專利名稱：一種甲苯二胺的清潔脫水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工精餾分離脫水技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從甲苯二胺的反應(yīng)混合液中蒸餾脫除水的新工藝，特別是一種甲苯二胺的清潔脫水方法。
背景技術(shù)：
甲苯二胺(TDA)是生產(chǎn)甲苯二異氰酸酯(TDI)的主要原料，后者因其性能優(yōu)異而具有合成聚氨酯軟質(zhì)泡沫、彈性體及涂料等廣泛用途；目前，TDA通常采用二硝基甲苯氫化反應(yīng)得到，反應(yīng)混合物中除含有目的產(chǎn)物TDA外，還含有反應(yīng)生成的水和鄰位甲苯二胺等副產(chǎn)物，以及高沸點(diǎn)雜質(zhì)焦油和低沸點(diǎn)雜質(zhì)甲苯胺和環(huán)己類化合物；反應(yīng)混合物通常經(jīng)過一系列的精餾過程脫除水、鄰位甲苯二胺、焦油而得到最終產(chǎn)品TDA，因此將TDA混合物中的水進(jìn)行脫除是TDA精餾的重要一步。在從反應(yīng)混合物中將水脫除出去的現(xiàn)有技術(shù)方法中，其中大量的水采用常壓精餾脫除，由于TDA的常壓沸點(diǎn)在284°C左右，因此常壓 過程僅能將水含量降低到3000-7000ppm。中國專利號為200810018118.1的文獻(xiàn)對于少量的水采用負(fù)壓條件下脫除，中國專利ZL200580002158.1直接對含有微量水的粗TDA進(jìn)行真空精餾，前者新增一套真空裝置專門脫除微量水，后者在真空條件下精餾TDA，微量水的存在必然增加了真空設(shè)備的負(fù)荷，另外也會導(dǎo)致產(chǎn)品TDA中的水含量超標(biāo)；中國專利CN101848885A采用兩級真空雙塔脫水工藝，適用于TDA產(chǎn)品與水的分離，但沒有考慮混合物中含低沸點(diǎn)組分情況的脫除辦法，雖然可將TDA含水量降低到低于200ppm甚至更低，但排放廢水中COD含量通常在3000mg/L甚至更高，這必然要增加后續(xù)廢水處理的難度和費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計一種新工藝的甲苯二胺清潔脫水方法，對反應(yīng)混合物中TDA進(jìn)行脫水，使塔底TDA中水含量在200ppm以下，以降低后續(xù)精餾系統(tǒng)的真空負(fù)荷；同時對脫水塔塔頂廢水進(jìn)行處理，以降低其中的低沸點(diǎn)組分含量，達(dá)到后續(xù)生化處理的要求。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用常壓精餾塔與氮?dú)馄崴M合構(gòu)成的雙塔脫水裝置及其工藝對TDA進(jìn)行脫水，先選擇和安裝雙塔脫水裝置，并在裝置中進(jìn)行脫水，使粗TDA混合物經(jīng)過TDA進(jìn)口進(jìn)入脫水塔下部，脫水塔的塔頂氣相進(jìn)入塔頂冷凝器進(jìn)行冷凝，冷凝下來的液相進(jìn)入回流罐，低沸點(diǎn)組分隨不凝氣進(jìn)入外設(shè)的尾氣破壞系統(tǒng)，回流罐上加裝制有普通的玻璃液位計，平時采用全回流以利于低沸點(diǎn)組分的富集，到富集到發(fā)現(xiàn)液位計有相界面時，間斷采出界面以上的液相并收集作為副產(chǎn)品；脫水塔中側(cè)線部分連續(xù)采出液相工藝水，經(jīng)廢水冷卻器冷卻后進(jìn)入廢水儲罐并進(jìn)行后一步的廢水生化處理；脫水塔的塔底物料經(jīng)塔底循環(huán)泵進(jìn)入塔底再沸器，一部分返回脫水塔內(nèi)進(jìn)行汽化，另一部分作為塔底出料進(jìn)入汽提塔的塔頂；脫水塔的塔底溫度為190-220°C，優(yōu)選200-210°C，脫水塔的塔底水含量為4000-10000ppm，優(yōu)選5000-8000ppm ;脫水塔的塔頂回流溫度為40-80°C，優(yōu)選50-700C ;脫水塔內(nèi)上下排列制有的脫水塔板的板數(shù)為8-25 ±夾，優(yōu)選12-20塊；側(cè)線采出位置在自上而下的第3-8塊板處，優(yōu)選第4-6塊板處；脫水塔的塔底物料進(jìn)入汽提塔的塔頂，汽提塔的塔底由氮?dú)夤尥ㄈ爰訜岷鬁囟雀哂?00°C的氮?dú)?，在汽提塔?nèi)進(jìn)行氮?dú)馄?，汽提塔的塔頂氣相進(jìn)入脫水塔的塔底，汽提塔的塔底液相進(jìn)入后續(xù)真空精餾系統(tǒng)；氮?dú)饬髁颗c進(jìn)料水質(zhì)量比例為2-6。本發(fā)明涉及的雙塔脫水裝置的主體結(jié)構(gòu)包括脫水塔、塔頂冷凝器、回流罐、塔底循環(huán)泵、塔底再沸器、汽提塔、廢水冷卻器、尾氣破壞系統(tǒng)、輕組分儲罐、廢水儲罐、氮?dú)夤蕖⒄婵站s系統(tǒng)、TDA進(jìn)口、脫水塔板和汽提塔板；脫水塔的底部處分別通過管道與塔底循環(huán)泵和塔底再沸器連通并構(gòu)成循環(huán)回路，塔底循環(huán)泵與塔底再沸器的連接管道上接有管道與汽提塔的頂部連通；脫水塔的底部側(cè)面上通過管道與汽提塔的頂端連通，脫水塔的底端上部一側(cè)制有TDA進(jìn)口，供粗TDA進(jìn)入脫水塔；脫水塔的內(nèi)腔中均勻分布上下排列分別制有8-25塊脫水塔板；脫水塔的中部上側(cè)面上制有管道連通式廢水冷卻器和廢水儲罐；脫水塔的頂端和頂部側(cè)面上分別通過管道與塔頂冷凝器和回流罐連通并構(gòu)成回路結(jié)構(gòu)，塔頂冷凝器與尾氣破壞系統(tǒng)連通，回流罐與輕組分儲罐連通；常規(guī)結(jié)構(gòu)的汽提塔的底端與真空精餾 系統(tǒng)連通，底部側(cè)面上與氮?dú)夤捱B通。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用雙塔脫水工藝，前塔常規(guī)精餾脫除大量水，后塔采用氮?dú)馄崦摮⒘克?，并將攜帶微量水的氣相返回前塔，保證后塔塔底TDA中的水含量較低，減少后續(xù)真空的負(fù)荷；氮?dú)獾拇嬖诟欣谇八數(shù)头悬c(diǎn)組分的脫除，保證了塔中側(cè)線廢水中有較低的輕組分雜質(zhì)，降低了廢水中COD含量；由于從側(cè)線采出工藝水，讓低沸物在塔頂富集并采出，實(shí)現(xiàn)了水和低沸物通過側(cè)線和塔頂間的理論板繼續(xù)分離，保證了側(cè)線采出工藝水中較低的C0D，回收了低沸點(diǎn)物質(zhì)；其工藝原理可靠，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，組裝操作方便，脫水效果好，脫水率高，節(jié)省資源和原料，環(huán)境友好。


圖1為本發(fā)明的雙塔脫水裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。本實(shí)施例采用常壓精餾塔與氮?dú)馄崴M合構(gòu)成的雙塔脫水裝置及其工藝對TDA進(jìn)行脫水，先選擇和安裝雙塔脫水裝置，并在裝置中進(jìn)行脫水，使粗TDA混合物經(jīng)過TDA進(jìn)口 13進(jìn)入脫水塔I下部，脫水塔I的塔頂氣相進(jìn)入塔頂冷凝器2進(jìn)行冷凝，冷凝下來的液相進(jìn)入回流罐3，低沸點(diǎn)組分隨不凝氣進(jìn)入外設(shè)的尾氣破壞系統(tǒng)8，回流罐3上加裝制有普通的玻璃液位計，平時采用全回流以利于低沸點(diǎn)組分的富集，到富集到發(fā)現(xiàn)液位計有相界面時，間斷采出界面以上的液相并在輕組分儲罐9中收集作為副產(chǎn)品；脫水塔I中側(cè)線部分連續(xù)采出液相工藝水，經(jīng)廢水冷卻器7冷卻后進(jìn)入廢水儲罐10并進(jìn)行后一步的廢水生化處理；脫水塔I的塔底物料經(jīng)塔底循環(huán)泵4進(jìn)入塔底再沸器5，一部分返回脫水塔I內(nèi)進(jìn)行汽化，另一部分作為塔底出料進(jìn)入汽提塔6的塔頂；脫水塔I的塔底溫度為190-220°C，優(yōu)選200-210°C，脫水塔I的塔底水含量為4000-10000ppm，優(yōu)選5000-8000ppm ;脫水塔I的塔頂回流溫度為40-80°C，優(yōu)選50-70°C;脫水塔I內(nèi)上下排列制有的脫水塔板14的板數(shù)為8-25塊，優(yōu)選12-20塊；側(cè)線采出位置在自上而下的第3-8塊板處，優(yōu)選第4_6塊板處；脫水塔I的塔底物料進(jìn)入汽提塔6的塔頂，汽提塔6的塔底由氮?dú)夤?1通入加熱后溫度高于100°C的氮?dú)猓谄崴?內(nèi)進(jìn)行氮?dú)馄?，汽提?的塔頂氣相進(jìn)入脫水塔I的塔底，汽提塔6的塔底液相進(jìn)入后續(xù)真空精餾系統(tǒng)12 ;氮?dú)饬髁颗c進(jìn)料水質(zhì)量比例為2-6。本實(shí)施例涉及的雙塔脫水裝置的主體結(jié)構(gòu)包括脫水塔1、塔頂冷凝器2、回流罐3、塔底循環(huán)泵4、塔底再沸器5、汽提塔6、廢水冷卻器7、尾氣破壞系統(tǒng)8、輕組分儲罐9、廢水儲罐10、氮?dú)夤?1、真空精餾系統(tǒng)12、TDA進(jìn)口 13、脫水塔板14和汽提塔板15 ;脫水塔I的底部處分別通過管道與塔底循環(huán)泵4和塔底再沸器5連通并構(gòu)成循環(huán)回路，塔底循環(huán)泵4與塔底再沸器5的連接管道上接有管道與汽提塔6的頂部連通；脫水塔I的底部側(cè)面上通過管道與汽提塔6的頂端連通，脫水塔I的底端上部一側(cè)制有TDA進(jìn)口 13，供粗TDA進(jìn)入脫水塔I ;脫水塔I的內(nèi)腔中均勻分布上下排列分別制有8-25塊脫水塔板14 ;脫水塔I的中部上側(cè)面上制有管道連通式廢水冷卻器7和廢水儲罐10 ;脫水塔I的頂端和頂部側(cè)面上分別通過管道與塔頂冷凝器2和回流罐3連通并構(gòu)成回路結(jié)構(gòu)，塔頂冷凝器2與尾氣破壞系 統(tǒng)8連通，回流罐3與輕組分儲罐9連通；常規(guī)結(jié)構(gòu)的汽提塔的底端與真空精餾系統(tǒng)12連通，底部側(cè)面上與氮?dú)夤?1連通。實(shí)施例；本實(shí)施例選擇粗TDA混合物流量為1000kg/h，脫水塔I的塔頂冷凝溫度為50°C，塔底溫度為190 °C，汽提塔6內(nèi)通入150°C的流量為8kg/h的氮?dú)?；脫水塔I的直徑為400mm，脫水塔板14的數(shù)量為20，TDA進(jìn)口 13的位置在第17塊塔板處，側(cè)線采出位置為第4塊；汽提塔6的直徑為250mm，汽提塔板15的數(shù)量為10塊；雙塔脫水裝置連續(xù)穩(wěn)定操作后，脫水塔I的出口水含量在4000-4500ppm之間，經(jīng)汽提后的TDA中水含量穩(wěn)定在110-180ppm，側(cè)線采出廢水的COD值在600_900mg/L，連續(xù)操作24小時后，回流罐采出低沸點(diǎn)有機(jī)物10. 5kg ;本實(shí)施例所述的側(cè)線采出位置即為脫出水采集點(diǎn)的位置。
權(quán)利要求
1.一種甲苯二胺的清潔脫水方法，其特征在于采用常壓精餾塔與氮?dú)馄崴M合構(gòu)成的雙塔脫水裝置及其工藝對TDA進(jìn)行脫水，先選擇和安裝雙塔脫水裝置，并在裝置中進(jìn)行脫水，使粗TDA混合物經(jīng)過TDA進(jìn)口進(jìn)入脫水塔下部，脫水塔的塔頂氣相進(jìn)入塔頂冷凝器進(jìn)行冷凝，冷凝下來的液相進(jìn)入回流罐，低沸點(diǎn)組分隨不凝氣進(jìn)入外設(shè)的尾氣破壞系統(tǒng)，回流罐上加裝制有普通的玻璃液位計，平時采用全回流以利于低沸點(diǎn)組分的富集，到富集到發(fā)現(xiàn)液位計有相界面時，間斷采出界面以上的液相并收集作為副產(chǎn)品；脫水塔中側(cè)線部分連續(xù)采出液相工藝水，經(jīng)廢水冷卻器冷卻后進(jìn)入廢水儲罐并進(jìn)行后一步的廢水生化處理；脫水塔的塔底物料經(jīng)塔底循環(huán)泵進(jìn)入塔底再沸器，一部分返回脫水塔內(nèi)進(jìn)行汽化，另一部分作為塔底出料進(jìn)入汽提塔的塔頂；脫水塔的塔底溫度為190-220°C，脫水塔的塔底水含量為4000-10000ppm ;脫水塔的塔頂回流溫度為40_80°C ;脫水塔內(nèi)上下排列制有的脫水塔板的板數(shù)為8-25塊；側(cè)線采出位置在自上而下的第3-8塊板處；脫水塔的塔底物料進(jìn)入汽提塔的塔頂，汽提塔的塔底由氮?dú)夤尥ㄈ爰訜岷鬁囟雀哂?00°C的氮?dú)猓谄崴?nèi)進(jìn)行氮?dú)馄?，汽提塔的塔頂氣相進(jìn)入脫水塔的塔底，汽提塔的塔底液相進(jìn)入后續(xù)真空精餾系統(tǒng)；氮?dú)饬髁颗c進(jìn)料水質(zhì)量比例為2-6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲苯二胺的清潔脫水方法，其特征在于涉及的雙塔脫水裝置的主體結(jié)構(gòu)包括脫水塔、塔頂冷凝器、回流罐、塔底循環(huán)泵、塔底再沸器、汽提塔、廢水冷卻器、尾氣破壞系統(tǒng)、輕組分儲罐、廢水儲罐、氮?dú)夤蕖⒄婵站s系統(tǒng)、TDA進(jìn)口、脫水塔板和汽提塔板；脫水塔的底部處分別通過管道與塔底循環(huán)泵和塔底再沸器連通并構(gòu)成循環(huán)回路， 塔底循環(huán)泵與塔底再沸器的連接管道上接有管道與汽提塔的頂部連通；脫水塔的底部側(cè)面上通過管道與汽提塔的頂端連通，脫水塔的底端上部一側(cè)制有TDA進(jìn)口，供粗TDA進(jìn)入脫水塔；脫水塔的內(nèi)腔中均勻分布上下排列分別制有8-25塊脫水塔板；脫水塔的中部上側(cè)面上制有管道連通式廢水冷卻器和廢水儲罐；脫水塔的頂端和頂部側(cè)面上分別通過管道與塔頂冷凝器和回流罐連通并構(gòu)成回路結(jié)構(gòu)，塔頂冷凝器與尾氣破壞系統(tǒng)連通，回流罐與輕組分儲罐連通；常規(guī)結(jié)構(gòu)的汽提塔的底端與真空精餾系統(tǒng)連通，底部側(cè)面上與氮?dú)夤捱B通。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工精餾分離脫水技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種甲苯二胺的清潔脫水方法，先在雙塔脫水裝置中進(jìn)行脫水，使粗TDA進(jìn)入脫水塔下部，脫水塔的塔頂氣相進(jìn)入塔頂冷凝器進(jìn)行冷凝；脫水塔中側(cè)線部分連續(xù)采出液相工藝水，經(jīng)廢水冷卻器冷卻后進(jìn)入廢水儲罐并進(jìn)行廢水生化處理；脫水塔的塔底物料經(jīng)塔底循環(huán)泵進(jìn)入塔底再沸器；脫水塔的塔底物料進(jìn)入汽提塔的塔頂，汽提塔的塔底通入氮?dú)?，在汽提塔?nèi)進(jìn)行氮?dú)馄幔崴乃敋庀噙M(jìn)入脫水塔的塔底，汽提塔的塔底液相進(jìn)入后續(xù)真空精餾系統(tǒng)；其工藝原理可靠，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，組裝操作方便，脫水效果好，脫水率高，節(jié)省資源和原料，環(huán)境友好。
文檔編號C07C209/86GK103012161SQ201310015390
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者孔令啟, 李玉剛, 鄭世清, 強(qiáng)光明, 李春欣, 格士瑾 申請人:青島科技大學(xué), 甘肅銀光聚銀化工有限公司, 青島銀科恒遠(yuǎn)化工過程信息技術(shù)有限公司