利用甲苯二胺和碳酸二甲酯制备甲苯二异氰酸酯的工艺

摘要

本发明为一种利用甲苯二胺和碳酸二甲酯制备甲苯二异氰酸酯（TDI）的工艺，将乙酸锌催化甲苯二胺与碳酸二甲酯合成甲苯二氨基甲酸甲酯（TDC）反应的失活催化剂氧化锌（ZnO）用作TDC分解制备TDI反应的催化剂，该反应的失活催化剂ZnO不需要与产物TDC分离，而是直接用于催化TDC分解制备TDI反应，TDC分解制备TDI过程采用两级分解反应器串联操作，且两级分解反应器之间设有分凝器。本发明以乙酸锌催化甲苯二胺与碳酸二甲酯合成TDC，选取合成TDC的失活催化剂ZnO作为TDC分解反应的高效催化剂：催化效果好，TDI收率高；TDC分解反应温度低，可以使总生产成本大为降低。

主权项

一种利用甲苯二胺和碳酸二甲酯制备甲苯二异氰酸酯的工艺，其特征为包括以下步骤：1)甲苯二胺与碳酸二甲酯为原料、乙酸锌为催化剂合成甲苯二氨基甲酸甲酯(TDC)首先在反应釜中依次加入甲苯二胺、乙酸锌和碳酸二甲酯，其摩尔比为甲苯二胺∶乙酸锌∶碳酸二甲酯＝1∶0.05～0.4∶18～30，然后密封反应釜，在搅拌条件下，加热至温度为120～180℃，反应3～8小时；反应结束后，降温、出料，料液去蒸馏釜，在30～60℃、5～30kPa减压蒸馏，即得到固体产物TDC与失活催化剂ZnO的混合物；减压蒸馏出的气相至第一冷凝器，冷凝后得到碳酸二甲酯、甲醇及乙酸甲酯的液体混合物；2)TDC催化分解制备甲苯二异氰酸酯(TDI)首先将热载体分别加入第一级分解反应器和第二级分解反应器中；将上步得到的TDC与ZnO的混合物在溶解槽用溶剂溶解，然后加入第一级分解反应器，再取上步得到的TDC与ZnO的混合物，经分离后得到ZnO，将其加入第二级分解反应器；在第一级分解反应器中，170～260℃，系统压力5～25kPa条件下反应，第一级分解反应器的气相产物经第一分馏柱，进入第一分凝器，在15～35℃下，得到中间产物甲苯单异氰酸酯(TMI)，TMI加到第二级分解反应器进一步分解反应，未冷凝的气相TDI、甲醇去第二分凝器；第二级分解反应器温度为180～260℃、系统压力5～25kPa条件下，进行分解反应；第二级分解反应器的气相产物经第二分馏柱后，同样进入第二分凝器；第二分凝器在15～35℃下冷凝，得到目的产物TDI；副产物甲醇经第二冷凝器在‑5～15℃下冷凝得到甲醇；所述的热载体采用的物质同溶剂；其中，两级分解反应器中ZnO浓度范围均等于或大于8.0×10^‑4g/mL热载体；所述的的热载体为烷烃、芳香烃、环烷烃、醚、酯、胺或砜。