[发明专利]一种清洗氨基甲酸酯热分解反应器结焦的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由二苯甲烷二氨基甲酸酯热分解制备二苯甲烷二异氰酸酯过程中产生的结焦物的清洗方法。

背景技术

异氰酸酯是制备聚氨酯的重要原料，鉴于目前异氰酸酯光气法工艺存在的缺点，国内外化工企业一直都在寻找更经济和安全的非光气法生产路线，其中氨基甲酸酯热分解法制异氰酸酯代表了未来工艺的发展方向。

目前国内外的研究全部集中在氨基甲酸酯的热分解反应工艺上，对于在反应过程中在反应器内及其辅助设备中形成的结焦物的清理方法，都没有提及。实际上，不管是氨基甲酸甲酯热分解的溶剂法，无溶剂法还是气相热解法，都存在结焦的问题，随着反应器形式的不同，这些结焦可能存在于填料、反应器内壁、管线、搅拌器、刮板等处，轻着影响传质和传热，劣化反应的技术指标，重着造成堵塞，引起事故。

对于结焦物的清理，目前常用的通用方法为锤打、铲敲，火烧的办法虽有一定效果，但存在对设备材质造成损害，劳动强度大的缺点。

高压水射流清洗方法不损坏和腐蚀被清洗物基质，无污染，但仍存在高压泵和旋转密封装置故障率高，顽固的结焦需通过提高压力来清除，存在一定的安全隐患。

化学清洗方法借助清洗剂对结焦层进行化学转化、溶解、剥离，以达到脱脂、去污的效果。由于液体有流动性好、渗透力强的特点，容易均匀分布到所有清洗表面，所以适合清洗形状复杂的物体，而不至于产生清洗不到的“死角”。化学清洗的缺点是化学清洗液选择不当时，会对清洗物基体造成腐蚀破坏，造成损失。化学清洗产生的废液排放，尤其是水基清洗液的排放是造成环境污染的主要原因。

对于氨基甲酸酯热解反应形成的结焦，成分十分复杂，结焦物中含有氨基甲酸酯基、脲基、异氰酸基、异氰酸酯基、胺基、亚胺基等多种化学基团，通过基团之间的反应，形成多聚体、大分子交联聚合物以及局部受热形成的碳化物。水基化学清洗液因清洗液中含有水，可与结焦中残留的异氰酸根反应生成不熔(溶)的高分子脲类化合物，使结焦层更难于清理。采用有机溶剂来溶解结焦，通过试验，未发现有较为实用的溶剂，部分溶剂能使结焦层表面变软，但仍需采用人力刮除。

发明内容

本发明的目的是提供一种清洗氨基甲酸酯热分解反应器结焦的方法。找到一种适合于氨基甲酯酸热分解反应器结焦的清洗液，具有快速除去结焦、无需人工铲敲、安全性好、不产生废水，可循环利用等优点。

本发明所述的一种用于氨基甲酯酸热分解反应器结焦的清洗液，包括99-99.9％主清洗剂和0.1-1％助清洗剂，所述的主清洗剂由烷基二元醇或烷基二元醇醚和烷基一元醇组成，其质量比为：烷基二元醇或烷基二元醇醚90-99％，烷基一元醇1-10％；助清洗剂为苯酚钾或对硝基苯酚钠。

如上所述的主清洗剂，其质量比组成优选烷基二元醇或烷基二元醇醚92-96％，烷基一元醇4-8％。

如上所述的烷基二元醇优选乙二醇和丙二醇，烷基二元醇醚优选二甘醇和三甘醇，烷基一元醇优选C₂-C₄一元醇。

将反应器浸泡清洗剂中或打开进料泵，以60-100ml/min的流量进行清洗剂循环清洗，在100-200℃的温度，1-3小时可清除反应器结焦，当清洗液中所含的被剥离下来的结焦固体质量含量超过10％时，经过滤处理，滤液继续用作清洗液，结焦物按危险废弃物妥善处置。

本发明的优点是在100-200℃的温度下能够快速除去结焦、无需人工铲敲，特别是对于管式反应器内的填料或薄膜蒸发反应器的刮板等结构较复杂的部件，清洗时间只需1-3小时，对设备无损害，而手工刮除则需要两天时间，采用有机溶剂来溶解结焦，结合手工刮除，最短也需要15小时。清洗过程为常压，安全性好，不产生废水，清洗液可循环重复利用。

具体实施方式

实施例1：

按如下质量比配制清洗液：

乙二醇     97.4％

乙醇       2.5％

苯酚钾     0.1％

至三角瓶中加热搅拌均匀，放入管式反应器内取出的结焦的不锈钢填料，三角瓶上加空冷管，加热温度140-160℃，2.5小时后填料上的结焦物全部被清除。

实施例2：

按如下质量比配制清洗液：

二甘醇    92％

异丙醇    7.2％

苯酚钾    0.8％