1.本发明属于化学合成领域，涉及一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法。


背景技术：

2.1，5-戊二异氰酸酯（pdi），又名五亚甲基二异氰酸酯，属于一种新型的脂肪族二异氰酸酯，其产品及相关衍生物具有优异的性能，相对于hdi（六亚甲基二异氰酸酯）活性更高，在hdi及其衍生品中可替代hdi且性能更优。通常是1，5-戊二胺（pda）经光气化合成，pdi被制成pdi缩二脲或三聚体用于生产聚氨酯涂料，胶黏剂，该类涂料具有不泛黄、耐候性强等特点。国外生产商主要为科思创，产品为pdi三聚体（desmodur eco n7300），已投放欧洲市场，满足轨道车辆工业的技术要求，光泽稳定性、耐磨性等优于hdi类产品。 国内对于pdi的生产及其厂家鲜有报道。
3.1，5-戊二异氰酸酯（pdi）的生产方法主要分为光气化法和非光气化法，光气化法又可分为液相光气化和气相光气化反应技术，目前工业上都是采用光气化法生产异氰酸酯，主要是液相光气化法合成pdi，液相光气化反应器存在由于固体堵塞导致的运行周期短、单套装置生产能力低等问题，气相光气化法合成pdi技术未见报道。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将1,5-戊二胺与惰性溶剂混合的溶液控制流速进入原料气化过热系统，使1,5-戊二胺与惰性溶剂混合气体温度达到300-400℃；（2）气态光气控制流速进入原料气化过热系统，使光气温度达到300-400℃；（3）1,5-戊二胺与惰性溶剂混合气体、气态光气进入文丘里喷射反应器，一步生成1，5-戊二异氰酸酯，反应温度保持在300-400℃；（4）从喷射反应器出来的1，5-戊二异氰酸酯、氯化氢、光气、惰性溶剂混合气体在急冷段中进行快速冷却至50-150℃，得到1，5-戊二异氰酸酯光化液；（5）对1，5-戊二异氰酸酯光化液进行脱光气、脱溶剂、产品精制得到合格的产品。
6.步骤（1）中惰性溶剂与1,5-戊二胺按质量比20:1-3:1进行混合。
7.步骤（1）中1,5-戊二胺溶液为连续进料，控制流速为100ml/min-2000ml/min。
8.步骤（2）中光气为连续进料，流速为1,5-戊二胺溶液流速的3-10倍。
9.所述惰性溶剂为甲苯、氯苯或二氯苯、间苯二甲酸二乙酯、乙酸戊酯、水杨酸甲酯的任意一种。
10.步骤（4）中快速冷却，是利用惰性溶剂从急冷段四周以喷雾的形式喷入，该惰性溶
剂与1,5-戊二胺溶液中所使用惰性溶剂保持一致。
11.本发明的有益效果是：气相光气法合成1，5-戊二异氰酸酯是在高温下进行气相反应一步制得异氰酸酯的方法，溶剂使用量小、pdi产品中水解氯较低，开停车更加迅速，工艺更加安全，操作过程简单易控制，连续运行周期长，具有能耗低、投资成本小等优点，适合于工业化生产。
具体实施方式
12.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
13.实施例1：1,5-戊二胺与邻二氯苯以质量比1:3混合后，通过流量计以300ml/min流速进入原料气化过热系统，经过气化过热系统1,5-戊二胺与邻二氯苯混合气体温度达到320℃；气态光气通过流量计以1200ml/min流速进入原料气化过热系统，经过气化过热系统光气温度达到320℃；1,5-戊二胺与邻二氯苯混合气体、气态光气分别从文丘里喷射反应器两侧进入，反应器保持温度在350℃，一步生成1，5-戊二异氰酸酯；从喷射反应器出来的1，5-戊二异氰酸酯、氯化氢、光气、邻二氯苯混合气体在急冷段中进行快速冷却，利用邻二氯苯从急冷段四周以喷雾的形式喷入，将温度在350℃的气态反应产物迅速冷却至100℃，得到1，5-戊二异氰酸酯光化液；对1，5-戊二异氰酸酯光化液进行脱光气、脱溶剂、产品精制得到合格的1，5-戊二异氰酸酯产品。pdi产品收率为98.7%，水解氯42ppm，运行24h后装置正常停车。
14.实施例2：1,5-戊二胺与氯苯以质量比1:7混合后，通过流量计以600ml/min流速进入原料气化过热系统，经过气化过热系统1,5-戊二胺与氯苯混合气体温度达到300℃；气态光气通过流量计以2400ml/min流速进入原料气化过热系统，经过气化过热系统光气温度达到300℃；1,5-戊二胺与氯苯混合气体、气态光气分别从文丘里喷射反应器两侧进入，反应器保持温度在300℃，一步生成1，5-戊二异氰酸酯；从喷射反应器出来的1，5-戊二异氰酸酯、氯化氢、光气、氯苯混合气体在急冷段中进行快速冷却，利用氯苯从急冷段四周以喷雾的形式喷入，将温度在300℃的气态反应产物迅速冷却至80℃，得到1，5-戊二异氰酸酯光化液；对1，5-戊二异氰酸酯光化液进行脱光气、脱溶剂、产品精制得到合格的1，5-戊二异氰酸酯产品。pdi产品收率为96.9%，水解氯25ppm，运行72h后装置正常停车。
15.实施例3：1,5-戊二胺与甲苯以质量比1:5混合后，通过流量计以500ml/min流速进入原料气化过热系统，经过气化过热系统1,5-戊二胺与甲苯混合气体温度达到350℃；气态光气通过流量计以2500ml/min按照一定流速进入原料气化过热系统，经过气化过热系统光气温度达到350℃；1,5-戊二胺与甲苯混合气体、气态光气分别从文丘里喷射反应器两侧进入，反应器保持温度在350℃，一步生成1，5-戊二异氰酸酯；从喷射反应器出来的1，5-戊二异氰酸酯、氯化氢、光气、甲苯混合气体在急冷段中进行快速冷却，利用甲苯从急冷段四周以喷雾的形式喷入，将温度在350℃的气态反应产物迅速冷却至50℃，得到1，5-戊二异氰酸酯光化液；对1，5-戊二异氰酸酯光化液进行脱光气、脱溶剂、产品精制得到合格的1，5-戊二异氰酸酯产品。pdi产品收率为95.1%，水解氯63ppm，运行36h后装置正常停车。
16.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法，其特征在于以1,5-戊二胺和光气为原料进行制备， 包括以下步骤：（1）将1,5-戊二胺与惰性溶剂混合的溶液控制流速进入原料气化过热系统，使1,5-戊二胺与惰性溶剂混合气体温度达到300-400℃；（2）气态光气控制流速进入原料气化过热系统，使光气温度达到300-400℃；（3）1,5-戊二胺与惰性溶剂混合气体、气态光气进入文丘里喷射反应器，一步生成1，5-戊二异氰酸酯，反应温度保持在300-400℃；（4）从喷射反应器出来的1，5-戊二异氰酸酯、氯化氢、光气、惰性溶剂混合气体在急冷段中进行快速冷却至50-150℃，得到1，5-戊二异氰酸酯光化液；（5）对1，5-戊二异氰酸酯光化液进行脱光气、脱溶剂、产品精制得到合格的产品。2.如权利要求1所述一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法，其特征在于：步骤（1）中惰性溶剂与1,5-戊二胺按质量比20:1-3:1进行混合。3.如权利要求1所述一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法，其特征在于：步骤（1）中1,5-戊二胺溶液为连续进料，控制流速为100-2000ml/min。4.如权利要求1所述一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法，其特征在于：步骤（2）中光气为连续进料，流速为1,5-戊二胺溶液流速的3-10倍。5.如权利要求1所述一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法，其特征在于所述惰性溶剂为甲苯、氯苯或二氯苯、间苯二甲酸二乙酯、乙酸戊酯、水杨酸甲酯的任意一种。6.如权利要求1所述一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法，其特征在于：步骤（4）中快速冷却，是利用惰性溶剂从急冷段四周以喷雾的形式喷入，该惰性溶剂与1,5-戊二胺溶液中所使用惰性溶剂保持一致。

技术总结
本发明提供了一种气相光气化法合成1，5-戊二异氰酸酯的方法，包括以下步骤：（1）将1,5-戊二胺溶液进入原料气化过热系统，升温到300-400℃；（2）通入气态光气到原料气化过热系统温度达到300-400℃；（3）进入文丘里喷射反应器，一步生成1，5-戊二异氰酸酯，反应温度保持在300-400℃；（4）快速冷却至50-150℃，得到1，5-戊二异氰酸酯光化液；（5）进行脱光气、脱溶剂、精制得到合格产品。溶剂用量小、PDI产品中水解氯较低，工艺安全，操作简单易控制，连续运行周期长，具有能耗低、投资成本小等优点，适合于工业化生产。业化生产。


技术研发人员：滕志君 李晓明 刘耀宗 梁睿渊 马瑞进 陶春霞 李志民 贾晓朵 常有才 田正义 丁波
受保护的技术使用者：甘肃银光聚银化工有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/2/15