[发明专利]一种TDI残渣的热裂解方法

说明书

本发明提供了一种TDI残渣的热裂解方法，该方法为：将TDI残渣粉碎，部分TDI残渣与乙二醇混合后加热，加入剩余TDI残渣加热回流、蒸发后热裂解，通入氮气，以10℃/min从室温升至250℃，再以1℃/min从250℃升至300℃，恒温3h，然后以1℃/min升至350℃，恒温3h，得到TDI残渣热解产物。该方法条件温和，先用乙二醇溶解TDI残渣粉末，使TDI残渣组分均匀，通入氮气防止热裂解产物氧化或燃烧，从250℃升至300℃，TDI残渣中吸附的有机溶剂析出(如DEIP等)及溶剂形成的聚合物热裂解，再从300℃升至350℃则TDI聚合物热裂解，本发明摒弃传统超临界萃取或水解工艺的高压高温条件，对设备损耗小、安全性高、降低工艺成本，节能环保，得到的TDI残渣热解产物能回收利用，裂解产率达83％以上。

技术领域

本发明属于热裂解方法技术领域，具体涉及一种TDI残渣的热裂解方法。

背景技术

TDI是甲苯二异氰酸酯的简称，TDI是制造聚氨酯的重要基础化工材料，由于TDI生产和投资大，科技水平高，因此也是国际上公认的“两大一高”产品，其产品广泛应用于家、建筑、汽车、涂料。聚氨酯为世界六大具有发展前途的合成材料之一，具有耐磨、耐低温、耐油和耐臭氧等功能，近年已在我国取得了快速发展。TDI作为聚氨酯工业主要原料之一，由于其本身具有的优异性能和广泛用途，已成为异氰酸酯化合物中应用广泛的品种之一。但是在合成TDI的反应过程中TDI极易发生聚合反应生成一种主要由脲类化合物构成的焦油。这种焦油具有一定的热敏性，尤其是当焦油中所含有的TDI被蒸净的瞬间更容易发生膨化现象，即瞬间变成带有蜂窝状空隙的固体。目前，TDI生产过程中采用精馏塔将产品从塔顶蒸出，含有一定量TDI和焦油的塔釜残液从精馏塔底排出。在精馏塔的塔底也会由于操作温度高和停留时间长等原因进一步生成新的焦油。为了保证精馏塔底再沸器的连续稳定操作，须在釜底焦油中至少保留50％TDI，否则再沸器很容易结焦堵塞，造成事故停车，釜底积累形成TDI残渣。反应后的TDI残渣投入至海洋、掩埋处理和焚烧处理的非绿色处理方法，对环境造成和巨大的破坏，导致土壤污染和水质污染，焚烧会产生氮氧化物、硫氧化物、二噁英等有害物质，都不符合当今绿色环保的要求，而水解法处理TDI制备过程产生的焦油废料是在350℃或更低温度下、在气液状态或液态下进行的，并且添加氨水溶液、含有诸如碱土金属氢氧化物的碱类水溶液或含有诸如无机或有机酸的酸类的水溶液，在压力为1～5个大气压，温度为200℃～400℃的条件下，过热蒸汽也可用于水解。焦油在100℃或更低温度下，由于其低沸点组分比如甲苯二异氰酸酯含量高而显示流动性，故可以用超临界水或亚临界水进行有限的分解，但是水解法大部分需要超临界条件下才能实现，对设备装置要求高，并没有工业化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种TDI残渣的热裂解方法，该方法条件温和，先用乙二醇将TDI残渣粉末溶解，使得TDI残渣的组分均匀，在热裂解反应加热的过程中不易因TDI残渣的组分不均匀产生爆裂，热裂解反应在氮气保护的条件下进行，能够防止热裂解产物氧化或者燃烧，热裂解反应当温度从250℃升温至300℃的过程中，TDI残渣中吸附的有机溶剂析出(如DEIP等)以及溶剂形成的聚合物发生热裂解，当温度从300℃升温至350℃的过程中，TDI残渣中的TDI聚合物发生热裂解，摒弃了传统超临界萃取或水解工艺的高压高温条件，对设备的损耗小、安全性能高、降低了工艺成本，节能环保，热裂解后得到的TDI残渣热解产物可以进行回收利用，并且裂解产率达83％以上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种TDI残渣的热裂解方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将TDI残渣粉碎，得到TDI残渣粉末；

步骤二、将步骤一中得到的TDI残渣粉末分为2份，记为TDI残渣粉末1和TDI残渣粉末2，将TDI残渣粉末1与乙二醇混合后加入到反应器中加热，当温度升高至100℃时，再向反应器中加入TDI残渣粉末2，然后将温度升高至180℃～200℃，恒温回流0.5h～2h后，得到TDI残渣乙二醇混合液；