熱器210的蒸氣進(jìn)口 211與外部加熱套150的蒸汽進(jìn)口 151可以借助于分別帶閥門的支管(而通過同一主管)連通共用水蒸汽源；加熱器210的冷凝水出口 212和外部加熱套150的冷凝水出口 152則同樣可以借助于分別帶閥門的支管(而通過同一主管)連通共用冷凝水接收器。
[0046]所示原料罐300具有原料進(jìn)口 301、原料出口 302、回料口 303和(氮?dú)?進(jìn)氣口304。原料進(jìn)口 301接收圖1左側(cè)箭頭所示來料方向的TDA混合原料。原料出口 302則通過原料供送管路310與結(jié)晶器的進(jìn)料口 131連通。盡管沒有示出，但原料供送管路310中還可以設(shè)置相應(yīng)的栗送裝置。
[0047]殘液接收罐400具有接收口 401、排料口 402以及進(jìn)氣口 403。發(fā)汗液接收罐500具有接收口 501、排料口 502以及進(jìn)氣口 503。產(chǎn)品接收罐600具有接收口 601、排料口 602以及進(jìn)氣口 603。
[0048]所示結(jié)晶器100的出料口 121可以通過閥門(未示出，例如單向閥)與至少部分向下延伸的出料總管160連通。殘液接收罐400通過設(shè)置有閥門(未示出，例如單向閥)的支管404與出料總管160連通；發(fā)汗液接收罐500通過設(shè)置有閥門(未示出，例如單向閥)的支管504與出料總管160連通；產(chǎn)品接收罐600通過設(shè)置有閥門(未示出，例如單向閥)的支管604與出料總管160連通。
[0049]此外，產(chǎn)品接收罐600、發(fā)汗液接收罐500與殘液接收罐400的排料口也可以分別通過設(shè)置有相應(yīng)閥門(未示出，例如單向閥)的支管連通返料總管360，返料總管360又與原料罐300的回料口 303連通。
[0050]雖然圖1沒有具體示出，但出料總管160還可以通過設(shè)置有閥門例如單向閥的支管(未示出)與位于栗送裝置上游的原料供送管路310或原料罐300的原料進(jìn)口 301直接連通。
[0051]下面參照圖1和圖2說明本發(fā)明的提純工藝或方法。
[0052]首先，從圖2的(初始)配料開始。可先將由2，4-二氨基甲苯和2，6-二氨基甲苯所組成的初始原料混合物在90-100°C下融化后從原料罐300送入已被預(yù)熱的(一級)結(jié)晶器100中。在初始原料混合物中2，4- 二氨基甲苯:2，6- 二氨基甲苯(質(zhì)量比)為75?85:25?15。結(jié)晶器100預(yù)熱溫度與初始原料混合物的融化溫度相一致是非常重要的。
[0053]然后，執(zhí)行圖2的(一級)熔融結(jié)晶。即利用冷卻器220以0.5-3°C /小時的預(yù)定降溫速率降溫結(jié)晶器100直至62-70°C的晶體析出溫度，保持上述晶體析出溫度0.5-4小時直至結(jié)晶層成長完全(一級結(jié)晶產(chǎn)品)。
[0054]接下來，將結(jié)晶器100中的殘液(或可稱為“一級母液”)放出至(一級)殘液接收罐400，并利用加熱器210以2-8°C /小時預(yù)定升溫速率升溫結(jié)晶器100至80-90°C的預(yù)定發(fā)汗溫度以對結(jié)晶器100中的結(jié)晶層進(jìn)行發(fā)汗處理。保持上述預(yù)定發(fā)汗溫度0.5-4小時。
[0055]從結(jié)晶器100中排出一級發(fā)汗液至(一級)發(fā)汗液接收罐500。
[0056]再次利用加熱器210提升結(jié)晶器100溫度至100°C左右以完全融化結(jié)晶器100內(nèi)部的結(jié)晶層，從而得到液態(tài)2，4-二氨基甲苯產(chǎn)品。得到的最終產(chǎn)品可以沿如圖1右側(cè)所示箭頭方向向外送出(一級)產(chǎn)品接收罐600。
[0057]在上述過程中，可以通過進(jìn)氣口 132向結(jié)晶器110中始終通入氮?dú)庖援a(chǎn)生保護(hù)氣氛。此外，還可以通過原料罐300、殘液接收罐400、發(fā)汗液接收罐500和產(chǎn)品接收罐600各自的進(jìn)氣口向其中通入氮?dú)庖酝瑯赢a(chǎn)生保護(hù)氣氛。
[0058]另外，參見圖2所示的二級熔融結(jié)晶。在本發(fā)明中，還可以用一級結(jié)晶產(chǎn)品直接(圖2所示)或間接(來自于產(chǎn)品接收罐600，可參見圖1)參與配料(例如替代初始原料混合物)以在(二次)結(jié)晶器100中重復(fù)執(zhí)行上述各個步驟來提升產(chǎn)品純度，直至例如99%以上。進(jìn)一步地，再循環(huán)重復(fù)過程中所得二級發(fā)汗液一一可暫存于(二級)發(fā)汗液接收罐500中，和/或二級殘液(或可稱為“二級母液”)一一可暫存于(二級)殘液接收罐400中，甚或二級結(jié)晶產(chǎn)品一一可暫存于(二級)產(chǎn)品接收罐600中，也均可以被作為配料成分而再次引入原料罐300。本發(fā)明中，一級結(jié)晶器和二次結(jié)晶器可以相同或不同；一級殘液接收罐與二級殘液接收罐、一級發(fā)汗液接收罐與二級發(fā)汗液接收罐、一級產(chǎn)品接收罐與二級產(chǎn)品接收罐亦然。
[0059]此外，如圖2所示，可以將例如發(fā)汗液接收罐500中所接收的一級發(fā)汗液與上述初始原料混合物混合配料后重復(fù)執(zhí)行上述各個步驟。這種情況下，初始原料混合物與發(fā)汗液的混合配料比例為4:1左右時最佳。
[0060]在本發(fā)明中，在結(jié)晶器向外排出相應(yīng)物料時可以利用外部加熱套150來加熱結(jié)晶器的出料口。這樣就可以避免物料沉滯從而順暢排出物料。
[0061 ] 以下是根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)所進(jìn)行的三個實(shí)例。
[0062]實(shí)例I
[0063]將2，4和2，6- 二氨基甲苯混合物(異構(gòu)比為:2，4:2，6 = 80:20) 500kg在溫度90°C下融化，栗入到同樣預(yù)熱90°C的結(jié)晶器中；調(diào)節(jié)調(diào)溫套筒中的循環(huán)水溫度，緩慢降低(降溫速率2°C/h)結(jié)晶器溫度至65°C，并在此溫度下恒溫半小時后將殘液放出；調(diào)節(jié)調(diào)溫套筒中的循環(huán)水溫度緩慢升高(升溫速率4°C /h)，至86°C后恒溫半小時，升溫中所收集的發(fā)汗液與殘液分開存放；提升結(jié)晶器溫度至100°C，使內(nèi)部物料全部融化后，將產(chǎn)品放出。得到2，4- 二氨基甲苯和2，6- 二氨基甲苯混合物(異構(gòu)比95:5) 250kg。
[0064]實(shí)施例2
[0065]將實(shí)施例1中產(chǎn)品250kg在溫度100°C下融化，栗入到95°C的結(jié)晶器中；調(diào)節(jié)調(diào)溫套筒中的循環(huán)水溫度，緩慢降低結(jié)晶器溫度(1.5°C/h)至75°C，并在此溫度下恒溫半小時后將殘液放出；調(diào)節(jié)調(diào)溫套筒中的循環(huán)水溫度緩慢升高(2°C/h)，至98°C后恒溫半小時，升溫中所收集的發(fā)汗液與殘液分開存放；提升結(jié)晶器溫度至100°C，使內(nèi)部物料全部融化后，將產(chǎn)品放出。得到2，4- 二氨基甲苯200kg，產(chǎn)品的純度(GC法)為99.1 %。
[0066]實(shí)施例3
[0067]將2，4和2，6- 二氨基甲苯混合物(異構(gòu)比為:2,4:2,6 = 80:20)400kg與實(shí)施例1中的發(fā)汗液10kg混合，在溫度90°C下融化，栗入到90°C的結(jié)晶器中；調(diào)節(jié)調(diào)溫套筒中的循環(huán)水溫度，緩慢降低結(jié)晶器溫度(1.5°C/h)至75°C，并在此溫度下恒溫半小時后將殘液放出；調(diào)節(jié)調(diào)溫套筒中的循環(huán)水溫度緩慢升高(2°C/h)，至98°C后恒溫半小時，升溫中所收集的發(fā)汗液與殘液分開存放；提升結(jié)晶器溫度至100°C，使內(nèi)部物料全部融化后，將產(chǎn)品放出。得到2，4- 二氨基甲苯和2，6- 二氨基甲苯混合物(異構(gòu)比95:5) 280kg。
[0068]總而言之，本發(fā)明至少還具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0069]1、本發(fā)明以混合二氨基甲苯為原料且采用熔融結(jié)晶法提純，使產(chǎn)品中的2，4-二氨基甲苯含量可高達(dá)99.0 %以上，優(yōu)于化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(HG/T 3395-2010)的98.5%。
[0070]2、本發(fā)明在提純過程中未添加任何新的溶劑，從而避免了二次污染。
[0071]3、本發(fā)明利用物料的結(jié)晶熱，相比蒸發(fā)熱有了大幅降低，能夠有效降低能耗成本，從而適于工業(yè)化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提純系統(tǒng)，用于從由2，4- 二氨基甲苯和2，6- 二氨基甲苯所組成的初始原料混合物中提純2，4- 二氨基甲苯，該提純系統(tǒng)包括: 結(jié)晶器，具有進(jìn)料口和出料口，其中結(jié)晶器還包括圍繞其布置并用于改變其溫度的調(diào)溫套筒，調(diào)溫套筒具有循環(huán)水進(jìn)口和循環(huán)水出口 ； 換熱器，用于加熱或冷卻調(diào)溫套筒中的循環(huán)水； 原料罐，與結(jié)晶器的進(jìn)料口連通； 產(chǎn)品接收罐，與結(jié)晶器的出料口連通； 發(fā)汗液接收罐，與結(jié)晶器的出料口連通；以及 殘液接收罐，與結(jié)晶器的出料口連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純系統(tǒng)，其中結(jié)晶器為豎管式結(jié)晶器，進(jìn)料口位于結(jié)晶器的上部而出料口位于結(jié)晶器的下部； 調(diào)溫套筒為圍繞結(jié)晶器布置的豎管式調(diào)溫套筒，循環(huán)水進(jìn)口位于調(diào)溫套筒的下部而循環(huán)水出口位于調(diào)溫套筒的上部；以及 換熱器包含上下串聯(lián)布置的加熱器和冷卻器，將調(diào)溫套筒的循環(huán)水進(jìn)口和循環(huán)水出口連通的循環(huán)水管路分別延伸穿過加熱器和冷卻器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提純系統(tǒng)，其中加熱器位于冷卻器之上，加熱器具有位于上部的蒸汽進(jìn)口和位于下部的冷凝水出口，冷卻器具有位于上部的冷卻循環(huán)水出口和位于下部的冷卻循環(huán)水進(jìn)口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提純系統(tǒng)，還包括: 循環(huán)水罐，與循環(huán)水管路以及調(diào)溫套筒共同構(gòu)成循環(huán)水回路；以及 水循環(huán)裝置，用于強(qiáng)制循環(huán)流動循環(huán)水回路中的水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純系統(tǒng)，其中結(jié)晶器的出料口通過閥門與至少部分向下延伸的總管連通，產(chǎn)品接收罐、發(fā)汗液接收罐以及殘液接收罐分別通過相應(yīng)的支管與總管連通，并且每個支管上均設(shè)置有閥門。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提純系統(tǒng)，其中原料罐具有原料進(jìn)口與原料出口，在將原料罐的原料出口與結(jié)晶器的進(jìn)料口連通的原料供送管路中設(shè)置有栗送裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提純系統(tǒng)，其中總管還通過閥門與位于栗送裝置上游的原料供送管路連通。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純系統(tǒng)，其中原料罐、產(chǎn)品接收罐、發(fā)汗液接收罐與殘液接收罐分別設(shè)有用于接收氮?dú)獾倪M(jìn)氣口。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純系統(tǒng)，其中原料罐還設(shè)有回料口，并且產(chǎn)品接收罐、發(fā)汗液接收罐與殘液接收罐分別具有通過閥門與原料罐的回料口連通的排料口。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純系統(tǒng)，其中結(jié)晶器中設(shè)有回轉(zhuǎn)式結(jié)晶管，結(jié)晶器的下部還設(shè)有與結(jié)晶管連通的排泄腔以及圍繞排泄腔布置的外部加熱套，外部加熱套上分別設(shè)有蒸氣進(jìn)口和冷凝水出口。
【專利摘要】2,4-二氨基甲苯提純系統(tǒng)，包括：結(jié)晶器，具有進(jìn)料口和出料口，其中結(jié)晶器還包括圍繞其布置并用于改變其溫度的調(diào)溫套筒，調(diào)溫套筒具有循環(huán)水進(jìn)口和循環(huán)水出口；換熱器，用于加熱或冷卻調(diào)溫套筒中的循環(huán)水；原料罐，與結(jié)晶器的進(jìn)料口連通；以及分別與結(jié)晶器的出料口連通的產(chǎn)品接收罐、發(fā)汗液接收罐和殘液接收罐。本發(fā)明的提純系統(tǒng)可以非常方便地執(zhí)行TDA的提純，并且結(jié)構(gòu)緊湊從而整體占地面積小。
【IPC分類】C07C211/51, C07C209/84
【公開號】CN105061222
【申請?zhí)枴緾N201510550897
【發(fā)明人】蘇德水, 朱建華, 黃津, 于建才, 王長飛
【申請人】河北豐源環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年9月1日