TDI輕重溶劑生產工藝的對比探究

賈曉朵　李衛俊　田正義　劉從建　柳晟　謝睿

【摘? 要】TDI（甲苯二異氰酸酯）一般是由TDA（甲苯二胺）通過光氣化反應制得，通過對輕重溶劑的生產工藝進行對比，分析優缺點，確定工業生產更為適用的工藝方法，提出重溶劑轉產輕溶劑的技術指導，增強企業活力和市場競爭能力，在TDI生產技術領域具有推廣性和運用價值。

【關鍵詞】甲苯二異氰酸酯;輕溶劑;重溶劑;

【中圖分類號】TQ??????? 【文獻標識碼】A

TDI（甲苯二異氰酸酯）一般是由TDA（甲苯二胺）通過光氣化反應制得，為減緩二氨基甲酰氯和TDA、TDA和TDI等相互接觸反應，生產使用過量的惰性溶劑，由于各種溶劑的物理化學性質不同，在光氣化反應中選擇的惰性溶劑也不相同，一般可分為兩類：低于TDI沸點的溶劑稱為輕溶劑，如甲苯、氯苯等，高于TDI沸點的溶劑稱為重溶劑，如間苯二甲酸二乙酯（DEIP），反應方程式及流程框圖見圖1：

2 輕重溶劑參與的光化反應比較

目前國內外TDI產業均采用輕溶劑工藝，而銀光公司采用的是巴斯夫“重溶劑”工藝，滄化采用的是杜邦“輕溶劑”工藝，這兩類工藝技術的特點對比見圖2。

2.1重溶劑生產工藝

以重溶劑如DEIP（間苯二甲酸二乙酯）作溶劑，在高壓條件下進行光氣化反應，即通常所稱的“重溶劑生產工藝”。

該工藝中使用的重溶劑在反應中起到了分散劑的作用，在分離中又起到了保護作用，從而大大降低了TDI在高溫區的停留時間和濃度，有效地減少了TDI的分解和聚合反應。在高壓下進行熱光氣化反應操作降低了從氯化氫中分離未轉化的光氣的難度，因為只需用循環水冷卻高壓下的氣體就可以使大部分光氣冷凝。這樣就可以節省并減小設備尺寸、簡化設備。盡快的從混合物中分離出副產物HCL也可以促使熱光氣化反應向生成產物的方向進行。但該工藝的光氣化反應中，重溶劑容易與光氣形成副產物，從而使反應收率降低，堵塞反應器、管道、分離設備，影響開車率。同時，重溶劑的價格昂貴，其大量的消耗會增加最終產品TDI的生產成本，而且，光氣在重溶劑中的溶解度小，這樣就不能用其吸收殘余光氣，而必須另外設計一套用輕溶劑甲苯吸收光氣的光氣回收系統，大大的增加了設備費用。

2.2輕溶劑生產工藝

以輕溶劑如氯苯（MCB）作溶劑，在低壓條件下進行光化反應，即通常稱的“輕溶劑生產工藝”。

采用輕溶劑作為光化反應過程的惰性溶劑，其市場價格較低又不參與光化反應，所以消耗少，有效地降低了生產TDI的成本。而且輕溶劑氯苯（MCB）還有溶解光氣的作用，可以用其吸收光化反應系統中的殘余光氣，而不需要設計其他系統吸收多余光氣，減少了生產所需的設備和原料，簡化了生產流程，也減少了光氣泄漏的機會，在TDI的生產中盡量地減少有毒物質光氣的泄漏是很有必要的。采用低壓操作，對設備材質的要求也相應降低，這就可以采用比較容易得到的材料，降低了設備費用;而且，在接近常壓的條件下操作，使操作難度大大降低，能夠使工藝穩定進行。

3重溶劑向輕溶劑的技術轉換

“輕溶劑生產工藝”相對“重溶劑生產工藝”，工藝流程相對簡單，設備比較少，系統光氣存量小安全，目前世界上及國內已基本實現了用輕溶劑鄰二氯苯代替重溶劑生產TDI的生產方法。對于“重溶劑”生產線，如何利用現有的工藝技術和設備，用最小的投資，實現“重溶劑”向“輕溶劑”技術轉換，使企業獲得最大的經濟收益，是至關重要的。

在TDI合成主反應采用冷、熱兩步反應，冷反應原用混合強度高的噴射式反應器，使TDA和溶劑的混合液與光氣在短的時間內完成反應，減少副反應發生的幾率。熱反應裝置原用塔式反應器，將反應生成的副產物HCl快速的分離出來，保證了反應向正反應方向發生，確保熱反應的效果。原料TDA（甲苯二胺）合成工藝中不需要單獨脫除焦油，焦油可隨之TDA參加TDI合成反應，有效提高了TDA的利用率，生產光氣的原料一氧化碳（CO）工藝工序簡單，原材料質量指標要求低。

殘渣濃縮使用杜邦“輕溶劑工藝”List技術連續濃縮，確保殘渣處理干凈，減輕工人工作強度，保護工作環境。

4 結語

在光氣化反應的生產工藝中，重溶劑法是上世紀的主導方法，存在生產能耗大、安全系數偏低等問題;而輕溶劑法在反應、產品分離、能耗費用以及安全性能方面都有著不可比擬的優越性，目前世界上及國內企業已基本實現了用輕溶劑鄰二氯苯代替重溶劑生產TDI的生產工藝，并且在氣相光氣法生產TDI工藝中得到更廣泛的應用。

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作者簡介：

賈曉朵，女，1980年出生，工程碩士，高級工程師，研究方向為聚氨酯生產和研發。