[发明专利]一种降低异氰酸酯产品色度的方法和一种异氰酸酯精馏塔气相采出流量的自动控制方法

说明书

本发明提供一种降低异氰酸酯产品色度的方法和一种异氰酸酯精馏塔气相采出流量的自动控制方法，该方法是在异氰酸酯制备的精馏过程中，针对采用蝶阀控制流量的精馏塔侧线气相采出得到的异氰酸酯产品，可以通过控制精馏产物中结焦物含量，使异氰酸酯产品色号＜30Hazen(铂钴色号)，所述结焦物包括大分子聚合物和氧化物，其中大分子聚合物含量＜3ppm，氧化物含量＜10ppm。本发明还通过均压管线调节阀与气相管线大蝶阀双重控制的控制方法不仅可以实现采出流量的稳定控制，还可防止在蝶阀阀板背面(靠近换热器侧)生成结焦物，最终解决在精馏过程中出现的产品色度升高问题。

技术领域

本发明涉及一种降低异氰酸酯产品色度的方法，以及一种异氰酸酯精馏塔气相采出流量的自动控制方法，通过该方法可以显著降低异氰酸酯产品的色度，延长装置运行周期，属于异氰酸酯生产及精馏塔控制的领域。

背景技术

异氰酸酯是制备聚氨酯材料的重要原料，目前主流工艺为光气化工艺，其工业化生产流程为：首先制备异氰酸酯对应的胺，再通过光气化反应来制备粗异氰酸酯，粗异氰酸酯包括多种异构体以及多环的重组分，再通过精馏分离精制得到特定异构体组成和含量的不同产品。

通过精馏塔分离异氰酸酯异构体是行业内公知的工业化手段，精馏塔的形式多采用侧线精馏塔或隔壁塔，以实现一个精馏塔得到多种不同异构体含量的产品及节能的目的。例如：

专利CN 101003497A中公开了一种二苯基甲烷二异氰酸酯混合物的蒸馏处理方法，将原料二苯基甲烷二异氰酸酯混合物加入到精馏塔的塔中，在侧线采出包含50-60wt％的2,4-MDI、40-50wt％的4,4-MDI和低于1.5wt％的2,2-MDI以及包含低于1wt％的2,4-MDI和高于99wt％的4,4-MDI的两股产品，通过该方法可节省精馏步骤，减少设备投资和运行成本。

专利CN 1810776A中公开了一种二苯基甲烷二异氰酸酯的同分异构体混合物的蒸馏方法，通过间壁塔实现对MDI二环混合物的分离，其中在分离壁区域的主分馏区的侧线采出2,2-MDI含量很低的异氰酸酯产品。

专利CN 103313967A中公开了一种对MDI异构体混合物的精馏纯化方法，在精馏塔侧线采出高4,4-MDI含量的物流，其中特别指出，为降低异氰酸酯产品中二聚体(脲二酮)的含量，必须将产品以气态形式采出，然后在最长5s的时间内快速冷却到20-60℃，以提高产品的储存稳定性。

由于异氰酸酯在高温下如果以液体形式存在，短时间内即可自聚生成大量二聚体(脲二酮)，降温后二聚体溶解度变低，会析出导致产品浑浊，或大幅缩短保质期，因此在精馏塔的侧线必须以气相形式直接采出至换热器中快速降温至45℃左右。如上述专利所公开的方法，通过侧线气相采出可以有效降低脲二酮等自聚杂质的生成量，但仍存在长期运行过程中往往会出现产品色度升高的问题没有得到解决。

为了维持精馏塔的稳定运行，气相采出流量必须进行控制，最为通用的控制方法为在精馏塔与换热器之间的侧线采出气相管线上设置阀门控制，而由于在真空条件下，物流体积流量大，采出管线直径较大(通常大于1m)，大口径的调节阀以蝶阀最为常用。

异氰酸酯在精馏过程中通过蝶阀可以实现侧线采出流量的稳定控制，但本发明发现，在实际运行中蝶阀阀板背面(靠近换热器侧)会随着运行时间的延长累积大量红褐色固体结焦物，导致阀门开关动作迟缓、卡涩、影响装置长周期稳定运行。现有技术中均未提及这一问题的存在，或者给出相应的解决方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明以蝶阀控制精馏塔侧线采出流量的工艺为基础，进行了系统性研究，发现该工艺精馏过程中产生的结焦产物是导致产品色度升高的主要原因之一，由此提供了一种通过控制精馏产品中的结焦产物含量来降低产品色度的方法。同时，本发明还提供了一种防止精馏过程生成结焦产物的方法：将蝶阀开度维持在50-80％的开度和减少蝶阀动作频次。