твердой форме в испарителе. В этом способе все тепло, необходимое для испарения, подводится за счет, ерегрева исходного продукта, причем температура перегрева ограничена сверху максимальной температурой нагрева 300 С 11).
Однако при увеличении температуры нагрева возрастают потери изоцианата вследствие полимеризации, так как эта температура недостаточна для обратного расщепления образующихся полимеров. При болыйих концентрациях изоцианатов йодводимого для перегрева смеси тепла не хватает для полного испарения изоцианатов. Образующийся остаток содержит еще иэоцианаты, вследствие чего он является клейким, и его трудно 1 далять из испарителя.
В ходе испарения, по мере уменьшения содержания изоцианатов, температура испарения снижается и скорость испарения уменьшается.
Целью изобретения является повышение выхода целевых продуктов и упрощение процесса.
3 983124
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения, органических диизо" цианатов, заключающемуся в том, что кубовый остаток подвергают разгонке в вакууме в две стадии, на первой стадии в тонкой пленке нагревают за 5 — 20 с до 250 — 350 С и на второй стадии за 5 — 10 мин до 300 — 430 С и в вакууме
1 — 50 торр, а образующуюся твердую пленку остатка размалывают и удаляют из испарителя в виде сыпучего порошка. 1О
Отличительной особенностью способа является разгонка в две стадии в вакууме 1—
50 торр, первая стадия проводится при температуре 250 — 350 Ñ за 5 — 20 с, а вторая при температуре 350 — 430 С за 5 — 10 мин с последующим удалейием твердой пленки остатка в виде сыпучего порошка.
Способ осуществляется следующим образом.
Остаток дистилляции, который получается при фосгенировании аминов, обрабатывают 2О до тонкого слоя жидкости в результате распыления или нанесением слоев. Этот слой >кидкости за короткое время быстро нагревают до температуры, превосходящей температуру кипения органического изоцианата на 100 — 200 С.
Это происходит за 5 — 20 с. После этого температуру медленно, т. е, за 5 — 10 мин повышают, чтобы она по меньшей мере на 260 С была выше температуры кипения изоцианата. Такой порядок температуры подцерживают до полного испарения изоцианата. В результате этой меры получается тонкий и свободный от изоцианата слой остатка после испарения, который легко может быть разбит. Полученное в результате этого твердое вещество может быть легко транспортировано.
Пример 1. ь)статок дистилляции после получения толуилендйизоцианата (ТдИ) с содержанием NCO- ãðóïï 29,5 мас.% после. нагревания до температуры кипения при î
5 мм рт . ст. в видб приблизительно 1 мм толщины слой жидкости нагревают при давлении
5 мм рт. ст, в течение 10 с до 200 С и в результате последующего подвода тепла в течение 5,5 мин нагревают до 300 С. Нагревание слоя жидкости происходит в результате тепло45 обмена с электрически обогреваемой Cr.NiстальнЬй пластиной, которая так замерена и нагрета, что ее теплоемкость восполняет потребность для быстрого нагревания слоя жидкос4 ти до 200" С и испарения значительной части толуилендиизоцианата. Полученный таким образом сильно пористый сухой остаток с содержанием NCO-групп ниже определяемой границы 0,1 мас.%, Остаток размалывают охлаждают до 250 С и после помещают в орошаемую форму.Испарившийся продукт конденцируют при тем пературе приблизительно 404С. Его содержание
NC0-групп составляет 47,0 мас.%. При предположении, что остаток дистилляции состоит из толуилендиизоцианата и высокомолекулярного соединения, свободного от NCO-групп, выход толуилендиизоцианата составляет 89%.
Пример 2. 4,4 кг/ч остатка дистилляции при производстве толуилендиизоцианата, образующегося при фосгенировании аминов, направляют на стадию испарения. Преварительно подогретый до 130 С остаток дистилляции, содержащий 29,? вес.% NCO-групп и 31 вес.% толуилендиизоцианата (ТДИ) имеет вязкость
1600 сП. На первой стадии дистилляционный остаток, находящийся в виде пленки жидкости, толщиной 2 мм, нагревают при давлении
5 мм рт, ст в течение 8 мин до температуры о
350 С. Нагрев пленки осуществляют за счет теплообмена с электрически нагреваемой пластиной из хромоникелевой GTBJIH. При этом пластина нагревается таким образом, чтобы тепла, передаваемого от нее к пленке, хватило бы для быстрого нагрева последней. При нагреве остатка дистилляции до 250, и затем соответственно 350 С, ТДИ испаряется. Одновременно при таких: высоких температурах происходит расщепление образующихся полимеров, причем при этом образуется ТДИ, который туг же испаряется. Испаривщийся ТДИ конденсируют при 30 С. В час получают 2,22 кг конденсата, содержащего 48,1 вес.% NCO-групп и 98,3 вес%
ТДИ. Таким образом, выход NCO-групп составляет 83)3%, а ТДИ вЂ” 160,4%.
При испарении ТДИ получают сухой пористый остаток (1,97 кг/ч), содержащий 0,2 вес.%
NCO-групп и именно 0,1. вес.% ТДИ. Остаток измельчают и охлаждают. Таким же образом перерабатывают и другие остатки.
В табл. 1 и 2 приводятся параметры процесса при переработке ТДИ вЂ” остатка (пример 3) и 4,4 -дифенилметандиизоцианатостатка (МДИ-остатка) (пример 4) .
983124
Ч аблица 1
Показатели
1600
Вязкость, сП
180
130
3,60
2,00
4,4
15,1
30,0
31,0
41,9
1,915
0,80
2,22
46,7
30,1
48,1
95,1
1,20
0,975
1,97
0,1
0,1
0,2
0,1
0,1
0,3
Условия процесса
180
120
130
Около 2
Около 2
Около 2
250
350 температура, С
250
350
350
430
Остаток дистилляции
Температура предварительного подогрева, С
Массовый расход, кг/ч
Содержание NCO-групп, вес.%
Содержание ТДИ, вес.%
Содержание МДИ, вес.%
Конденсат
Массовый расход, кг/ч
Содержание NCO-групп, вес.%
Содержание ТДИ, вес.%
Содержание МДИ, вес.%
Остаток после испарения (твердый) Массовый расход, кг/ч
Содержание NCO-групп, вес.%
Содержание ТДИ, вес.%
Содержание МДИ, вес.%
Температура предварительного подогрева, С
Давление, мм рт. ст.
Толщина пленки, мм
Первая стадия нагрева: время нагрева, с
Вторая стадия нагрева: время нагрева, мин температура, С
Остаток дистилляционный
ТДИ (прнмер 2) Остаток дистилляционный
ТДИ (пример 3) Остаток дистилля ционный
ТДИ (пример 4) 8
Продолжение табл. 1 983124
Показатели
30
83,3
82,7
82,1
160,4
120,7
152
Таблица 2
Показатели
ТДИ вЂ” остаток перегонки (прнмер 4) ТДИ- остаток перегрнки (пример 5) Вязкость, сП
1700
Около 1800
130
130
3,11
3,11
29,7
27,1
30,7
29,9
Конденсат
175
1,26
464
47,8
97,6
97,8
1,20
1,74
0,25
0,4
0,2
130
130
50
Температура конденсации, С
Выход NC0-групп, %
Выход ТДИ, %
Выход МДИ, %
Остаток перегонки
Температура подогрева, С
Весовой поток, кг/ч
NC0-содержание., вес.%
ТДИ-содержание, вес.%
Весовой поток, кг/ч
NC0-содержание, вес.%
ТДИ- содержание, вес.%
Остаток выпаривания (твердый)
Весовой поток, кг/ч
NCO-содержание, вес.%
ТДИ-содержание, вес.%
Условия способа
Температура подогрева, С
Давление, торр
Остаток дистилляциоиный
ТДИ (пример 2) Остаток д истилляцнонны
ТДИ (пример 3) Остаток дистнлляционный
ТДИ (пример 4) 983124
Продолжение табл. 2
Толщина слоя, мм кол коло время нагревания, с
10 температура, С
Вторая стадия нагревания: время нагревания, мин
10
430 температура, С
430
Температура конденсации, С
NCO-выход, %
ТДИ-выход, %
90,5
63,4
133
179
Формула изобретения
Способ вьщеления органических диизоцианатов общей формулы (NCO)
Ф где R — 2,4 и 2,6- толуилен, 4,4 -дифенилметан или 2,6-гексаметилен из кубового остатка перегонки путем термической отгонки в вакууме 1 — 50 мм рт. ст., отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов и упроСоставитель О. Оксинойд Техред Л.Пекарь
Редактор. Г. Волкова
Корректор М. Шароши
Подписное
Тираж 445
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 9833/29
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, кул. Проектная, 4
Первая стадия: нагревания:: щения процесса, отгонку ведут в две стадии, на первой стадии остаток дистилляции в тонкой пленке нагревают за 5 — 20 с до 250 — 350 С . и на второй стадии за 5 — 10 мин до 300—
430 С, а образующуюся твердую пленку размалывают и удаляют из исларителя в виде сыпучего порошка.
Источники информации. принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 2706169, кл. 203 — 88;
1955 (прототип) .
