使在二胺的气相光气化中获得的气态反应混合物骤冷的方法技术

本发明专利技术提供一种在骤冷区中使包含二异氰酸酯、光气和氯化氢的气态反应混合物骤冷的方法，该气态反应混合物在所述骤冷区上游的反应区中通过二胺在气相中的光气化获得，该方法包括通过使防沉积液通过在防沉积区入口处的防沉积液喷嘴来将所述防沉积液注入位于所述反应区和所述骤冷区之间的防沉积区中，其中各防沉积液喷嘴将所述防沉积液喷射(i)到与所述防沉积液喷嘴相邻的所述防沉积区器壁段上，以产生沿该器壁流动的防沉积液膜，和/或(ii)到在所述骤冷区入口之前的所述防沉积区的横截面中的区域。在另一方面，本发明专利技术提供一种通过二胺(即对应于二异氰酸酯的二胺)在气相中的光气化制备二异氰酸酯的方法，其中如上所述的骤冷方法用于骤冷(即冷却和部分冷凝)所述包含二异氰酸酯、光气和氯化氢的气态反应混合物。

The method of quenching the gaseous reaction mixture obtained in the gas phase photogasification of diamine

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使在二胺的气相光气化中获得的气态反应混合物骤冷的方法专利
本专利技术属于聚氨酯领域。更特别地，本专利技术属于异氰酸酯领域，除了异氰酸酯活性化合物例如聚醚多元醇之外，异氰酸酯是聚氨酯生产中两种主要组分之一。特别地，本专利技术涉及使在二胺的气相光气化以得到相应的二异氰酸酯中获得的气态反应混合物骤冷的方法。本专利技术还涉及通过相应二胺的光气化制备二异氰酸酯的方法。专利技术背景通过使相应的胺光气化来制备异氰酸酯原则上可通过液相光气化或气相光气化实现。气相光气化由于需要较高的选择性、较低的有毒光气滞留量以及降低量的能量而引人注目。通过使二胺与光气在气相中反应来制备二异氰酸酯已在例如EP0289840A1中描述。胺与光气反应同时释放氯化氢(HCl)，以得到相应的异氰酸酯。在圆筒形反应室如管式反应器中形成的二异氰酸酯在300-500℃的反应温度下不是热稳定的。因此需要在光气化反应后将反应气体快速冷却至低于200℃的温度，以避免由于二异氰酸酯的热分解或通过进一步反应形成不希望的副产物。为了这一目的，在EP0289840A1中，将连续离开反应室的含有二异氰酸酯、光气和氯化氢等的气态混合物通入惰性溶剂如二氯苯中。该方法的缺点是气体混合物通过溶剂浴的流速必须较低，因为在太高流速下，溶剂和溶于其中的化合物会被带走。在随后的步骤中，必须将液体化合物与气体分离。另一个缺点是：由于流速低以及热交换期间短(small)，必须使用大的溶剂容器来产生冷却效果。此外，使用热交换器和/或使气体膨胀至真空以冷却反应气体的方法是已知的。热交换器的缺点是：由于热传递差，为了有效冷却，需要大的交换表面并因此需要大的热交换器。另外，由于气体混合物在这些表面上的副反应如分解或聚合，在热交换器的较冷的表面上出现固体沉积物。热传递被这些沉积物进一步削弱并且这导致更长的停留时间，并因此导致副产物形成进一步增加。最重要的是，由于冷却段的清洗产生不希望的整个工厂停工次数。US6，800，781B2(也作为US2004/0068137A1公开)公开了使二胺在气相中光气化以产生二异氰酸酯过程中的气态反应混合物骤冷的方法，通过将骤冷液注入从圆筒形反应区连续流出并进入下游圆筒形骤冷区的气体混合物中，其中骤冷液体借助于沿骤冷区周边等距离布置于骤冷区入口处的至少两个喷嘴注入。这种方法的缺点在于：在一段时间(例如若干周)的运行后，在用于注射骤冷液的喷嘴上方会有固体沉积物。这种固体沉积物在水平方向上生长，最终阻碍气态反应混合物的通道，同时生长的固体沉积物会导致整个反应器气相中的压差大。因此，在一段时间(例如若干周)的运行之后，必须关闭反应器，这是因为整个反应器需要水力清理以除去骤冷区上方的固体沉积物，导致产量的下降。US7，615，662B2(也作为US2008/167490A1公开)涉及通过相应的伯胺与光气在气相中反应制备异氰酸酯的方法。在该方法中，通过将反应混合物经由冷却段(coolingstretch)从反应室中引出而终止反应，其中液体被注入所述冷却段中。在两个或更多个串联连接的冷却区中在一个阶段中在冷却段中进行直接冷却。US2012/0004445A1涉及通过使相应的胺与光气在气相中反应来制备异氰酸酯的方法，其中防止或至少大大地减少了不期望的反应和固体沉积物的形成。在光气化步骤中获得的热的气态反应气体混合物在骤冷步骤中通过在骤冷区中加入液体介质以形成反应气体和骤冷介质的混合物作为产物流而冷却，进行该方法使得骤冷区器壁基本上完全被液体润湿。该申请没有教导在骤冷区上方(即在进入骤冷区之前)润湿该器壁。因此需要一种改进的骤冷方法，以避免在骤冷区上方形成固体沉积物和/或去除在骤冷区上方形成的固体沉积物。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种骤冷方法，以避免在骤冷区上方形成固体沉积物或者去除在骤冷区上方形成的固体沉积物。因此，在其最广泛的意义上，本专利技术提供了一种在骤冷区中使包含二异氰酸酯、光气和氯化氢的气态反应混合物骤冷的方法，所述气态反应混合物在所述骤冷区上游的反应区中通过二胺在气相中的光气化获得，所述方法包括：(a)通过使骤冷液通过布置在所述骤冷区入口处的骤冷液喷嘴来将所述骤冷液注入所述骤冷区，从而使所述气态反应混合物部分冷凝；以及(b)通过使防沉积液通过在防沉积区入口处的防沉积液喷嘴来将所述防沉积液注入位于所述反应区和所述骤冷区之间的防沉积区中，其中各防沉积液喷嘴将所述防沉积液喷射(i)到与所述防沉积液喷嘴相邻的所述防沉积区器壁段上，以产生沿所述器壁流动的防沉积液膜，和/或(ii)到所述骤冷区入口之前的所述防沉积区的横截面中的区域。在另一方面，本专利技术提供了一种通过二胺(即对应于二异氰酸酯的二胺)在气相中的光气化制备二异氰酸酯的方法，其中如上所述的骤冷方法用于骤冷(即冷却和部分冷凝)所述包含二异氰酸酯、光气和氯化氢的气态反应混合物。“防沉积区入口”和“骤冷区入口”通过反应气体流动方向上的各个喷嘴的位置定义。如果在这些区之一中沿着反应气体流动方向布置若干喷嘴(如US7，615，66282中针对骤冷区所述)，则在反应气体流动方向上的第一喷嘴定义了相应区的入口。如下面将更详细地解释的，将防沉积液喷射“(i)到与所述防沉积液喷嘴相邻的所述防沉积区器壁段上，以产生沿所述器壁流动的防沉积液膜”意味着从某一喷嘴出现的防沉积液不润湿(或至少基本上不润湿)与所述喷嘴相对的器壁区域，而是仅润湿(或至少基本上仅润湿)所述喷嘴下方(下面)的区域，如图1中所示。如下面也将更详细解释的，将防沉积液喷射“(ii)到所述骤冷区入口之前的所述防沉积区的横截面中的区域”用于将固体沉积物打松散(breakloose)的目的。在本实施方案中，“防沉积液”实际上作为“破沉积液”。然而，出于语言简化的原因，在全文中使用术语“防沉积液”，而不管涉及哪种变型。本专利技术上下文中如使用的术语“骤冷液”是本领域公知的，是指不与产物二异氰酸酯反应(或至少基本上不反应)的任何种类的液体，并且其沸点使得其在与热的气态反应混合物接触时部分蒸发，从而提供后者的有效和快速冷却。如将在下面更详细地解释的，合适的骤冷液的实例是有机溶剂、产物二异氰酸酯和这些的混合物。本专利技术上下文中所使用的术语“防沉积液”是指不与产物二异氰酸酯反应(或至少基本上不反应)的任何种类的液体。优选地，如将在下面更详细地解释的，防沉积液可以是与骤冷液相同种类的液体(即，可以具有相同的化学组成)；然而，如果使用有机溶剂和产物异氰酸酯的混合物，则溶液中产物二异氰酸酯的浓度可以不同。在变型b)(i)中使用的防沉积液可以与在变型b)(ii)中使用的防沉积液相同。附图简述出于示例的目的，将结合附图对本专利技术进行描述，其中：图1显示根据本专利技术的一个实施方案的示意图，其中所述方法按照变型b)(i)进行。编号具有以下含义：1：防沉积区，2：管道，3：喷头，4：骤冷液喷嘴，5：骤冷区，6：同时充当泵式储液器和分离气体与液体的装置的液体收集容器，7：防沉积液喷嘴，8：骤冷液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在骤冷区中使包含二异氰酸酯、光气和氯化氢的气态反应混合物骤冷的方法，所述气态反应混合物在所述骤冷区上游的反应区中通过二胺在气相中的光气化获得，所述方法包括：/n(a)通过使骤冷液通过布置在所述骤冷区入口处的骤冷液喷嘴来将所述骤冷液注入所述骤冷区，从而使所述气态反应混合物部分冷凝；以及/n(b)通过使防沉积液通过在防沉积区入口处的防沉积液喷嘴来将所述防沉积液注入位于所述反应区和所述骤冷区之间的防沉积区中，其中各防沉积液喷嘴将所述防沉积液喷射(i)到与所述防沉积液喷嘴相邻的所述防沉积区器壁段上，以产生沿所述器壁流动的防沉积液膜，和/或(ii)到所述骤冷区入口之前的所述防沉积区的横截面中的区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171116 EP 17202133.9;20170911 CN 20171081115611.一种在骤冷区中使包含二异氰酸酯、光气和氯化氢的气态反应混合物骤冷的方法，所述气态反应混合物在所述骤冷区上游的反应区中通过二胺在气相中的光气化获得，所述方法包括：
(a)通过使骤冷液通过布置在所述骤冷区入口处的骤冷液喷嘴来将所述骤冷液注入所述骤冷区，从而使所述气态反应混合物部分冷凝；以及
(b)通过使防沉积液通过在防沉积区入口处的防沉积液喷嘴来将所述防沉积液注入位于所述反应区和所述骤冷区之间的防沉积区中，其中各防沉积液喷嘴将所述防沉积液喷射(i)到与所述防沉积液喷嘴相邻的所述防沉积区器壁段上，以产生沿所述器壁流动的防沉积液膜，和/或(ii)到所述骤冷区入口之前的所述防沉积区的横截面中的区域。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述防沉积区的高度在1.5厘米至5米范围内。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述防沉积液喷嘴沿所述防沉积区入口周边等距离布置。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述骤冷液喷嘴沿所述骤冷区入口周边等距离布置。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述方法包括b)(i)和b)(ii)。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述方法包括b)(i)且不包括b)(ii)。


7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述方法包括b)(ii)且不包括b)(i)。


8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖玉国，明章勇，卫强，J希林，T布卢多夫斯基，W陶贝，V米歇尔，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE