CO還原法生產(chǎn)TDI（甲苯二異氰酸酯）技術(shù)設(shè)計趙強(qiáng)

王建

【摘 要】本設(shè)計簡化掉了氫化和光化工藝，減少了光氣（COCl2）和Cl2氣重大危險源，避免了氯離子（Cl-）存在和焦油的產(chǎn)生，多采用重力、真空分離，降低了能耗和投資，簡化了工藝。

【關(guān)鍵詞】CO還原法；重力分離；真空；重大危險源；能耗；簡化工藝

CO還原法避免了傳統(tǒng)光化法帶來的巨大安全隱患，不再存在光氣和氯氣隱患，工藝變的更加簡化，節(jié)省大量設(shè)備投資，打破傳統(tǒng)氫化還原，而采用CO一步還原制成，同時不采用粉狀催化，而采用網(wǎng)狀純金屬催化，減少了貴金屬的大量損耗，在產(chǎn)品分離提純方面也多采用重力分離和真空分離，減少了化學(xué)洗滌和精餾，大大降低了能耗，避免焦油的生成，造成材料浪費(fèi)。

一、反應(yīng)原理：

主反應(yīng)

二、工藝流程簡介

甲苯、硝酸在60℃和濃硫酸脫水作用生成一硝基甲苯MNT，MNT混合物經(jīng)降溫后，在重力分離器分離下將MNT、甲苯、酸水分離開來，甲苯用泵打回混合三通1，硝酸、硫酸、水進(jìn)入HNO3經(jīng)重力分離器，將硝酸和水、硫酸分離開來，含硝酸水液經(jīng)脫硝塔將硝酸分離冷卻后，降溫進(jìn)入硝酸儲罐。硫酸液則進(jìn)入乳化器、加熱器，將水分離出來冷卻形成蒸餾水溶液。硫酸液則在真空機(jī)作用下將水分進(jìn)一步抽走，使硫酸達(dá)到濃酸標(biāo)準(zhǔn)后冷卻回收利用。提純后的MNT進(jìn)一步與HNO3在脫水劑硫酸和75～80℃的條件下，在混合三通2中生成二硝基甲苯（DNT），反應(yīng)混合物在冷卻器中降溫至80℃左右，抑制90～100℃條件，防止三硝基甲苯（TNT）的生成，降溫后的混合物進(jìn)入DNT分離器，將MNT、DNT、HNO3氣體、硫酸液充分分離出來，MNT用泵打回混合三通2進(jìn)行反應(yīng)，硝酸氣體在真空機(jī)作用下，進(jìn)入硝酸脫硝塔生成硝酸，降溫后進(jìn)入硝酸儲槽，硫酸酸液進(jìn)入硫酸加熱器加熱，將大部分水分變?yōu)檎羝蛛x出來冷卻為蒸餾水。濃縮后的硫酸液進(jìn)入冷卻器制成合格濃度硫酸，同時在真空泵作用下將含硝酸的水抽入硝酸脫硝塔，生成硝酸回收利用。其中冷卻器1、MNT重力分離器、冷卻器2、DNT重力分離器、乳化分離器、硫酸乳化器、硫酸冷卻器、蒸餾水冷卻器中的含硝水氣，經(jīng)硝酸真空機(jī)抽吸進(jìn)入硝酸脫硝塔，分離出硝酸和蒸餾水。DNT液體從重力分離器2進(jìn)入乳化分離器，將DNT充分暴露出其中的水、硝酸。硝酸及氮氧化物在真空作用下送入脫硝塔，生成硝酸，形成無水無酸DNT產(chǎn)品。合格DNT按照與CO的比例用泵打入乳化器，與CO充分乳化，在一定壓力作用下，進(jìn)入催化反應(yīng)器，同時大部分CO經(jīng)催化反應(yīng)器底部進(jìn)入，在純金屬網(wǎng)催化劑作用下，生成甲苯二異氰酸酯（TDI），TDI混合物進(jìn)入TDI分離器3，將DNT、CO2、聚合物、TDI充分分離。其中DNT分離后用泵打回計量泵重新參與反應(yīng)，CO2進(jìn)行儲存，用于TDI成品保護(hù)、管道保護(hù)、參與CO生成，副產(chǎn)品聚合物收集外賣。TDI在提純降溫后，在CO2保護(hù)下隔絕存放或隔絕外賣。

三、事故處理

在無酸無水DNT生成前，事故一旦發(fā)生，必須由泵送到事故處理分離器4中將混合物徹底分離成甲苯、MNT、DNT、H2SO4酸性水、HNO3混合氣體。其中前三種物質(zhì)降溫儲存，硫酸酸性水則在加熱狀態(tài)下，將硝酸、硫酸在重力分離器5中分離出來，得到合格的濃硫酸冷卻儲存，同時重力分離器5分離出來的硝酸混合氣在真空機(jī)作用下送入冷卻器，將水解析出，同時硝酸蒸汽別真空機(jī)抽走，經(jīng)冷卻漂白成為合格硝酸儲存。分離出的水北冷卻，去酸（真空機(jī)抽走硝酸）后，送入蒸餾水塔。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《化工生產(chǎn)流程圖》（化學(xué)工業(yè)出版社組織編寫 1984.6）

[2]《化工原理》（王志魁、劉麗英、劉偉 2010第四版）