CN106582055B - 一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用及封闭异氰酸酯的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用及封闭异氰酸酯制备方法，属于异氰酸酯制备技术领域。本发明在密闭容器中隔绝空气的状态下对结晶物进行加热，加热过程中结晶物内的溶剂脱离结晶物，溶剂加热脱离结晶物的过程中保持结晶物晶粒之间相对静止，使结晶物与溶剂分离；所述的结晶物分离溶剂之后制备得到封闭异氰酸酯颗粒。本发明通过直接加热将结晶物与溶剂分离，显著降低了溶剂的使用比例，提高了结晶物的析出效率；避免了结晶物与母液的离心分离过程，消除了溶剂对环境的危害。

Description

一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的 应用及封闭异氰酸酯的制备方法

技术领域

本发明属于异氰酸酯制备技术领域，更具体地说，涉及一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用及封闭异氰酸酯的制备方法。

背景技术

单异氰酸酯是有机合成的重要中间体，可制成一系列氨基甲酸酯类杀虫剂、杀菌剂、除草剂，也用于改进塑料、织物、皮革等的防水性。异氰酸酯单体有毒，含有高度不饱和双键的异氰酸酯基团(-NCO，结构式-N＝C＝O)，因而化学性质非常活泼。-N＝C＝O与亲核试剂具有较高的反应活性，该体系常温下非常活泼，无法以单组分形式存在，不得不把容易相互反应的组分分开，使用时再混合在一起。4,4,-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的性质与异氰酸酯比较接近，因此MDI单体需冷藏保存，保质期短，很容易自聚形成二聚体、三聚体、多聚体，从而影响其活性；聚氨酯粘合剂固化前对溶剂、树脂等原料以及现场空气中的水分非常敏感，异氰酸酯中(-NCO)基团可与水中的活泼H反应生成脲类物质，给聚氨酯胶粘剂及涂料的应用带来很多困难。为了在使用前暂时抑制其活性带来的毒、副消极作用，让异氰酸酯中(-NCO)基团暂时失去活性，使其在常温下能够正常保存，而不必担心其变质，加工时可以同含活泼H的水及其他原料混合在一起，而不必担心其会发生反应，制成的粘合剂可以长期保存，本领域内常用的方法是采用封端剂己内酰胺对MDI进行封闭，这种被封闭的异氰酸酯可以在常温及水和各种含氢环境状态下被加工和保存，当需要使用该异氰酸酯的活性时，施加一定条件(加热、催化剂)，封端剂与活性基团(-NCO)间的化学键就会断裂，再次释放出(-NCO)活性基团，从而恢复异氰酸酯的活性。

关于己内酰胺封闭异氰酸酯的制备工艺，已有相关专利公开。例如，中国专利申请号为200810026947.4，公开日为2008年8月27日的专利申请文件公开了一种高稳定性己内酰胺封端异氰酸酯粘合剂乳液的制备方法，包括以下步骤：(1)己内酰胺在常温下真空脱水，甲苯加分子筛后蒸馏除水；(2)将干燥过的己内酰胺和甲苯配成溶液加入带搅拌、冷凝装置的三颈瓶中，滴加4,4-二苯甲烷二异氰酸酯的甲苯溶液，在有氮气保护下反应所得白色固体用水洗涤，真空干燥后得己内酰胺封端的4,4-二苯甲烷二异氰酸酯；(3)将己内酰胺封端4,4-二苯甲烷二异氰酸酯白色固体预先碾磨7-15分钟后再加入主稳定剂、粘度调节稳定剂、消泡剂和水，碾磨1.5-2.5小时分散所得的乳白色悬浮液即为粘合剂乳液。中国专利申请号为201010242879.2，申请公布开日为2011年01月19日的专利申请文件公开了一种己内酰胺封闭二苯基甲烷二异氰酸酯单体加成物及其制备方法，采用己内酰胺在一定状态下封闭异氰酸酯单体，从而得到在常温下能够稳定存在的己内酰胺封闭二苯基甲烷二异氰酸酯单体加成物及其制备方法，该单体加成物，包含下列重量份的原料制备而成：己内酰胺1-20份、二苯基甲烷二异氰酸酯1-25份、乙酸乙酯或二甲苯溶剂70-120份，反应后将所得不溶性加成物从溶剂中分离出来，得到粉状己内酰胺封闭二苯基甲烷二异氰酸酯单体加成物。

上述专利申请虽然对现有的生产工艺进行改进，但是往往只是对现有的生产步骤进行改良，却难以从生产流程上打破现有的工艺流程而实现核心技术变革，而且缺少专门应用于封闭异氰酸酯结晶物的溶剂分离设备，使得封闭异氰酸酯制备过程中溶剂分离过程复杂，溶剂的分离效率低，严重影响封闭异氰酸酯的生产效率。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有异氰酸酯制备过程中的溶剂分离过程复杂、溶剂的分离效率低的问题，本发明提供一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用及封闭异氰酸酯的制备方法；其中：

提供的一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用，通过溶剂分离设备，可以简化结晶物的分离过程，并提高溶剂的分离效率；进一步还可以避免溶剂挥发而污染环境；配合溶剂的冷凝装置，进一步还可以提高溶剂的回收率和回收纯度，以降低生产成本；

提供的一种晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，可以简化封闭异氰酸酯制备过程的溶剂分离步骤，提高溶剂的分离效率，并提高封闭异氰酸酯的生产效率；进一步可以降低异氰酸酯制备过程中的溶剂使用比例；配合溶剂的冷凝回收过程，进一步还可以提高溶剂的回收率和回收纯度，以降低生产成本。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种用于封闭异氰酸酯结晶物的溶剂分离设备，包括隔绝空气单元，该隔绝空气单元用于隔绝空气对结晶物浆料分离溶剂过程的影响；结晶物承载单元，该结晶物承载单元用于保持结晶物晶粒之间在相对静止的状态下进行加热分离溶剂；供热单元，该供热单元用于为结晶物浆料分离溶剂提供热源。

结晶物承载单元为传送承载部件或固定承载部件，该传送承载部件和固定承载部件用于承载结晶物浆料。

所述的传送承载部件是传送带，在传送带运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于传送带的表面，结晶物浆料在传送带上连续化的装铺、并加热分离溶剂。

所述的传送承载部件为往复运动的承载板，承载板往复运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于承载板的表面，使得结晶物浆料在承载板上加热分离溶剂。

隔绝空气单元包括密闭容器和抽气装置，其中结晶物承载单元设置于密闭容器内，密闭容器为结晶物浆料干燥提供封闭环境，抽气装置将密闭容器中的气体抽出并营造真空环境。

隔绝空气单元包括密闭容器和保护气体供气装置，其中结晶物承载单元设置于密闭容器内，密闭容器为结晶物分离溶剂提供了封闭环境，保护气体供气装置向密闭容器供给保护气体隔绝了空气对结晶物浆料干燥过程的影响；所述的保护气体为N₂、CO₂或惰性气体中的一种或一种以上的混合物。

还包括浆料加入装置，该浆料加入装置用于将结晶物浆料装铺于结晶物承载单元表面；颗粒收集装置，该颗粒收集装置用于承接分离溶剂后结晶物颗粒；所述的颗粒收集装置位于结晶物承载单元的下部，且颗粒收集装置设置于远离浆料加入装置的一端；所述的供热单元为加热装置或高温气体。

还包括浆料加入装置，该浆料加入装置用于将结晶物浆料装铺于结晶物承载单元表面；颗粒收集装置，该颗粒收集装置用于承接分离溶剂后结晶物颗粒；溶剂冷凝装置，该溶剂冷凝装置用于将溶剂冷凝回收；所述的颗粒收集装置位于结晶物承载单元的下部，且颗粒收集装置设置于远离浆料加入装置的一端；所述的供热单元为加热装置，所述的溶剂冷凝装置经抽气装置与密闭容器相连。

或者还包括浆料加入装置，该浆料加入装置用于将结晶物浆料装铺于结晶物承载单元表面；颗粒收集装置，该颗粒收集装置用于承接分离溶剂后结晶物颗粒；溶剂冷凝装置，该溶剂冷凝装置用于将溶剂冷凝回收；所述的颗粒收集装置位于结晶物承载单元的下部，且颗粒收集装置设置于远离浆料加入装置的一端；所述的供热单元为加热装置或高温气体，所述的溶剂冷凝装置与密闭容器相连。

本发明的晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，步骤一：将溶剂、封闭剂、异氰酸酯单体合成并析出结晶物；步骤二：在隔绝空气的状态下对结晶物浆料进行加热，加热过程中结晶物浆料内的溶剂脱离结晶物，溶剂加热脱离结晶物的过程中保持结晶物晶粒之间相对静止，使结晶物浆料分离溶剂得到封闭异氰酸酯颗粒。

步骤二中将结晶物浆料至于传送承载部件或固定承载部件上进行加热分离溶剂。

所述的传送承载部件是传送带，在传送带运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于传送带的表面，结晶物浆料在传送带上连续化的装铺、并加热分离溶剂；或者所述的传送承载部件为往复运动的承载板，承载板往复运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于承载板的表面，使得结晶物浆料在承载板上加热分离溶剂。

步骤一中合成制备异氰酸酯的过程中溶剂的加入量为1-4L/异氰酸酯单体kg。

步骤二中结晶物浆料的固含量为35％-65％，结晶物浆料加热过程中的装铺厚度为1-15mm。

步骤二中隔绝空气的状态为在密闭容器内营造真空环境或者在密闭容器内充满保护气体，所述的保护气体为N₂、CO₂或惰性气体中的一种或一种以上的混合物。

步骤二中通过加热装置为结晶物浆料加热提供热源，所述的加热装置具有2-8个加热段，加热段辐射至结晶物浆料的加热温度为40-180℃。

步骤二中通过高温气体为结晶物浆料加热提供热源，所述的高温气体为高温的保护气体，高温气体的温度为40-180℃。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种用于封闭异氰酸酯结晶物的溶剂分离设备，直接将反应后的结晶物浆料至于密闭容器中的结晶物承载单元上，使得结晶物浆料在保持结晶物晶粒之间在相对静止的状态下进行加热分离溶剂，简化结晶物的分离过程，并提高溶剂的分离效率；

(2)本发明的一种用于封闭异氰酸酯结晶物的溶剂分离设备，在隔绝空气单元内加热分离溶剂，并通过溶剂冷凝装置可将溶剂冷凝回收，在避免溶剂挥发而污染环境的同时，提高了溶剂的回收率和回收纯度，从而降低了生产成本；

(3)本发明的一种用于封闭异氰酸酯结晶物的溶剂分离设备，选择传送带或承载板作为传送承载部件，实现了结晶物连续化生产，又保持了晶物浆料在保持结晶物晶粒之间在相对静止的状态下进行加热分离溶剂，从而提高了结晶物的溶剂分离效率和全流程的生产效率；

(4)本发明的一种用于封闭异氰酸酯结晶物的溶剂分离设备，浆料加入装置可将结晶物浆料均匀的铺在结晶物承载单元，提高了结晶物浆料的铺设效率和生产质量，并提高了溶剂的分离效率；

(5)本发明的一种用于封闭异氰酸酯结晶物的溶剂分离设备，采用密闭容器为结晶物浆料干燥提供封闭环境，抽气装置将密闭容器中的气体抽出并营造真空环境，从而隔绝空气对结晶物干燥过程中的影响，避免了环境污染和生产隐患；

(6)本发明的一种用于封闭异氰酸酯结晶物的溶剂分离设备，采用密闭容器为结晶物分离溶剂提供了密闭环境，保护气体供气装置向密闭容器供给保护气体隔绝了空气对结晶物浆料干燥过程的影响，避免了环境污染和生产隐患；

(7)本发明的一种晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，在保持结晶物晶粒之间相对静止状态下，加热过程中结晶物浆料内的溶剂脱离结晶物，实现了结晶物与晶粒的一步法脱除，省去了结晶物与母液的离心分离过程，并且避免了结晶物在离心分离的过程中随溶剂的离心分离而排出，在提高溶剂的分离效率的同时，也提高了封闭异氰酸酯的生产效率；

(8)本发明的一种晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，通过在平稳状态下对结晶物进行加热分离溶剂，保证了结晶物分离容器的过程中晶粒始终处于相对静止状态，避免结晶物在分离溶剂的过程中发生晶型改变，从而保证了封闭异氰酸酯颗粒的生产质量；

(9)本发明的一种晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，显著提高了对结晶物浆料浓度的接受程度，使得生产过程中的结晶物浆料的固含量由20％-30％提高到35-65％，降低了溶剂的使用比例，并节约了封闭异氰酸酯颗粒的生产成本；

(10)本发明的一种晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，加热装置具有2-8个加热段，加热段辐射至结晶物浆料的加热温度为40-180℃；或者高温气体为结晶物浆料加热提供热源，高温气体的温度为40-180℃，从而保证了结晶物浆料在隔绝空气的条件下充分加热分离溶剂，保证溶剂的充分脱离结晶物；

(11)本发明的一种晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，结晶物浆料加热过程中的装铺厚度为1-15mm，从而保证分离溶剂的过程中溶剂充分、有效分离。

附图说明

图1为本发明分离设备的整体结构示意图；

图2为本发明分离设备的实施例2的结构示意图；

图3为本发明分离设备的实施例3的结构示意图；

图4为本发明分离设备的实施例3的承载板运动至左端的结构示意图；

图5为本发明分离设备的实施例4的结构示意图；

附图中的标号说明：

110、密闭容器；120、抽气装置；130、保护气体供气装置；

210、传送承载部件；220、固定承载部件；

310、加热装置；320、保护气加热部件；

410、颗粒收集装置；

510、浆料加入装置；520、溶剂冷凝装置。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1所示：本发明的一种用于封闭异氰酸酯结晶物的溶剂分离设备，包括隔绝空气单元、结晶物承载单元和供热单元。其中，隔绝空气单元包括密闭容器110和抽气装置120，上述的结晶物承载单元设置于密闭容器110内，密闭容器110为结晶物浆料干燥提供封闭环境，抽气装置200将密闭容器110中的气体抽出并营造真空环境；隔绝空气单元用于隔绝空气对结晶物浆料分离溶剂过程的影响。所述的结晶物承载单元为传送承载部件210，传送承载部件210用于保持结晶物晶粒之间在相对静止的状态下进行加热分离溶剂。所述的供热单元为加热装置310，该加热装置310用于为结晶物浆料分离溶剂提供热源。

密闭容器110内设置有传送承载部件210，所述的传送承载部件210的一端设置有浆料加入装置510，该浆料加入装置510为高压泵，高压泵可将结晶物浆料输送至密闭容器110内，并装铺于传送承载部件210表面，传送承载部件210靠近浆料加入装置510的一端即为加料端；传送承载部件210的另一端设置有颗粒收集装置410，传送承载部件210靠近颗粒收集装置410的一端即为出料端。

值得进一步说明的是，上述的传送承载部件210容纳或者装铺结晶物浆料的表面可以相对于浆料加入装置510做相对运动，使得浆料加入装置510可将结晶物浆料装铺于传送承载部件210的表面，形成平整、均匀的结晶物浆料装铺层，从而有利于结晶物浆料的充分、同步干燥。如图1所示，该传送承载部件210可以是传送带，所述的传送带为具有牵引件的传送带设备，例如带式输送机、板式输送机等，在传送带动力机构的驱动下，传送带承载结晶物浆料的表面可相对于浆料加入装置510做相对运动，从而将结晶物浆料均匀的装铺于传送带的表面，并将结晶物浆料中的溶剂受热脱离结晶物，实现结晶物浆料连续化的装料和分离溶剂。传送带具体形式有多种，但是在不脱离本发明构思的基础上，能实现结晶物在晶粒相对静止的状态下进行分离溶剂、干燥，就应该属于本发明的保护范围。

本实施例的传送承载部件210下部设置有加热装置310，该加热装置310具有4个加热段311，所述的加热段311通过介质传热或者电加热对密闭容器110内部进行加热，加热的方式和形式具有多种，但是在不脱离本发明构思的基础上，能实现结晶物在晶粒加热并且不与结晶物发生反应的加热方式，就应该属于本发明的保护范围。且传送承载部件210由加料端至出料端，加热段311的加热温度逐渐升高，如图1所示，由加料端至出料端，4个加热段311辐射至结晶物浆料的加热温度分别为40±5℃、80±5℃、120±5℃、180±5℃。其中，加热介质为水和水蒸气或者热导油。所述的加热段311辐射至结晶物浆料的加热温度为40-180℃。抽气装置120的进气端与密闭容器110相连通，该抽气装置120可持续的将密闭容器110内部的气体排出，从而在密闭容器110内营造真空环境；抽气装置120的出气端与溶剂冷凝装置520相连，溶剂冷凝装置520可将结晶物受热分离的有机溶剂冷凝，从而将结晶物脱离的溶剂冷凝回收，提高溶剂的回收率和回收纯度，以降低生产成本。

本发明的晶粒相对静止状态下脱离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，具体步骤如下：

步骤一、合成并析出结晶物

1)向反应釜中投入溶剂和封闭剂，而后反应釜升温至回流脱水，直至分水器中不再有水珠析出；

2)将反应釜降温至80℃，并向反应釜中投入异氰酸酯单体，再将反应釜升温至100℃，并保温1小时，保温结束后在搅拌的过程中将反应釜中的物料冷却至常温，析出白色结晶物，得到结晶物浆料。其中溶剂的加入量为1L/异氰酸酯单体kg，即每加入1kg异氰酸酯单体，则加入1L溶剂。

上述的异氰酸酯单体为：粗MDI、二苯基甲烷二异氰酸酯、TDI或其二聚体、HDI、NDI或IPDI的一种或一种以上物质的混合物；上述的有机溶剂为不与异氰酸酯单体发生反应的有机溶剂；所述的封闭剂为内酰胺类、酚类或肟类中的一种或一种以上物质的混合物。

步骤二、结晶物浆料分离溶剂

打开抽气装置120对密闭容器110进行抽气，在密闭容器110内营造真空环境，真空度为-0.05MPa；浆料加入装置510将结晶物浆料均匀的装铺在密闭容器110内的传送承载部件210上表面，结晶物浆料的装铺厚度为15±0.5mm，且结晶物浆料的固含量为65±2％；加热装置310具有4个加热段311，加热段311辐射至结晶物浆料的加热温度为40-180℃，加热段311持续的对传送承载部件210上的结晶物进行加热。

结晶物浆料装铺在传送承载部件210上表面后，在传送承载部件210的带动下，结晶物浆料不断的向前运动，在此过程中加热段311持续的对结晶物浆料进行加热，结晶物浆料内的溶剂受热脱离结晶物，当结晶物被传送承载部件210运送至前端时溶剂脱除完全，即结晶物干燥完成，得到结晶物颗粒，抽气装置120可持续的将密闭容器110内部的气体排出，抽气装置120的出气端与溶剂冷凝装置520相连，溶剂冷凝装置520可将结晶物受热脱离的溶剂冷凝，将溶剂冷凝回收。与此同时，后续的结晶物浆料持续的装铺到传送承载部件210表面，既实现了结晶物连续化生产，又保持了结晶物晶粒之间的相对静止，避免结晶物在干燥脱溶剂的过程中发生晶型改变。

对比例1

本对比例的基本内容同实施例1，不同之处在于：

步骤一、合成并析出结晶物

溶剂的加入量为6-10L/异氰酸酯单体kg，即每加入1kg异氰酸酯单体，则加入6-10L溶剂，本对比例采用的为8L。

步骤二、分离结晶物并回收溶剂的具体步骤为：

(1)对结晶物浆料进行离心处理，在离心力的作用下分离母液，浆料母液与结晶物分离，其中结晶物浆料的固含量为20％-30％；离心分离得到的母液需再次蒸馏才能得到纯净的溶剂；

(2)离心后的结晶物放入干燥箱中进行真空干燥，其中真空干燥的温度为70℃，真空干燥后的物料放入热风干燥器，热风干燥的温度为110℃，干燥完成后得到结晶物颗粒。

通过对实施例1与对比例1进行对比：

(1)原有技术由于采用离心机进行分离，使得离心过程中结晶物浆料的粘度不能太大，要求结晶物浆料固含量为20％-30％，相对于对比例1的现有技术，本申请案提高了粘度的可接受度，从而降低了生产过程中溶剂的使用量；

(2)离心分离的过程中溶剂中的结晶物尚未从溶剂中完全分离，母液蒸馏净化溶剂的过程中会产生部分结晶物残渣，从而降低了结晶物的产出产率；而本发明的生产工艺直接在相对静止状态下对结晶物浆料进行加热干燥、并分离溶剂，加热过程中溶剂直接受热与结晶物分离，从而省略了母液提取溶剂的蒸馏过程，真空干燥完成后直接得到结晶物颗粒，提高了产品的产率，产率达到理论计算值；

(3)离心分离结晶物浆料母液时溶剂挥发损耗大，溶剂难以有效回收利用，使得每吨产品将消耗400-600kg溶剂，本发明的生产工艺省略了离心分离母液步骤，并在密闭环境下完成真空加热分离溶剂，使得溶剂得到充分的回收利用，不仅提高了溶剂的回收率，而且溶剂不与外界接触，降低了生产成本，并防止了溶剂污染环境。

现有技术在生产封闭异氰酸酯的过程中，形成了先离心分离母液、再真空干燥的两步法分离、干燥步骤。而本发明创造性的实现了结晶物颗粒与溶剂的一步分离，并且省去了离心分离的步骤。对于该技术，万不可简单的认为这是常规的技术选择就能实现的，设想如果这是常规的选择就能实现，为了将结晶物颗粒与溶剂分离，那么现有的技术人员应该很简单的就能想到直接加热将结晶物与溶剂分离，那么该方法早就应该成为现有技术。但是，从文献检索发现，现有技术中往往是采用先离心分离母液、再真空干燥制备结晶物颗粒，并没有采用看似简单的直接加热的方法将两者分离。因此，并不是简单的加热就能将结晶物与溶剂有效分离，而是存在难以解决的技术问题才使得现有的技术人员不得不采用先离心、再干燥的方式制备结晶物颗粒；更重要的是，在此之前现有的技术人员尚未发现这个过程中的技术难题，当然也不会采用任何技术方案去解决该技术难题。

本申请案通过在保持结晶物晶粒之间在相对静止的状态下进行加热分离溶剂，从而实现直接加热将结晶物颗粒与溶剂分离。对于该技术，现有技术中既没有公开任何文献，也没有给出任何启示信息，本申请案打破现有技术的技术偏见，并提高了溶剂的分离效率、生产效率、降低了生产成本。因此，相对于现有技术本发明具有非显而易见性，并具有突出的实质性特点和显著进步。至于这个过程中的反应机理，申请人也尚不完全清晰，通过多次研讨认为，这可能是因为结晶物在加热分离溶剂的过程中如果发生扰动，就会使结晶物晶粒发生晶型转变，从而严重影响结晶物的产品质量。

实施例2

如图2所示，本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：传送承载部件210也可以是相对于浆料加入装置510运动的承载板，该承载板可相对于浆料加入装置510做往复运动，承载板往复运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于承载板的表面，实现结晶物在晶粒相对静止的状态下进行加热分离溶剂，并将结晶物浆料干燥得到封闭异氰酸酯颗粒。当然，传送承载部件210也可是固定状态的固定板，此时只需浆料加入装置510的加料口相对于固定板做往复运动，同样可以将结晶物浆料装铺于传送承载部件210表面。即传送承载部件210的具体形式有多种，但是在不脱离本发明构思的基础上，能实现结晶物在晶粒相对静止的状态下进行分离溶剂、干燥，就应该属于本发明的保护范围。

本实施例的浆料加入装置510将结晶物浆料均匀的装铺在密闭容器110内的传送承载部件210上表面，结晶物浆料的装铺厚度为2±0.5mm，且结晶物浆料的固含量为40±2％。传送承载部件210下部由加料端至出料端设置有8个加热段，8个加热段311辐射至结晶物浆料的加热温度分别为40±5℃、60±5℃、80±5℃、100±5℃、120±5℃、140±5℃、160±5℃、180±5℃。

实施例3

图3和图4所示，本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：传送承载部件210也可以是相对于浆料加入装置510运动的承载板，其中承载板至少分为两段式(如图3所示)，以两段式的承载板为例，两段式的承载板之间通过铰链或者转动轴转动连接，该承载板可相对于浆料加入装置510做往复运动，承载板往复运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于承载板的表面，使得结晶物浆料在承载板上加热分离溶剂。且传送承载部件210下部设置有两个颗粒收集装置410，两个颗粒收集装置410分别位于传送承载部件210的两端端部(如图3所示)。下面结合图4描述和说明实施例3的运动过程，在加热分离溶剂的过程，浆料加入装置510将结晶物浆料加入在承载板，承载板先向左侧运动，在承载板运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺在承载板的左侧部分，当承载板运动至左侧的极限位置时，此时右半侧的承载板运动至浆料加入装置510下部，浆料加入装置510开始将结晶物浆料加到右侧承载板表面，待左侧承载板的结晶物浆料分离溶剂、干燥完毕后，放下左侧承载板，左侧承载板末端与颗粒收集装置410入口相连，分离溶剂后的结晶物颗粒直接排入颗粒收集装置410入口(如图4所示)；而后承载板开始向右侧运动，且右侧的运动过程与左侧基本相同，本实施例上述的“上下左右”是在图4中的位置关系，这些位置关系只是为了更好的说明和描述本实施例，而对本发明的保护范围并不构成限制。

本实施例的浆料加入装置510将结晶物浆料均匀的装铺在密闭容器110内的传送承载部件210上表面，结晶物浆料的装铺厚度为8±0.5mm，且结晶物浆料的固含量为60±2％。

实施例4

如图5所示，本发明的隔绝空气单元包括密闭容器110和保护气体供气装置130，其中结晶物承载单元设置于密闭容器110内，密闭容器110为结晶物分离溶剂提供了封闭环境，保护气体供气装置130向密闭容器110供给保护气体隔绝了空气对结晶物浆料干燥过程的影响；结晶物承载单元为固定承载部件220，即密闭容器110内设置有固定承载部件220，固定承载部件220用于承载或盛放结晶物，该固定承载部件220是结晶物浆料的容纳盘状结构，或者是装铺结晶物浆料的板状结构，或者是盛放结晶物浆料的容器。保护气体供气装置130的出气端通过管道与密闭容器110相连通，保护气体供气装置130内装有保护气体，保护气体为N₂、CO₂或惰性气体中的一种或一种以上的混合物。所述的保护气体供气装置130与密闭容器110之间的管道上设置有保护气加热部件320。

本发明的晶粒相对静止状态下脱离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，具体步骤如下：

步骤一、合成并析出结晶物

1)向反应釜中投入溶剂和封闭剂，而后反应釜升温至回流脱水，直至分水器中不再有水珠析出；

2)将反应釜降温至70℃，并向反应釜中投入异氰酸酯单体，再将反应釜升温至100℃，并保温1小时。保温结束后在搅拌的过程中将反应釜中的物料冷却至常温，析出白色结晶物，得到结晶物浆料。

步骤二、结晶物浆料分离溶剂

将结晶物浆料均匀的装铺在固定承载部件220上表面，其中溶剂的加入量为3L/异氰酸酯单体kg，即每加入1kg异氰酸酯单体，则加入3L溶剂。结晶物浆料的装铺厚度为10±0.1mm，且结晶物的固含量为40±2％；而后将固定承载部件220放入密闭容器110中，并保持固定承载部件220处于静止状态，从而防止结晶物浆料在干燥的过程中发生相对运动。

打开保护气体供气装置130向密闭容器110通入保护气体，待保护气体将密闭容器110中的气体完全排出之后，可以通过在出气口检查含氧量检查密闭容器110是否被完全排出；打开保护气加热部件320，对保护气体供气装置130的保护气体进行加热得到高温保护气体，在保护气体进入密闭容器110中过程中，需保持高温保护气体缓慢进入，避免产生风或者气流扰动而影响结晶物浆料的干燥过程，风或者气流扰动都将造成干燥过程中结晶物晶粒之间相对运动，而影响结晶物晶型和产品质量。高温保护气体的温度为40-180℃，优选120±5℃，即后续通入密闭容器110中的保护气体的温度为120±5℃。高温保护气体进入密闭容器110后，高温保护气体与固定承载部件220中的结晶物浆料发生热传递，从而对结晶物浆料进行加热，加热过程中结晶物浆料内的溶剂脱离结晶物，溶剂加热脱离结晶物的过程中保持结晶物晶粒之间相对静止。溶剂分离、脱除完成后，再将固定承载部件220连同结晶物颗粒一同取出。

对结晶物浆料加热干燥的过程中，保护气体同样可以将溶剂气体由密闭容器110中排出，密闭容器110出气口与溶剂冷凝装置520相连，溶剂冷凝装置520对溶剂气体与保护气进行分馏即分别得到溶剂和保护气体。

实施例5

本实施例的基本内容同实施例4，不同之处在于，还包括抽气装置120，即隔绝空气单元包括密闭容器110、抽气装置120和保护气体供气装置130。隔绝空气的过程中，可先打开抽气装置120对密闭容器110进行抽气；抽气完成后，打开保护气体供气装置130向密闭容器110通入保护气体，待密闭容器110中充满保护气体后，打开保护气加热部件320，对保护气体供气装置130的保护气体进行加热得到高温保护气体，在保护气体进入密闭容器110过程中，需保持高温保护气体缓慢进入。高温保护气体的温度为40-180℃，本实施为50±5℃。

对结晶物浆料加热干燥的过程中，抽气装置120可持续的将密闭容器110内部的气体抽出，其中的气体包括溶剂气体和保护气体，抽气装置120的出气端与溶剂冷凝装置520相连，溶剂冷凝装置520对溶剂气体与保护气进行分馏即分别得到溶剂和保护气体。

实施例6

如图1所示，由加料端至出料端设置有2个加热段，2个加热段311辐射至结晶物浆料的加热温度分别为60±5℃、160±5℃。

本发明的晶粒相对静止状态下脱离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，具体步骤如下：

步骤一、合成并析出结晶物

1)向反应釜中投入溶剂和封闭剂，而后反应釜升温至回流脱水，直至分水器中不再有水珠析出；

2)将反应釜降温至60℃，并向反应釜中投入异氰酸酯单体，再将反应釜升温至110℃，并保温1小时，保温结束后在搅拌的过程中将反应釜中的物料冷却至常温，析出白色结晶物，得到结晶物浆料。其中溶剂的加入量为4L/异氰酸酯单体kg，即每加入1kg异氰酸酯单体，则加入4L溶剂。

步骤二、分离结晶物并回收溶剂

打开抽气装置120对密闭容器110进行抽气，在密闭容器110内营造真空环境，其中真空度为-0.09MPa；浆料加入装置510将结晶物浆料均匀的装铺在密闭容器110内的传送承载部件210上表面，结晶物浆料的装铺厚度为1±0.5mm，且结晶物浆料的固含量为35±2％；加热装置310具有2个加热段311，加热段311辐射至结晶物浆料的加热温度为60-160℃，加热段311持续的对传送承载部件210上的结晶物浆料进行加热，结晶物浆料内的溶剂受热脱离结晶物，当结晶物被传送承载部件210运送至前端时溶剂脱离完全，即结晶物干燥完成，得到结晶物颗粒。抽气装置120可持续的将密闭容器110内部的气体排出，其中的气体包括溶剂气体，抽气装置120的出气端与溶剂冷凝装置520相连，溶剂冷凝装置520可将结晶物受热分离的有机溶剂冷凝、回收。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、(例如各个实施例之间的)组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (16)

1.一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用，其特征在于：封闭异氰酸酯结晶物浆料内的溶剂在溶剂分离设备中脱离结晶物，溶剂脱离结晶物的过程中保持结晶物晶粒之间相对静止，所述溶剂分离设备包括

隔绝空气单元，该隔绝空气单元用于隔绝空气对结晶物浆料分离溶剂过程的影响；

结晶物承载单元，该结晶物承载单元用于保持结晶物晶粒之间在相对静止的状态下进行加热分离溶剂；

供热单元，该供热单元用于为结晶物浆料分离溶剂提供热源。

2.根据权利要求1所述的一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用，其特征在于：结晶物承载单元为传送承载部件(210)或固定承载部件(220)，该传送承载部件(210)和固定承载部件(220)用于承载结晶物浆料。

3.根据权利要求2所述的一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用，其特征在于：所述的传送承载部件(210)是传送带，在传送带运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于传送带的表面，结晶物浆料在传送带上连续化的装铺、并加热分离溶剂。

4.根据权利要求2所述的一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用，其特征在于：所述的传送承载部件(210)为往复运动的承载板，承载板往复运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于承载板的表面，使得结晶物浆料在承载板上加热分离溶剂。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用，其特征在于：隔绝空气单元包括密闭容器(110)和抽气装置(120)，其中结晶物承载单元设置于密闭容器(110)内，密闭容器(110)为结晶物浆料干燥提供封闭环境，抽气装置(200)将密闭容器(110)中的气体抽出并营造真空环境。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用，其特征在于：隔绝空气单元包括密闭容器(110)和保护气体供气装置(130)，其中结晶物承载单元设置于密闭容器(110)内，密闭容器(110)为结晶物分离溶剂提供了封闭环境，保护气体供气装置(130)向密闭容器(110)供给保护气体隔绝了空气对结晶物浆料干燥过程的影响；所述的保护气体为N₂、CO₂或惰性气体中的一种或一种以上的混合物。

7.根据权利要求5所述的一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用，其特征在于：还包括

浆料加入装置(510)，该浆料加入装置(510)用于将结晶物浆料装铺于结晶物承载单元表面；

颗粒收集装置(410)，该颗粒收集装置(410)用于承接分离溶剂后结晶物颗粒；

溶剂冷凝装置(520)，该溶剂冷凝装置(520)用于将溶剂冷凝回收；

所述的颗粒收集装置(410)位于结晶物承载单元的下部，且颗粒收集装置(410)设置于远离浆料加入装置(510)的一端；所述的供热单元为加热装置(310)，所述的溶剂冷凝装置(520)经抽气装置(120)与密闭容器(110)相连。

8.根据权利要求6所述的一种溶剂分离设备在封闭异氰酸酯结晶物分离溶剂过程中的应用，其特征在于：还包括

浆料加入装置(510)，该浆料加入装置(510)用于将结晶物浆料装铺于结晶物承载单元表面；

颗粒收集装置(410)，该颗粒收集装置(410)用于承接分离溶剂后结晶物颗粒；

溶剂冷凝装置(520)，该溶剂冷凝装置(520)用于将溶剂冷凝回收；

所述的颗粒收集装置(410)位于结晶物承载单元的下部，且颗粒收集装置(410)设置于远离浆料加入装置(510)的一端；所述的供热单元为加热装置(310)或高温气体，所述的溶剂冷凝装置(520)与密闭容器(110)相连。

9.晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，其步骤为：

步骤一：将溶剂、封闭剂、异氰酸酯单体合成并析出结晶物；

步骤二：在隔绝空气的状态下对结晶物浆料进行加热，加热过程中结晶物浆料内的溶剂脱离结晶物，溶剂加热脱离结晶物的过程中保持结晶物晶粒之间相对静止，使结晶物浆料分离溶剂得到封闭异氰酸酯颗粒。

10.根据权利要求9所述的晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，其特征在于：步骤二中将结晶物浆料至于传送承载部件(210)或固定承载部件(220)上进行加热分离溶剂。

11.根据权利要求10所述的晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，其特征在于：所述的传送承载部件(210)是传送带，在传送带运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于传送带的表面，结晶物浆料在传送带上连续化的装铺、并加热分离溶剂；或者所述的传送承载部件(210)为往复运动的承载板，承载板往复运动的过程中，结晶物浆料均匀的装铺于承载板的表面，使得结晶物浆料在承载板上加热分离溶剂。

12.根据权利要求11所述的晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，其特征在于：步骤一中合成制备异氰酸酯的过程中溶剂的加入量为1-4L/异氰酸酯单体kg。

13.根据权利要求12所述的晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，其特征在于：步骤二中结晶物浆料的固含量为35％-65％，结晶物浆料加热过程中的装铺厚度为1-15mm。

14.根据权利要求9-13任一项所述的晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，其特征在于：步骤二中隔绝空气的状态为在密闭容器(110)内营造真空环境或者在密闭容器(110)内充满保护气体，所述的保护气体为N₂、CO₂或惰性气体中的一种或一种以上的混合物。

15.根据权利要求9-13任一项所述的晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，其特征在于：步骤二中通过加热装置(310)为结晶物浆料加热提供热源，所述的加热装置(310)具有2-8个加热段(311)，加热段(311)辐射至结晶物浆料的加热温度为40-180℃。

16.根据权利要求14所述的晶粒相对静止状态下分离溶剂的封闭异氰酸酯制备方法，其特征在于：步骤二中通过高温气体为结晶物浆料加热提供热源，所述的高温气体为高温的保护气体，高温气体的温度为40-180℃。