技術領域

本發明涉及熔融結晶精制技術領域，具體涉及一種區域熔融法純化TDI過程。

背景技術

目前，聚氨酯為世界六大具有發展前途的合成材料之一。它具有耐磨、耐低溫、耐油和耐臭氧等功能，近年來在我國取得了快速發展，廣泛應用于泡沫塑料、膠黏劑、彈性體、涂料和纖維等。而聚氨酯工業中用量最大的異氰酸酯主要是甲苯二異氰酸酯(C9H6N2O2簡稱TDI)和二苯基甲烷二異氰酸酯(簡稱MDI)。其中TDI的用量巨大，國內市場用量達到30萬噸/年以上。TDI主要有兩種同分異構體：2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)和2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-TDI)。根據TDI產品中，2,4-TDI和2,6-TDI異構比的不同，TDI工業品可以分為三種規格TDI-100，TDI-80/20，TDI-65/35，前面的數字表示2,4-TDI的含量。在三種產品中TDI-100附加值最高，其價格約為另外兩種規格產品的2倍以上。但是到目前為止，國內還沒有生產TDI-100的裝置。

熔融結晶精制技術是根據分離物質之間凝固點的不同而實現物質分離和提純的方法，具有產品純度高、能耗低，不需要加入其他溶劑，對環境污染小等特點。熔融結晶按操作方式可以分為以下三類：層式結晶、懸浮結晶和區域熔融。目前層式結晶和懸浮式結晶在有機物分離領域都已經實現工業化，例如1-萘酚、二甲苯、精萘，而區域熔融法主要用于對金屬材料的的提純，其金屬純度可以達到99.999％以上，對有機物進行提純的文獻報道較少。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種區域熔融法純化TDI過程，能夠解決上述問題。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：

一種區域熔融法純化TDI過程，按照以下步驟依次進行：

步驟一、將TDI原料進行提純，重結晶后，TDI的純度達到一定的程度；

步驟二、將重結晶后的TDI裝入區熔試管，裝入一定的高度；

步驟三、將TDI進行凝固，區熔試管從上向下移動，區熔試管按照一定的移動速率移動，所述的區熔試管的移動速率由速度調節器控制；

步驟四、通過加熱裝置調節區熔試管內一定大小的熔區的加熱溫度，通過超級低溫恒溫槽控制區熔試管內熔區的冷區溫度，加熱溫度與冷區溫度之間形成一定的溫度差，區熔結束后，取區熔試管中不同位置的TDI，分析其純度。

優選的，所述的步驟一中純度達到一定的程度為90.1％。

優選的，所述的步驟二中一定的高度為100mm。

優選的，所述的步驟三中一定的移動速率為10mm/h。

優選的，所述的步驟四中一定的溫度差為50℃，所述的步驟四中一定大小的熔區為15mm。

優選的，所述的區熔試管內采用熔區豎直向上的區域進行區熔，區熔的次數為6次。

本發明的有益效果是：本發明提出的區域熔融法純化TDI是一個全新制備TDI-100的方法。區域熔融作為一種超純提煉技術，在用于純化TDI過程中可以避免傳統精餾法提純工藝中能耗大，分離度有限，所得產品中2,4-TDI的純度不是很高的缺點。在區熔過程中，最后確定采用10mm/h的區熔速率，15mm的熔區，50℃的溫差，熔區向上移動的條件，區熔6次后，2,4-TDI的收率達到60％以上，產品純度達98.5％以上。

附圖說明

圖1是本發明三次重結晶后TDI的色譜分離圖；

圖2是本發明熔區移動速率對純度的影響；

圖3是本發明溫度差對純度的影響；

圖4是本發明熔區大小對純度的影響；

圖5是本發明區熔方向對純度的影響；

圖6是本發明區熔次數對純度的影響。

具體實施方式

本發明所述的一種區域熔融法純化TDI過程，按照以下步驟依次進行：

步驟一、將TDI原料進行提純，重結晶后，TDI的純度達到一定的程度；

步驟二、將三次重結晶后的TDI裝入區熔試管，裝入一定的高度；

步驟三、將TDI進行凝固，區熔試管從上向下移動，區熔試管按照一定的移動速率移動，所述的區熔試管的移動速率由速度調節器控制；

步驟四、通過加熱裝置調節區熔試管內一定大小的熔區的加熱溫度，通過超級低溫恒溫槽控制區熔試管內熔區的冷區溫度，加熱溫度與冷區溫度之間形成一定的溫度差，區熔結束后，取區熔試管中不同位置的TDI，分析其純度。如圖1。