阅读说明：本技术 甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法 (Method for recovering chloroform and hydrogen chloride in methyl isocyanate production process ) 是由 李子平 高德喜 李金元 于 2019-12-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法,属于精细化工生产技术领域。甲基异氰酸酯的生产包括采用光气和一甲胺合成甲氨基甲酰氯,分解所述甲氨基甲酰氯为甲基异氰酸酯及包含氯仿和氯化氢的尾气,其中,它包括如下步骤：1)包含氯仿和氯化氢的尾气通过冷凝器,大部分氯仿气体冷凝为液态并被捕获,余下氯仿和氯化氢气体经降膜吸收器的水喷淋为盐酸混合液；2)步骤1)的盐酸混合液降温至20～60℃,然后沿分层器侧部设置的切向进液口被送入分层器内,在分层器内部设置的各挡板中发生折流和旋转,使氯仿和盐酸沉降分层,其中,盐酸沿分层器顶部设置的溢流口流入盐酸循环罐,而氯仿从分层器底部设置的排液口流入氯仿接收釜内,分层器内的余下混合液沿排液口、切向进液口重新送入分层器内。(The invention discloses a method for recovering chloroform and hydrogen chloride in a methyl isocyanate production process, and belongs to the technical field of fine chemical production. The production of methyl isocyanate comprises the steps of synthesizing methyl carbamoyl chloride by adopting phosgene and monomethylamine, and decomposing the methyl carbamoyl chloride into methyl isocyanate and tail gas containing chloroform and hydrogen chloride, wherein the method comprises the following steps: 1) the tail gas containing chloroform and hydrogen chloride passes through a condenser, most of chloroform gas is condensed into liquid and is captured, and the rest chloroform and hydrogen chloride gas are sprayed into hydrochloric acid mixed solution through water of a falling film absorber; 2) cooling the mixed solution of hydrochloric acid obtained in the step 1) to 20-60 ℃, then sending the mixed solution into a delayer along a tangential liquid inlet arranged on the side part of the delayer, deflecting and rotating in each baffle arranged in the delayer to enable chloroform and hydrochloric acid to settle and delaminate, wherein the hydrochloric acid flows into a hydrochloric acid circulating tank along an overflow port arranged on the top of the delayer, the chloroform flows into a chloroform receiving kettle from a liquid outlet arranged on the bottom of the delayer, and the rest mixed solution in the delayer is sent into the delayer again along the liquid outlet and the tangential liquid inlet.)

甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法

技术领域

本发明涉及一种反应溶剂及副产物的回收，属于精细化工生产技术领域，具体地涉及一种甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法。

背景技术

三氯甲烷术语名氯仿(CHCl₃)，主要理化性质：无色透明液体，有特殊气味、味甜，高折光，低毒，不燃，质重，易挥发。纯品对光敏感，遇光照会与空气中的氧作用，逐渐分解而生成剧毒的光气(碳酰氯)和氯化氢。相对密度1.484，凝固点-63.5℃，沸点61.3℃，折光率1.4476。

国内甲基异氰酸酯的生产方法是以光气和一甲胺为原料在210～230℃的温度下进行合成甲氨基甲酰氯(CH₃NHCOCl)后，再以三氯甲烷溶剂为载体经分解、精馏制得。其反应方程式如下：

CH₃NH₂+COCl₂→CH₃NHCOCl+HCl↑；

CH₃NHCOCl→CH₃NCO+HCl↑；

如中国发明专利申请(申请公布号：CN 103694190A，申请公布日：2014-04-02)公开了甲基异氰酸酯的生产方法和设备，它包括如下步骤：

(1)以CO₂、O₂和焦炭生产CO，再以CO和氯气生产光气，再将光气和一甲胺合成甲氨基甲酰氯；

(2)甲氨基甲酰氯合成后送至混液槽中加入溶剂进行混合，甲氨基甲酰氯与氯仿混合液中带有少量甲氨盐酸盐固体渣，通过加装丝网填料和350目滤布两级过滤的过滤器，连续过滤除渣后送至分解器；

(3)步骤(2)中过滤后的甲氨基甲酰氯与氯仿混合液在分解器中进行分解反应得到甲基异氰酸酯，将甲基异氰酸酯溶解后进入除渣提纯生产系统：通过蒸渣釜进行第一级滤除固体渣；分解后的生成物再进行气液分离并冷凝，收集含有甲基异氰酸酯和固体渣的固液混合物，再将固液混合物送至粗酯塔中进行分离，固液混合物中的高沸点固体渣经过回流总管送至蒸渣釜中进行第二级滤除固体渣，进一步除去固液混合物内的固态杂质，得到含有少量杂质的甲基异氰酸酯混合物；

(4)将步骤(2)中经过两级滤渣处理的甲基异氰酸酯混合物依次送至粗酯塔和精酯塔中进行蒸馏，提纯后得甲基异氰酸酯；

(5)上述步骤(1)至(4)中产生的尾气先用风机导流然后进入四级尾气吸收装置串联吸收，并回收副产物氯化氢后达标排放。

上述尾气吸收装置操作复杂。

又如中国发明专利申请(申请公布号：CN 104557441A，申请公布日：2015-04-29)公开了一种生产甲基异氰酸酯过程中氯仿的回收方法，具体过程为将：分解完成的尾气先经过冷却器冷却至30～40℃后进入分层器，尾气中的氯仿和盐酸在分层器中分层，比重大的氯仿流入氯仿接收釜中接收并循环用于生产甲基异氰酸酯，比重小的盐酸单独回收。然而该回收效果差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法，该方法能有效分离出生产甲基异氰酸酯时尾气中的三氯甲烷和氯化氢，并分别回收处理，再将回收的三氯甲烷溶剂实施精制脱水后循环利用，既降低了生产成本，又减少了三氯甲烷对玻璃钢设备的腐蚀，同时提高了副产物盐酸的品质。三氯甲烷吨消耗从原来的每吨甲基异氰酸酯消耗氯仿100kg左右降至每吨甲基异氰酸酯消耗氯仿60～65kg。

为实现上述目的，本发明公开了一种甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法，所述甲基异氰酸酯的生产包括采用光气和一甲胺合成甲氨基甲酰氯，分解所述甲氨基甲酰氯为甲基异氰酸酯及包含氯仿和氯化氢的尾气，它包括如下步骤：

1)所述包含氯仿和氯化氢的尾气通过冷凝器，大部分氯仿气体冷凝为液态并被捕获，余下氯仿和氯化氢气体经降膜吸收器的水喷淋为盐酸混合液；

2)步骤1)的所述盐酸混合液降温至20～60℃，然后沿分层器侧部设置的切向进液口被送入分层器内，在分层器内部设置的各挡板中发生折流和旋转，使氯仿和盐酸沉降分层，其中，盐酸沿分层器顶部设置的溢流口流入盐酸循环罐，而氯仿从分层器底部设置的排液口流入氯仿接收釜内，所述分层器内的余下混合液沿排液口、切向进液口重新送入分层器内。

进一步地，所述分层器内部设置一个以上挡板，各挡板相靠近设置并形成螺旋线型结构。混合液可在该具备螺旋线型结构的挡板内实现充分的混合碰撞、离心分离。

进一步地，所述分层器内还设有集液部，经折流和旋转后的液体重新流入集液部，所述溢流口位于所述集液部顶端，排液口位于集液部底端。

进一步地，所述分层器内温度设定为20～60℃。

进一步地，步骤1)中，所述冷凝器内采用循环盐水冷凝工质实现对氯仿气体的冷凝。

本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：

本发明设计的回收方法操作简单，能较好的实现氯仿和氯化氢的分离，其中，氯仿回收率为95％左右，氯化氢回收率为99％左右；回收得到的氯仿进一步精制脱水处理可重新应用于甲基异氰酸酯生产中，有利于降低生产成本。

附图说明

图1为本发明回收方法采用的分层器结构示意图。

图2为回收方法的工艺流程图。

其中，图1中各部件标号如下：

分层器1(其中，切向进液口1.1、挡板1.2、集液部1.3、溢流口1.4、排液口1.5)。

具体实施方式

本发明公开了一种甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法，所述甲基异氰酸酯的生产包括采用光气和一甲胺合成甲氨基甲酰氯，分解所述甲氨基甲酰氯为甲基异氰酸酯及包含氯仿和氯化氢的尾气，它包括如下步骤：具体如图2所示；

1)所述包含氯仿和氯化氢的尾气通过冷凝器，其中，所述冷凝器内采用循环盐水冷凝工质实现对氯仿气体的冷凝。大部分(约65％左右)氯仿气体冷凝为液态并被捕获，余下氯仿和氯化氢气体经降膜吸收器的水喷淋为盐酸混合液；

2)步骤1)的所述盐酸混合液降温至20～60℃，然后送入图1所示的分层器1内部实现分离，具体的是沿分层器1侧部设置的切向进液口1.1被送入分层器1内，在分层器1内部设置的各挡板1.2中发生折流和旋转，其中，本发明优选各挡板1.2相靠近设置并形成螺旋线型结构。盐酸混合液在螺旋线型结构内不断发生折流、旋转等，可实现充分的混合并最终流入集液部1.3内并实现氯仿和盐酸沉降分层，其中，盐酸沿分层器1顶部设置的溢流口1.4流入盐酸循环罐，而氯仿从分层器底部设置的排液口1.5流入氯仿接收釜内，所述分层器内的余下混合液沿排液口、切向进液口重新送入分层器内。结合图1可知，本发明设计的分层器1包括外壳体，位于所述外壳体内部的一个以上挡板1.2，各挡板1.2相靠近设置并形成螺旋线型结构。混合液可在该具备螺旋线型结构的挡板内实现充分的混合碰撞、离心分离。此外，所述分层器1内还设有集液部1.3，经折流和旋转后的液体重新流入集液部1.3，所述溢流口1.4位于所述集液部1.3顶端，排液口1.5位于集液部1.3底端，经折流和旋转的液体能够实现在集液部1.3内的充分分离及分层。

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

本实施例公开了一种甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法，它包括如下步骤：

1)包含氯仿和氯化氢的尾气通过冷凝器，以实现对氯仿气体的冷凝。大部分氯仿气体冷凝为液态并被捕获，余下氯仿和氯化氢气体经降膜吸收器的水喷淋为盐酸混合液；2)步骤1)的所述盐酸混合液降温至30℃，然后沿分层器侧部设置的切向进液口被送入分层器内，在分层器内部设置的各挡板中发生折流和旋转，使氯仿和盐酸沉降分层，其中，盐酸沿分层器顶部设置的溢流口流入盐酸循环罐，而氯仿从分层器底部设置的排液口流入氯仿接收釜内，所述分层器内的余下混合液沿排液口、切向进液口重新送入分层器内。本实施例回收盐酸产率为98.5％，氯仿的回收产率为95.6％。

实施例2

本实施例公开了一种甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法，它包括如下步骤：

1)包含氯仿和氯化氢的尾气通过冷凝器，其中，所述冷凝器以实现对氯仿气体的冷凝。大部分氯仿气体冷凝为液态并被捕获，余下氯仿和氯化氢气体经降膜吸收器的水喷淋为盐酸混合液；

2)步骤1)的所述盐酸混合液降温至50℃，然后沿分层器侧部设置的切向进液口被送入第一分层器内，在第一分层器内部设置的各挡板中发生折流和旋转，使氯仿和盐酸沉降分层，其中，盐酸沿分层器顶部设置的溢流口流入盐酸循环罐，而氯仿从第一分层器底部设置的排液口流入氯仿接收釜内，所述第一分层器内的余下混合液沿排液口重新流入第二分层器内，并进一步发挥如同第一分层器的作用，第二分层器余下的混合液沿第二分层器的排液口、切向进液口重新送入第二分层器内。本实施例回收盐酸产率为99.2％，氯仿的回收产率为95.6％。

实施例3

本实施例公开了一种甲基异氰酸酯生产过程中氯仿与氯化氢的回收方法，它包括如下步骤：

1)包含氯仿和氯化氢的尾气通过冷凝器，其中，所述冷凝器以实现对氯仿气体的冷凝。大部分氯仿气体冷凝为液态并被捕获，余下氯仿和氯化氢气体经降膜吸收器的水喷淋为盐酸混合液；2)步骤1)的所述盐酸混合液降温至50℃，然后沿分层器侧部设置的切向进液口被送入分层器内，本实施例优选采用3个分层器串联设置，即相邻分层器的切向进液口与排液口相连。其它设置方式与实施例2相同。

本实施例回收盐酸产率为99.5％，氯仿的回收产率为95.8％。

此外，本实施例还探究了4个分层器串联和5个分层器串联的回收方式，结果发现随着装置的不断增多，回收率虽有增大但效果并不明显。因此，最终选择采用3个分层器，且回收过程示意图如图2所示。回收得到的三氯甲烷经进一步精制脱水处理可重新应用于甲基异氰酸酯生产的溶剂。本发明设计的回收方法能有效分离出生产甲基异氰酸酯时尾气中的三氯甲烷和氯化氢，探究发现三氯甲烷吨消耗从原来的每吨甲基异氰酸酯消耗氯仿100kg左右降至每吨甲基异氰酸酯消耗氯仿60～65kg。

以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。