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【技术专栏】聚氨酯原料 MDI 的制造工艺方法

【技术专栏】聚氨酯原料 MDI 的制造工艺方法

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发布时间:
2018/03/28
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【摘要】:
用苯胺与甲醛在酸性条件下进行缩合是国外生产MDI完全成熟的技术路线、反应物用碱中和后进行蒸馏,得到二苯基甲烷二胺(MDA)。将MDA用溶剂溶解后,进行光气化反应制成多苯基多异氰酸酯4.4-MDI2.4-MDI2.2-MDI或混合PMDI,再进行蒸馏精制,得纯MDI。游离胺与光气反应是MDI最重要的方法,反应前先将胺溶解在惰性溶剂内,于低温下连续地加入相同溶剂的过量光气,形成氨基甲酰氯和胺盐酸盐浆料

  用苯胺与甲醛在酸性条件下进行缩合是国外生产MDI完全成熟的技术路线、反应物用碱中和后进行蒸馏,得到二苯基甲烷二胺(MDA)。将MDA用溶剂溶解后,进行光气化反应制成多苯基多异氰酸酯4.4-MDI 2.4-MDI 2.2-MDI或混合PMDI,再进行蒸馏精制,得纯MDI。 游离胺与光气反应是MDI最重要的方法,反应前先将胺溶解在惰性溶剂内,于低温下连续地加入相同溶剂的过量光气,形成氨基甲酰氯和胺盐酸盐浆料,再加热至高温,并通入过量光气,直至获得清澈的溶液。此反应在约20%的溶液中进行,为减少副反应,光气必须过量50%以上。光气对人体毒性大,并具有杀伤力,为此中央对之控制极严,而且,光气法生产投资大,光气不便运输和贮存,产生的氯化氢严重腐蚀设备,生产要求苛刻,操作危险性大,设备检修不易。如今,人们都在积极开发替代光气的方法。

  美

  国孟山都公司已发表了专利。采用胺、二氧化碳和脱水剂等非光气法生产TDI和MDI。反应在近乎常压和较低的压力下先生成氨基甲酸酯,再用五氧化二磷和三乙胺做脱水剂脱水生成异氰酸酯。从整个反应来看,今后的主导方向是催化羰基合成氨基甲酸酯后再热解成MDI。据报道,德国BASF公司在比利时和美国建有氨基甲酸酯法的工业生产装置。朝日公司报导的数据显示,非光气法较光气法生产成本降低20%。

  氨基甲酸酯法是将苯胺与氨基甲酸酯先制成苯胺基甲酸酯,再与硝基苯在硫酸存在下生成MDI的混合物,再经蒸馏得成品。

  苯胺先与一氧化碳,乙醇和氧气反应生成苯胺基甲酸乙酯(EPC)。然后EPC与甲醛液进行浓缩生成双核甲撑二苯二氨基甲酸乙酯(MDV),产物再经热解生成MDI及乙醇,再循环进行羰基化反应。

  在反应过程中,苯胺的存在可减少硝基苯的羰基化反应使生成氨基甲酸酯的产量增加。为使反应顺利进行。通常使甲醇过量。原料投料比为:甲醇:苯胺:硝基苯:催化剂13.5:1.0:1.0:0.002,在CO压力为6.87Mpa和160℃下反应3.5h,生成EPC。采用的催化剂为新羰基化物,反应液快速排出送往下部的转鼓。

  过量的一氧化碳和副产二氧化碳送往搅拌反应器内促进溶液和有机物混合,反应采用电感应线圈加热,在甲醛液/硫酸层和EPC/有机层界面反应,控制反应温度75℃,在常压下生成中间产物MDV/PMDV。

  反应物随后进入有机物/溶液分离器,分出绝大部分H2SO4催化剂循环使用。有机层水洗除去残余的硫酸和未反应的甲醛。

  反应混合物中包含未反应的EPC、MCV/PMDV、有机溶剂和反应中间体、从有机/溶液分离器流出物与液体催休剂,进入第二浓缩反应器内于75℃和在常压下用大约20min时间转换成MDV/PMDV。

  生成的MDV/PMDV经提纯进入降解器内,在隋性溶剂存在下,控制反应湿度250℃,压力20Pa,滞留时间1h,连续通入氮气,从反应器中脱除过量甲醇。底部产物送往MDI萃取塔,分出MDI和副产物聚异氰酸酯。

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