[发明专利]联合生产氯和异氰酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种联合生产(coupled production)氯和异氰酸酯的方法，其中 用于分别生产这些物质的硫酸在使用后合并，浓缩在一起，并且返回到生产这 些物质中的一种或两种的方法中。

氯和硝化的芳族化合物是例如生产聚氨酯原料如甲苯二异氰酸酯(TDI)或 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)所需的重要工业中间体。在生产光气中需要氯气， 而氯气用于由胺生产异氰酸酯。在胺的光气化反应中作为副产物形成的氯化氢 (HCl)在各种再循环方法后可以重新转化为氯。但是，也可以由氯化钠之类的 其它原料通过电解方法生产氯。

用于生产氯的各种工业方法的例子包括：

1.通过NaCl电解方法生产氯。

2.用隔膜或膜作为阳极室和阴极室之间的分隔介质，通过HCl水溶液的电 解使HCl转化为氯。

3.在具有耗氧阴极(ODC)的电解池中，在氧存在下，通过HCl水溶液的电 解使HCl转化为氯。

4.在较高的温度下，在催化剂上，HCl与氧发生气相氧化而使HCl气体转 化为氯。该转化过程的副产物也是水。这种称为“迪肯制氯法”的方法已经使 用了不止一个世纪。

在大部分由HCl水溶液或气态HCl生产氯的方法中，在反应和任选的第 一处理步骤(例如，吸收未反应的HCl)后，生产气体(process gas)经历干燥步骤， 除去会干扰之后的处理步骤(例如，氯液化或蒸馏)或应用的任何水含量。硫酸 质量在硫酸和水的质量总和中占90.0％至98.0％的浓硫酸用作干燥剂。形成大 量硫酸质量在硫酸和水的质量总和中占70.0％至89.9％的稀硫酸。该稀硫酸必 须花费能量在蒸馏设备中浓缩，或者被废弃。

JP 2004-269408和JP 2001-192647描述了在干燥塔中用硫酸干燥氯气的方 法，其中硫酸的损失减少，使用的硫酸的分流通过与高浓度新鲜硫酸混合而再 循环，但是该文献中没有描述用过的硫酸蒸馏得到的浓度。此外，这些文献中 都没有提及来自该过程的浓硫酸或稀硫酸也可以形成硝化反应中硝化酸的一 部分。

US 3201201描述了通过绝热闪蒸对来自HCl氧化和硫酸再生的氯气进行 干燥。该文献也没有描述硫酸在用硝化酸的硝化反应中的用途。硝基苯、二硝 基苯、硝基氯苯、硝基氯甲苯、硝基甲苯和二硝基甲苯之类的一硝化或二硝化 的芳族化合物除了少数例外一般都通过硝化方法产生，在硝化方法中，芳族原 料化合物(例如，苯、氯苯或甲苯)与硝酸经硫酸催化的两相反应进行反应，形 成所需的一硝化或二硝化芳族化合物。可以使用该方法的各种变化形式，例如， 等温硝化或绝热硝化。例如，EP-A 0708076中概括了各种常用方法和反应器类 型。

为了再使用，必须在反应和浓缩后通过蒸馏(例如，消耗能量的)将硫酸从 硝化产物中分离。根据所需的目标浓度，通过如US 6156288和DE-A 19642328 中描述的多级真空蒸馏或US 3201201中描述的闪蒸对反应后回收的硫酸进行 浓缩。

因此，现有技术描述的氯干燥的常用方法得到大量稀硫酸，该稀硫酸必须 在耗能大的蒸馏设备中浓缩，或者通过氯生产的废水被废弃。在芳族化合物硝 化的过程中，用作催化剂的硫酸为了再使用，同样要在反应后消耗大量能量进 行浓缩。在此过程中，大量硫酸会经产物/废水途径损失，必须用新鲜硫酸替代。 在废水被运输到废水处理设备之前，必须先使用大量氢氧化钠溶液对来自氯生 产和硝化过程的废水中含有的硫酸进行中和。

尽管US 5888920描述了在烷基化反应、氯干燥或硝化中产生的稀硫酸在 适当浓缩后如何能够返回到得到它的反应过程中，但是US 588920没有描述由 硝化或氯干燥过程得到的稀硫酸如何能够在这两种硫酸合并和浓缩后返回到 两个过程的一个过程或两个过程中，而不需要考虑初始稀硫酸是从哪个过程得 到的。

发明内容

本发明的目的是提供一种联合生产氯和异氰酸酯的方法，该方法可以将在 两个过程中得到的稀硫酸在一个合并的过程中进行处理，而不需要高能耗和高 投资，这样中和剂以既能够返回到氯生产又能够返回到硝化反应中的方式得到 节省，而不需要考虑稀硫酸最初是由哪个过程得到的。

该目的通过联合生产异氰酸酯和氯的方法来实现，其中用于两个过程的硫 酸在使用后合并，一起浓缩，再返回到两个过程的一个或两个过程中。