CO还原法生产TDI（甲苯二异氰酸酯）技术设计赵强

王建

【摘 要】本设计简化掉了氢化和光化工艺，减少了光气（COCl2）和Cl2气重大危险源，避免了氯离子（Cl-）存在和焦油的产生，多采用重力、真空分离，降低了能耗和投资，简化了工艺。

【关键词】CO还原法；重力分离；真空；重大危险源；能耗；简化工艺

CO还原法避免了传统光化法带来的巨大安全隐患，不再存在光气和氯气隐患，工艺变的更加简化，节省大量设备投资，打破传统氢化还原，而采用CO一步还原制成，同时不采用粉状催化，而采用网状纯金属催化，减少了贵金属的大量损耗，在产品分离提纯方面也多采用重力分离和真空分离，减少了化学洗涤和精馏，大大降低了能耗，避免焦油的生成，造成材料浪费。

一、反应原理：

主反应

二、工艺流程简介

甲苯、硝酸在60℃和浓硫酸脱水作用生成一硝基甲苯MNT，MNT混合物经降温后，在重力分离器分离下将MNT、甲苯、酸水分离开来，甲苯用泵打回混合三通1，硝酸、硫酸、水进入HNO3经重力分离器，将硝酸和水、硫酸分离开来，含硝酸水液经脱硝塔将硝酸分离冷却后，降温进入硝酸储罐。硫酸液则进入乳化器、加热器，将水分离出来冷却形成蒸馏水溶液。硫酸液则在真空机作用下将水分进一步抽走，使硫酸达到浓酸标准后冷却回收利用。提纯后的MNT进一步与HNO3在脱水剂硫酸和75～80℃的条件下，在混合三通2中生成二硝基甲苯（DNT），反应混合物在冷却器中降温至80℃左右，抑制90～100℃条件，防止三硝基甲苯（TNT）的生成，降温后的混合物进入DNT分离器，将MNT、DNT、HNO3气体、硫酸液充分分离出来，MNT用泵打回混合三通2进行反应，硝酸气体在真空机作用下，进入硝酸脱硝塔生成硝酸，降温后进入硝酸储槽，硫酸酸液进入硫酸加热器加热，将大部分水分变为蒸汽分离出来冷却为蒸馏水。浓缩后的硫酸液进入冷却器制成合格浓度硫酸，同时在真空泵作用下将含硝酸的水抽入硝酸脱硝塔，生成硝酸回收利用。其中冷却器1、MNT重力分离器、冷却器2、DNT重力分离器、乳化分离器、硫酸乳化器、硫酸冷却器、蒸馏水冷却器中的含硝水气，经硝酸真空机抽吸进入硝酸脱硝塔，分离出硝酸和蒸馏水。DNT液体从重力分离器2进入乳化分离器，将DNT充分暴露出其中的水、硝酸。硝酸及氮氧化物在真空作用下送入脱硝塔，生成硝酸，形成无水无酸DNT产品。合格DNT按照與CO的比例用泵打入乳化器，与CO充分乳化，在一定压力作用下，进入催化反应器，同时大部分CO经催化反应器底部进入，在纯金属网催化剂作用下，生成甲苯二异氰酸酯（TDI），TDI混合物进入TDI分离器3，将DNT、CO2、聚合物、TDI充分分离。其中DNT分离后用泵打回计量泵重新参与反应，CO2进行储存，用于TDI成品保护、管道保护、参与CO生成，副产品聚合物收集外卖。TDI在提纯降温后，在CO2保护下隔绝存放或隔绝外卖。

三、事故处理

在无酸无水DNT生成前，事故一旦发生，必须由泵送到事故处理分离器4中将混合物彻底分离成甲苯、MNT、DNT、H2SO4酸性水、HNO3混合气体。其中前三种物质降温储存，硫酸酸性水则在加热状态下，将硝酸、硫酸在重力分离器5中分离出来，得到合格的浓硫酸冷却储存，同时重力分离器5分离出来的硝酸混合气在真空机作用下送入冷却器，将水解析出，同时硝酸蒸汽别真空机抽走，经冷却漂白成为合格硝酸储存。分离出的水北冷却，去酸（真空机抽走硝酸）后，送入蒸馏水塔。

【参考文献】

[1]《化工生产流程图》（化学工业出版社组织编写 1984.6）

[2]《化工原理》（王志魁、刘丽英、刘伟 2010第四版）