制備和優(yōu)選蒸餾處理二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種從含苯的進(jìn)料流制備和蒸餾處理二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的方法，其中，在硝基苯向苯胺的催化氫化反應(yīng)中，通過使用具有相同設(shè)計(jì)的兩個(gè)流化床反應(yīng)器產(chǎn)生處于兩個(gè)不同壓力水平的水蒸氣，所述水蒸氣部分或完全地滿足了整個(gè)工藝的能量要求，其中第一流化床反應(yīng)器是在設(shè)計(jì)用于流化床反應(yīng)器的苯胺負(fù)荷下操作并且提供處于第一個(gè)較低壓力水平的水蒸氣，和第二流化床反應(yīng)器是在比第一流化床反應(yīng)器更低的負(fù)荷下操作，使得第二流化床反應(yīng)器提供處于更高壓力水平的水蒸氣。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】制備和優(yōu)選蒸餾處理ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯(MDI)的方法本專利技術(shù)涉及一種從含苯的進(jìn)料流制備和蒸餾處理ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯的方法， ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯在下文中簡稱為MDI，其中將苯硝化成硝基苯，硝基苯被氫化成苯胺，苯胺與甲醛反應(yīng)得到亞甲基ニ苯基胺(MDA)，并且將MDA光氣化成MDI。在此方法中，在每個(gè)エ藝步驟中獲得的不是純產(chǎn)物，而是先獲得產(chǎn)物混合物，這些產(chǎn)物混合物在進(jìn)ー步加 エ前提純。為了處理來自不同エ藝階段的產(chǎn)物混合物，需要使用處于兩個(gè)不同壓カ水平的水蒸氣。目前，水蒸氣必須從放熱エ藝階段在單個(gè)壓力水平獲得，即硝基苯向苯胺的氫化反應(yīng)。對(duì)于在整個(gè)エ藝中的一部分エ藝步驟，另外必須從エ廠外部購買處于更高壓力水平的水蒸氣。因此，本專利技術(shù)的目的是提供一種從含苯的進(jìn)料流制備和蒸餾處理MDI的方法，此方法可以按照能量自足或基本自足的方式操作。此目的通過ー種從含苯的進(jìn)料流制備和蒸餾處理ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯(MDI) 的方法實(shí)現(xiàn)，其中，在エ藝階段I中，將含苯的進(jìn)料流硝化得到含硝基苯的產(chǎn)物混合物，在エ藝階段II中，將含硝基苯的產(chǎn)物混合物進(jìn)行處理，優(yōu)選進(jìn)行蒸餾處理，得到含硝基苯的進(jìn)料流，在エ藝階段III中，將含硝基苯的進(jìn)料流供應(yīng)給氫化反應(yīng)，在流化床反應(yīng)器中得到含苯胺的產(chǎn)物混合物，同時(shí)通過用水蒸發(fā)冷卻來除去反應(yīng)熱，并形成水蒸氣，在エ藝階段IV中，將含苯胺的產(chǎn)物混合物進(jìn)行處理，優(yōu)選進(jìn)行蒸餾處理，得到含苯胺的進(jìn)料流，在エ藝階段V中，含苯胺的進(jìn)料流與甲醛在酸性催化劑的存在下反應(yīng)，得到含亞甲基ニ苯基胺(MDA)的料流，在エ藝階段VI中，將含亞甲基ニ苯基胺的料流進(jìn)行提純，優(yōu)選通過蒸餾進(jìn)行，在エ藝階段VII中，將料流供應(yīng)給光氣化反應(yīng)，得到含MDI的產(chǎn)物混合物，和在エ藝階段VIII中，將含MDI的產(chǎn)物混合物進(jìn)行處理，優(yōu)選通過蒸餾進(jìn)行處理，得到純MDI，其中，在エ藝階段III中，通過使用具有相同設(shè)計(jì)的兩個(gè)流化床反應(yīng)器產(chǎn)生處于兩個(gè)不同壓カ水平的水蒸氣，所述水蒸氣部分或完全地滿足了用于エ藝階段IV、VI和VIII 的能量要求，其中-第一流化床反應(yīng)器是在設(shè)計(jì)用于流化床反應(yīng)器的苯胺負(fù)荷下操作的，并且提供處于第一個(gè)較低壓力水平的水蒸氣，和-第二流化床反應(yīng)器是在比第一流化床反應(yīng)器更低的負(fù)荷下操作的，使得第二流化床反應(yīng)器提供處于對(duì)于エ藝階段IV、VI和VIII所需的更高壓力水平的水蒸氣。エ藝階段I在エ藝階段I中，含苯的進(jìn)料流被硝化成含硝基苯的產(chǎn)物混合物的操作主要在エ 業(yè)中連續(xù)地進(jìn)行，其中將硝酸和硫酸的混合物(稱為混合酸)與苯合井。因?yàn)橄趸磻?yīng)基本上在酸相中進(jìn)行，所以苯必須從有機(jī)相擴(kuò)散入酸相，在酸相中與存在的硝酸反應(yīng)得到硝fc苯。EP-B 0 771 783描述了ー種將苯硝化的エ業(yè)方法，其中使用作為移動(dòng)噴射噴嘴設(shè)計(jì)的混合裝置，其中混合酸從中心內(nèi)管通過，所述中心內(nèi)管用作用于混合裝置的移動(dòng)噴射， 并且吸取含苯的進(jìn)料流，將此進(jìn)料流弓丨入位于內(nèi)管周圍的環(huán)狀空間中。BASF SE進(jìn)ー步改進(jìn)了此方法根據(jù)BASFエ藝，此反應(yīng)按照絕熱方式在管式反應(yīng)器中在大量過量的硫酸的存在下進(jìn)行，其中硫酸催化此反應(yīng)并用作熱載體以除去反應(yīng)釋放出的高熱量(八も=-117kJ -moF1)。溫度從初始的90°C升高到135°C。在反應(yīng)之后，從酸性相除去有機(jī)相。硫酸被濃縮并循環(huán)到エ藝中。含硝基苯的產(chǎn)物混合物也稱為粗硝基苯， 粗硝基苯用水和堿在混合器-沉降器級(jí)聯(lián)中洗滌，從而中和仍然存在的硫酸并除去雜質(zhì)。向硝基苯的硝化反應(yīng)可以優(yōu)選在具有靜態(tài)混合器的管式反應(yīng)器中進(jìn)行，如 WOO1/64333 所述。エ藝階段II在エ藝階段II中，將含硝基苯的產(chǎn)物混合物進(jìn)行處理，優(yōu)選通過蒸餾進(jìn)行處理， 在這種情況下苯和水作為低沸點(diǎn)物除去，并取出含硝基苯的進(jìn)料流，將含硝基苯的進(jìn)料流加入エ藝階段III，進(jìn)行催化氫化以得到含苯胺的產(chǎn)物混合物。エ藝階段III在エ藝階段III中，含硝基苯的進(jìn)料流進(jìn)行催化氫化以得到含苯胺的產(chǎn)物混合物，此反應(yīng)根據(jù)本專利技術(shù)是在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的。在流化床反應(yīng)器中的エ藝的エ藝規(guī)模實(shí)施已經(jīng)建立很長時(shí)間，更尤其參見德國專利DE 1 114 820，以及其補(bǔ)充專利DE 1 133 394。已經(jīng)知道硝基苯的催化氫化反應(yīng)是強(qiáng)放熱性的，導(dǎo)致保持反應(yīng)溫度是存在困難的。尤其需要保持反應(yīng)溫度以防止在催化劑上出現(xiàn)樹脂化和進(jìn)而防止催化劑的活性在短時(shí)間內(nèi)降低。為了控制這些問題，在DE 1 114 820的方法中，此反應(yīng)是在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行，其中硝基苯原料以液體形式在多個(gè)處于不同高度的位置供應(yīng)，并且氫化所需的氫氣是與硝基苯一起供應(yīng)的，和/或在流化床反應(yīng)器底部供應(yīng)。為了除去反應(yīng)熱，在流化床反應(yīng)器中提供其中具有熱載體循環(huán)、尤其水循環(huán)的管式系統(tǒng)。根據(jù)本專利技術(shù)，反應(yīng)熱是通過用水蒸發(fā)冷卻除去的，這形成水蒸氣。另外，也可以提供夾套冷卻。在根據(jù)主專利DE-A 1 114 820的方法中，使用環(huán)境壓力，根據(jù)補(bǔ)充專利DE_A 1 133 394的方法卻使用至少3個(gè)大氣壓表壓的高壓，據(jù)說這實(shí)現(xiàn)了更長的催化劑壽命。有用的催化劑包括元素周期表的V-VII族的重金屬，以及鐵和鉬族，例如銅、鉬、 鎢、鎳、鈷或這些元素的混合物，以及它們的氧化物、硫化物或鹵化物，任選地與硼或硼化合物一起使用。它們也可以施用到載體上，例如氧化鋁、天然和合成硅酸鹽、浮石、氧化鐵、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦或氧化釷。載體可以用溴、碘、氟或氯處理。催化劑是以粒料或粉末的形式使用。由于流化床具有非常好的除熱性能，其中為了除去反應(yīng)熱能實(shí)現(xiàn)在10-100kW/m2 的范圍內(nèi)的熱流密度，所以與其中必須按照復(fù)雜方式冷卻的管式反應(yīng)器相比，用于有利等溫反應(yīng)流程的流化床反應(yīng)器可以顯著更容易地建立。但是，發(fā)現(xiàn)流化床在傳質(zhì)方便是不利的，因?yàn)榈凸毯康臍馀莸男纬上拗屏舜呋瘎┖头磻?yīng)物按照公知方式接觸。這導(dǎo)致的結(jié)果是一部分芳族硝基化合物不能與流化負(fù)載的催化劑接觸，使得反應(yīng)區(qū)未轉(zhuǎn)化。結(jié)果，不僅轉(zhuǎn)化率降低，而且會(huì)產(chǎn)生其它缺點(diǎn)例如發(fā)現(xiàn)在 ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯(MDI)的制備中在苯胺中的未轉(zhuǎn)化硝基苯是麻煩的，MDI是在聚氨酯加成鏈中的重要中間體。所以，作為硝基苯向苯胺的催化氫化反應(yīng)，エ藝階段III有利地在如 W02008/034770所建議的改進(jìn)流化床反應(yīng)器中進(jìn)行，尤其是在其中提供內(nèi)件的流化床反應(yīng)器中進(jìn)行，所述內(nèi)件將流化床分成在流化床反應(yīng)器中的多個(gè)水平布置的小室和多個(gè)垂直排列的小室，其中小室壁是可透氣的并具有孔洞，所述孔洞確保多相顆粒催化劑沿著垂直方向的交換系數(shù)是在1-100升/小時(shí)·升反應(yīng)器體積的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選使用交叉通道填料作為流化床中的內(nèi)件，S卩，在流化床反應(yīng)器中沿著垂直方向彼此平行排列的具有彎曲透氣性金屬片、膨脹金屬層或織物層的填料，其中彎曲邊緣形成具有與垂直方向成非零傾斜角度的彎曲表面，并且其中連續(xù)金屬片、膨脹金屬層或織物層的彎曲表面具有相同的傾斜角度，但是具有相反的標(biāo)記，因此形成通過在彎曲角之間的收縮而沿著垂直方向鄰接的小室。交叉通道填料的例子是以下填料來自Sulzer AG, CH-8404ffinterthur 的Mellpak 、CY 或 BX 類型，或來自 Montz GmbH, D_40723Hilden 的 A3, BSH, Bl 或 M 類型。在交叉通道填料中，在每兩個(gè)連續(xù)金本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C·施耐德，N·扎弗雷德，A·黑斯勒，L·德尼森，L·柯尼希斯曼，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：巴斯夫歐洲公司，
類型：發(fā)明
國別省市：