[发明专利]一种用于脱除光气中水分的催化剂，及异氰酸酯生产过程中光气中水分脱除的方法

说明书

本发明公开了一种光气化法制备异氰酸酯生产过程中，系统循环光气中水分脱除的方法，包括：将系统中包含有水分、有机溶剂、液态光气的混合溶液，通入装载了催化剂的催化分解反应器进行催化反应，光气与水分反应后生成二氧化碳和HCl，液相得到含光气、少量水分、有机溶剂的混合溶液，返回下游溶剂精制系统。催化分解反应器的催化剂为经聚酰亚胺及氧化钛改性的新型复合催化剂。本工艺可有效脱除光气系统中水分，降低水分与系统中氯化氢结合产生的盐酸量，大大降低了涉光气设备在酸性环境下的腐蚀失效风险。并可有效解决水分与系统中异氰酸酯类活性组分反应生成脲类堵塞物问题，延长装置稳定运行时间，具有可观的经济效益。

技术领域

本发明涉及光气化法制备异氰酸酯领域，具体涉及一种用于脱除光气中水分的催化剂，及异氰酸酯生产过程光气中水分脱除的方法。

背景技术

异氰酸酯是异氰酸各种酯的总称，是生产聚氨酯的重要原料，对聚氨酯行业的发展起到举足轻重的作用。按结构分类，异氰酸酯分为脂肪族、脂环族及芳香族异氰酸酯。异氰酸酯生产工艺类似，生产方法也可归纳为光气化法和非光气化法。光气法毒性高、危险性大，但其技术相对成熟，仍是当今生产的主要方法，世界85％～90％的脂肪族二异氰酸酯采用光气法生产。

根据现有技术，光气化法可分为液相光气化法和气相光气化法。在工业生产中，无论液相还是气相光气化法，均需使用大量的光气作为原料，同时为保证反应转化率，系统中光气一直处于过量状态，过量的光气始终在反应系统循环，反应气相一般含有大量的光气、溶剂气体等，而后反应气相经过冷凝、溶剂捕集吸收、深冷，回收溶剂气体和光气，富含饱和光气的溶剂经过精馏，分离出溶剂和光气，循环光气作为反应原料再次进入反应系统参与光化反应。因异氰酸酯的生产原料之一胺类中水含量较高，及光化反应后，溶剂脱除阶段为节约能耗和降低温度，一般为负压工艺，受设备密封影响，会抽进部分外界空气和水分进入生产系统，导致系统中水含量上升，水分不可避免会在光气设备及管线中富集，严重时水分会与系统中异氰酸酯类活性组分反应生成脲类堵塞物影响装置稳定运行，也会与氯化氢结合生成盐酸，导致氯离子腐蚀设备及管线，容易造成设备管道腐蚀穿透导致光气泄露、换热器漏水，装置被迫停车等，形成巨大的生产隐患。

CN105085199A中公开了一种二甲醚分子筛脱水的方法。石化行业二甲醚生产过程中，脱水在装填有3A分子筛塔中进行，通过对含水量为150～300μg/g的二甲醚进行分子筛脱水，脱水后二甲醚含水量小于5μg/g。该分子筛除水技术虽然在轻烃类，特别是天然气脱水中运用已是公知的技术，但在异氰酸酯行业，因生产系统中含大量腐蚀性、高毒性光气，与水反应产生盐酸，会逐渐腐蚀分子筛，无法满足长周期运行，该工艺脱水有一定的局限性。

CN108310803A中公开了一种制备聚α烯烃工序中除水用的分子筛精制器，利用两电动千斤顶带动两料舱在腔体内相对滑动，两料舱内设置的分子筛颗粒将腔体内注入的费托合成烯烃中含有的微量水分进行吸附，起到了快速去除费托合成烯烃中含有的微量水分的目的。在实际运用过程中，分子筛经长期高压环境，会出现强度下降导致粉化造成系统压降上升的问题。

CN106310891A中公开了一种深冷净化光气废气工艺方法，含有光气的尾气分别经过两个或三个串联冷凝器并分别在不同的温度下进行冷凝；然后进入SN-7501塔催化分解净化光气；最后进入碱液破坏塔，尾气被碱吸收后直接排出大气。采用SN-7501催化分解光气同样有必须使用稀盐酸做为溶剂的弊端，因稀盐酸对不锈钢设备的腐蚀，在光气精制系统，无法使用该催化剂分解光气和水分，若无稀盐酸作为溶剂，分解效率将明显下降。

CN108855168A中公开了一种光气分解催化剂的制备方法，该工艺制备的催化剂运用于稀盐酸分解尾气中光气，对于短时间内分解高浓度的光气效果较好，但因其本身组成并未对处理光气中低浓度水分脱除进行优化改进，故其对于光气中微量水分脱除的效果有限。