粗TDI的處理方法與流程
2023-05-10 09:57:56
本發明涉及甲苯二異氰酸酯合成技術領域，尤其是涉及合成過程中廢物處理技術領域。
背景技術：
TDI是甲苯二異氰酸酯的簡稱，是製備聚氨酯材料的重要基礎原料。光氣法生產TDI，主要工藝路線為利用二硝基甲苯（DNT）與氫氣反應生成甲苯二胺（TDA），再將其與光氣發生光化反應生成TDI，最後經提純精製得到各系列產品，如TDI 80/20，其為含80%質量百分含量的2,4-甲苯二異氰酸酯和20%質量百分含量的2,6 -甲苯二異氰酸酯的混合物。
TDI生產的光化反應工藝中副反應會產生大量焦油，與主反應生成的TDI形成混合物，光化反應產物經精餾提純得到TDI產品後，剩餘焦油中仍含有大量的TDI，該混合物稱為粗TDI。粗TDI的傳統處理方式，是將其進行加熱蒸發TDI，從而實現TDI的分離回收，剩餘焦油蒸餾殘渣固廢一般採用焚燒工藝進行處理,會產生大量的碳氧化合物、氮氧化合物和煙霧，而處理這些廢氣又會產生大量廢水，對環境再次形成汙染，且處理成本很高。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種粗TDI的處理方法，避免了現有技術處理焦油固體廢物成本高、環境汙染的問題，實現了粗TDI的資源化利用，有效減少焦油固廢的產生，減少環境汙染，具有良好的經濟效益。
為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是：
粗TDI的處理方法，所述粗TDI為光氣法生產甲苯二異氰酸酯TDI 80/20中所產生的，所述粗TDI中所含甲苯二異氰酸酯與焦油的質量比為45～55: 45～55，所述處理方法包括：
S1、將所述粗TDI在熔融狀態下與TDI 80/20、聚合MDI按質量比為24～30：3～8：60～70混合，生成改性異氰酸酯，所述改性異氰酸酯的粘度在2700～3200mPa·s之間，所述改性異氰酸酯所含異氰酸酯基的質量分數大於等於30%；
S2、將所述改性異氰酸酯與硬泡聚醚組合料混合反應，生產聚氨酯硬泡保溫材料。
本發明方法中，步驟S1生成的改性異氰酸酯在常溫下呈穩定的液體狀態，保持一定的粘度，具有良好的反應活性，因而可以用於聚氨酯硬泡保溫材料的生產。
進一步地，所述步驟S1中，將所述粗TDI在90～100℃下，加入到預混好的TDI 80/20與聚合MDI的混合溶液中混合。
作為優選，所述粗TDI與TDI 80/20、聚合MDI的質量比為30: 5: 65。
硬泡聚醚組合料包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、發泡劑、擴鏈劑、交聯劑、表面活性劑和催化劑。
作為優選，所述改性異氰酸酯與硬泡聚醚組合料質量比為1～1.1:1。
採用上述技術方案所產生的有益效果在於：本發明粗TDI的處理方法夠將TDI和焦油符合一定比例的粗TDI作為聚氨酯硬泡的原料，生產的聚氨酯硬泡保溫材料性能與現有技術採用聚合MDI生產的聚氨酯硬泡保溫材料性能一致，既解決了危廢焦油沫的處理難度大問題，又節省了TDI生產企業大量的資金和繁瑣的環保手續的辦理，更降低了TDI生產企業處理粗TDI的能耗，經濟效益顯著。
具體實施方式
為解決現有技術TDI合成過程中粗TDI處理成本高、產生焦油固廢不易處理及汙染環境的技術問題，本發明提供一種粗TDI的處理方法，將粗TDI經TDI 80/20、聚合MDI改性處理，生成新型的改性異氰酸酯，能夠作為聚氨酯硬泡的原料，與硬泡聚醚組合料混合生產聚氨酯硬泡保溫材料，因而能夠有效減少焦油固廢的產生，降低環境汙染，具有良好的經濟效益。
下面對本發明作進一步詳細說明。
本說明書中粗TDI是指光氣法生產甲苯二異氰酸酯TDI 80/20中，在光化反應之後產物經分離得到含有50%左右甲苯二異氰酸酯的焦油混合物。TDI 80/20為含80%質量百分含量的2,4-甲苯二異氰酸酯和20%質量百分含量的2,6 -甲苯二異氰酸酯的混合物。
粗TDI的處理方法，粗TDI中所含甲苯二異氰酸酯與焦油的質量比為45～55: 45～55，所述處理方法包括：
S1、將所述粗TDI在熔融狀態下與TDI 80/20、聚合MDI按質量比為24～30：3～8：60～70混合，生成改性異氰酸酯，所述改性異氰酸酯的粘度在2700～3200mPa·s（毫帕·秒）之間，所述改性異氰酸酯所含異氰酸酯基的質量分數大於等於30%，即改性異氰酸酯NCO%≥30%；
S2、將所述改性異氰酸酯與硬泡聚醚組合料混合反應，生產聚氨酯硬泡保溫材料。
作為優選，控制改性異氰酸酯與硬泡聚醚組合料質量比為1～1.1:1。
本發明方法中，步驟S1生成的改性異氰酸酯在常溫下呈穩定的液體狀態，保持一定的粘度，具有良好的反應活性，因而可以用於聚氨酯硬泡保溫材料的生產。
聚氨酯材料包括軟泡材料和硬泡材料，聚氨酯硬泡是以異氰酸酯（俗稱黑料）和硬泡聚醚組合料（俗稱白料，含發泡劑），通過高壓發泡機預混、槍頭高壓混合，經乳白、凝膠、發泡、交聯至完全固化，形成的硬質閉孔高分子聚合體，具有防水保溫功能。
一般的，硬泡聚醚組合料包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、發泡劑、擴鏈劑、交聯劑、表面活性劑和催化劑。本領域技術人員能夠根據所需聚氨酯硬泡保溫材料的性能，自行選配適宜的硬泡聚醚組合料原料，不存在技術困難。
下面舉本發明粗TDI生產聚氨酯硬泡保溫材料的實施例和現有技術以聚合MDI生產聚氨酯硬泡保溫材料對比例作對比說明。
實施例
S1、將粗TDI在90～100℃下，加入到預混好的TDI 80/20與聚合MDI的混合溶液中混合，生成改性異氰酸酯，粗TDI與TDI 80/20、聚合MDI的質量比為30: 5: 65，控制生產的改性異氰酸酯的粘度在2700～3200mPa·s之間， NCO%≥30%；
S2、將改性異氰酸酯與硬泡聚醚組合料混合反應，發泡生成聚氨酯硬泡保溫材料。
對比例
採用聚合MDI作為異氰酸酯原料，與實施例相同的硬泡聚醚組合料混合反應，發泡生成聚氨酯硬泡保溫材料。
實施例和對比例原料組分及製得聚氨酯硬泡體的性能如下表所示。
由上表數據看出，本發明實施例生產的聚氨酯硬泡保溫材料性能與現有技術採用聚合MDI生產的聚氨酯硬泡保溫材料性能一致。
以上對本發明提供的粗TDI的處理方法進行了詳細介紹，本發明中應用具體個例對本發明的實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明，應當指出，對於本技術領域的技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可對本發明進行若干改進，這些改進也落入本發明權利要求的保護範圍內。