[发明专利]用于纯化异氰酸酯混合物的装置、系统和方法

说明书

相关申请

本申请要求2008年10月2日提交的标题为“APPARATUS，SYSTEMS，AND METHODS FOR PURIFICATION OF ISOCYANATE MIXTURES”的美国临时申请61/102,128和2008年10月2日提交的标题为“APPARATUS，SYSTEMS，AND METHODS FOR PURIFICATION OF ISOCYANATEMIXTURES”的美国临时申请61/102,141的权益，它们以其整体并入本文作为参考。

技术领域

在一些实施方案中，本发明公开涉及包含两种或更多种组分的组合物的分馏。例如，本发明公开涉及异氰酸酯混合物的蒸馏。

背景技术

基于聚氨酯的泡沫体可用于广泛种类的产品中，所述产品例如汽车防震垫、隔音器、减振器、地毯衬底、床垫、室内装潢、家具和填料。聚氨酯可通过使异氰酸酯与多元醇反应来形成。而异氰酸酯又可通过各种方法形成。例如，异氰酸酯可通过使胺(例如胺、胺盐酸盐、氨基甲酸盐和/或脲)与光气在溶剂存在下以液相反应来形成，或者在骤冷/冷却阶段期间与加入的溶剂以蒸气相反应来形成。可从产物混合物中除去光气，以形成含异氰酸酯的进料用于后续的蒸馏。

蒸馏柱可用于将进料混合物分馏成一些组分或者全部组分。例如，蒸馏柱可用于将两组分进料混合物分离为两个产品流：来自柱顶部的包括较轻流料的上部产品流和来自柱底部的包括较重组分的下部产品流。可对蒸馏柱进行配置以产生副产品流，用于分离例如较复杂的进料混合物。然而，该副产品流可能污染有轻或高组分，这取决于其在柱子上的位置。例如，副产品流可被柱子中的各组分的横向混合污染和/或在其到达柱顶部的路途上经过侧出口的挥发性物质污染。

用竖向隔板可减少或者消除蒸馏柱内的横向混合，所述竖向隔板将柱子分隔成单独的进料区和出口区。然而，污染问题可继续存在，例如当进料混合物包含较高水平的较轻组分时。降低该污染可能需要额外的柱子和/或额外的热量输入，而这可能不期望地增加资金和/或生产成本。

发明内容

因此，需要对蒸馏装置、系统和方法进行改进。

根据一些实施方案，本发明公开涉及用于分馏包含两种或更多种组分的进料混合物的装置、系统和/或方法。进料混合物可包含例如，一种或多种异氰酸酯、轻组分、溶剂和/或较重组分。在一些实施方案中，分馏进料混合物(例如，异氰酸酯进料混合物)可包括在非绝热的分馏装置(该装置包括初步分馏区和/或柱以及主要区和/或柱)中蒸馏进料混合物，其中所述主要区和/或柱包括精馏区、侧区和汽提区。例如，可从轻组分、溶剂和/或较重组分中分离出异氰酸酯。在一些实施方案中，分馏进料混合物可包括在中间再沸器中加热初步分馏区的下部流料。在一些实施方案中，分馏装置可配置和安排为隔壁塔(dividing wall column)。根据本公开的一些实施方案，装置、系统和/或方法可以是节能的和/或可具有宽的工作范围。

在一些实施方案中，本发明公开涉及用于分馏异氰酸酯混合物的非绝热的分馏装置。非绝热的分馏装置可包括例如，隔壁塔，所述隔壁塔包括(a)初步分馏区和(b)主要区，所述初步分馏区包括上端和下端以及至少一个中间再沸器。在一些实施方案中，主要区可包括：(i)与初步分馏区的上端流体相通的精馏区，(ii)与精馏区流体相通的冷凝器，(iii)与初步分馏区的下端流体相通的汽提区，(iv)与汽提区流体相通的汽提区再沸器，和/或(v)与精馏区和汽提区流体相通的侧区。非绝热的分馏装置可包括例如，(a)初步分馏柱和(b)主要柱，所述初步分馏柱包括上端和下端以及至少一个中间再沸器。在一些实施方案中，主要柱可包括(i)与初步分馏柱的上端流体相通的精馏区，(ii)与精馏区流体相通的冷凝器，(iii)与初步分馏柱的下端流体相通的汽提区，(iv)与汽提区流体相通的汽提区再沸器，和/或(v)与精馏区和汽提区流体相通的侧区。根据一些实施方案，可配置和安排非绝热的分馏装置以使其液体再循环比为约0.01至约0.5和/或蒸气再循环比为约0至约0.75。在一些实施方案中，中间再沸器可配置和安排为内部热交换器和/或外部再沸器。根据一些实施方案，非绝热的分馏装置可进一步包括泵，该泵配置和安排用于加压内部流料。可配置和安排蒸馏柱以使其消耗约0.05至约0.4千瓦每千克产生的异氰酸酯和/或在一些实施方案中约0.4至约1.0千瓦每千克产生的异氰酸酯。蒸馏柱可配置和安排以使其接收包含低于约20％异氰酸酯的进料。