[发明专利]一种区域熔融法纯化TDI过程

说明书

技术领域

本发明涉及熔融结晶精制技术领域，具体涉及一种区域熔融法纯化TDI过程。

背景技术

目前，聚氨酯为世界六大具有发展前途的合成材料之一。它具有耐磨、耐低温、耐油和耐臭氧等功能，近年来在我国取得了快速发展，广泛应用于泡沫塑料、胶黏剂、弹性体、涂料和纤维等。而聚氨酯工业中用量最大的异氰酸酯主要是甲苯二异氰酸酯(C9H6N2O2简称TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)。其中TDI的用量巨大，国内市场用量达到30万吨/年以上。TDI主要有两种同分异构体：2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)和2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)。根据TDI产品中，2,4-TDI和2,6-TDI异构比的不同，TDI工业品可以分为三种规格TDI-100，TDI-80/20，TDI-65/35，前面的数字表示2,4-TDI的含量。在三种产品中TDI-100附加值最高，其价格约为另外两种规格产品的2倍以上。但是到目前为止，国内还没有生产TDI-100的装置。

熔融结晶精制技术是根据分离物质之间凝固点的不同而实现物质分离和提纯的方法，具有产品纯度高、能耗低，不需要加入其他溶剂，对环境污染小等特点。熔融结晶按操作方式可以分为以下三类：层式结晶、悬浮结晶和区域熔融。目前层式结晶和悬浮式结晶在有机物分离领域都已经实现工业化，例如1-萘酚、二甲苯、精萘，而区域熔融法主要用于对金属材料的的提纯，其金属纯度可以达到99.999％以上，对有机物进行提纯的文献报道较少。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种区域熔融法纯化TDI过程，能够解决上述问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种区域熔融法纯化TDI过程，按照以下步骤依次进行：

步骤一、将TDI原料进行提纯，重结晶后，TDI的纯度达到一定的程度；

步骤二、将重结晶后的TDI装入区熔试管，装入一定的高度；

步骤三、将TDI进行凝固，区熔试管从上向下移动，区熔试管按照一定的移动速率移动，所述的区熔试管的移动速率由速度调节器控制；

步骤四、通过加热装置调节区熔试管内一定大小的熔区的加热温度，通过超级低温恒温槽控制区熔试管内熔区的冷区温度，加热温度与冷区温度之间形成一定的温度差，区熔结束后，取区熔试管中不同位置的TDI，分析其纯度。

优选的，所述的步骤一中纯度达到一定的程度为90.1％。

优选的，所述的步骤二中一定的高度为100mm。

优选的，所述的步骤三中一定的移动速率为10mm/h。

优选的，所述的步骤四中一定的温度差为50℃，所述的步骤四中一定大小的熔区为15mm。

优选的，所述的区熔试管内采用熔区竖直向上的区域进行区熔，区熔的次数为6次。

本发明的有益效果是：本发明提出的区域熔融法纯化TDI是一个全新制备TDI-100的方法。区域熔融作为一种超纯提炼技术，在用于纯化TDI过程中可以避免传统精馏法提纯工艺中能耗大，分离度有限，所得产品中2,4-TDI的纯度不是很高的缺点。在区熔过程中，最后确定采用10mm/h的区熔速率，15mm的熔区，50℃的温差，熔区向上移动的条件，区熔6次后，2,4-TDI的收率达到60％以上，产品纯度达98.5％以上。

附图说明

图1是本发明三次重结晶后TDI的色谱分离图；

图2是本发明熔区移动速率对纯度的影响；

图3是本发明温度差对纯度的影响；

图4是本发明熔区大小对纯度的影响；

图5是本发明区熔方向对纯度的影响；

图6是本发明区熔次数对纯度的影响。

具体实施方式

本发明所述的一种区域熔融法纯化TDI过程，按照以下步骤依次进行：

步骤一、将TDI原料进行提纯，重结晶后，TDI的纯度达到一定的程度；

步骤二、将三次重结晶后的TDI装入区熔试管，装入一定的高度；

步骤三、将TDI进行凝固，区熔试管从上向下移动，区熔试管按照一定的移动速率移动，所述的区熔试管的移动速率由速度调节器控制；

步骤四、通过加热装置调节区熔试管内一定大小的熔区的加热温度，通过超级低温恒温槽控制区熔试管内熔区的冷区温度，加热温度与冷区温度之间形成一定的温度差，区熔结束后，取区熔试管中不同位置的TDI，分析其纯度。如图1。