运行用于连续制备异氰酸酯的装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种运行用于连续制备异氰酸酯的装置的方法，所述连续制备使用第一绝热运行反应室和第二等温运行反应室，在液相中，在溶剂L的存在下，在保持基于伯胺的氨基计光气化学计量过量的情况下，通过伯胺A与光气P的反应进行。所述方法的特点是使用组合措施，特别是保持足够高的启动压力和足够高的启动温度，以使所述装置从生产中断状态又进入到目标状态，常规运行。常规运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运行用于连续制备异氰酸酯的装置的方法
[0001]本专利技术涉及一种运行用于连续制备异氰酸酯的装置的方法，所述连续制备使用第一绝热运行反应室和第二等温运行反应室，在液相中，在溶剂L的存在下，在保持基于伯胺的氨基计光气的化学计量过量的情况下，通过伯胺A与光气P的反应进行。所述方法的特点是使用组合措施，特别是保持足够高的启动压力和足够高的启动温度，以使所述装置从生产中断状态（例如在因维护、因缺乏原料或因缺乏对所述装置中制备的异氰酸酯的需求而停机后）出发又进入到目标状态，常规运行。
[0002]异氰酸酯的制备量很大，主要用作制备聚氨酯的起始材料。其大都通过相应的胺与光气的反应来制备，其中使用化学计量过量的光气。胺与光气的反应可以在气相或液相中进行，其中反应可以不连续或连续地进行。光气化反应
‑
在气相光气化的情况下，在所谓地使首先形成的气态反应产物骤冷之后
‑
产生包含所需异氰酸酯的液相。
[0003]由伯胺和光气制备有机异氰酸酯的方法已经多有描述；纯粹示例性地可以参考以下文献：DE
‑
A
‑
34 03 204 描述了一种制备有机多异氰酸酯的连续方法，其中在5至100bar的压力下，在部分地循环进行的反应中建立了100至220℃的高温。
[0004]DE
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A
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17 68 439描述了一种连续制备有机异氰酸酯的方法，其中首先将原料胺和光气预热，然后在高压下在反应区中将预热的成分合并，并在等温条件下，即在与环境热交换下反应。/>[0005]DE
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A
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102 22 968描述了一种通过伯胺与光气的反应连续制备多异氰酸酯的方法，其中反应在不同尺寸的可调节温度的反应管的级联中进行。
[0006]EP 1 873 142 A1 描述了一个三阶段工艺模式，其中混合器的第一阶段与第一光气化反应器的第二阶段之间的压力保持相同或升高，并且在第三阶段，用于分离光气的设备中，压力低于第二阶段中的。该反应可以绝热或等温运行。
[0007]具有工业规模意义的是芳族异氰酸酯，例如亚甲基二亚苯基二异氰酸酯（以下MMDI
ꢀ‑“
单体 MDI”）、MMDI 和多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯的混合物（后者是 MMDI 的高级同系物，以下称为PMDI，“聚合 MDI”) 或甲苯二异氰酸酯 (TDI)，以及脂族异氰酸酯，例如1,5
‑
戊二异氰酸酯 (PDI)、1,6
‑
六亚甲基二异氰酸酯 (HDI) 或异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)。此外，具有苄基异氰酸酯基团的异氰酸酯也很重要，在此尤其可提及苯二甲撑二异氰酸酯(XDI)。本专利技术尤其涉及亚甲基二亚苯基二异氰酸酯和多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯(以下统称为MDI)的制备。
[0008]在大多数已知方法中，使用呈不同变体（夹套加热、通过热交换器加热或特定的反应器内部构件）的可调温反应器用以建立所需的反应温度。然而，在通过胺的光气化合成异氰酸酯时，反应器的外部调温往往会是一个问题，因为反应器壁表面的高温促进或甚至更加造成副产物的形成，那么，这对产率和/或产物性质产生不利影响。此外，然后在反应器中形成沉积物，这需要定期停止并清洁反应器。然而，这导致所述装置产能的损失并因此产生经济上的缺点。此外，换热器装置引起额外的投资成本，这同样使该方法的经济性变差。为了解决这些问题，EP 1 616 857 A1 中提出了一种两阶段工艺模式，其中在第一阶段 a)中
胺和光气在绝热进行的反应中反应，其中通过如下方式将反应温度的值限制为100至220℃：通过减压将反应器中的绝对压力有针对性地建立为8 至 50 bar的值，并将温度的值保持在 100 至 220℃，直到光气的转化率达到至少 80%，然后在第二阶段b)中，将得自第一阶段的反应混合物减压至绝对压力为 1 至 15 bar，并在 90 至 240℃ 的温度下继续反应，通常在供热的情况下。这种工艺模式可以称为绝热
‑
等温工艺模式。对于所描述的方法而言重要的是通过反应器中的压力调节该绝热运行的反应器中的反应温度（100℃至220℃，优选115℃至180℃，特别优选120℃至150℃）。这种通过压力进行的调节借助于打开安装在反应器上的阀通过受控减压来进行，由此一部分反应混合物从反应器中逸出(参见第[0016]段)。离开绝热运行反应器的反应混合物在第二阶段中在等温条件下进一步反应并在此减压至低于第一阶段的压力(参见第[0019]段)。在等温运行反应器的出口处，从中分别取出气相和含有异氰酸酯的液相。
[0009]欧洲专利申请EP 3 653 605 A1涉及一种通过伯胺与光气的反应制备异氰酸酯的方法，包括I) 提供胺溶液并在热交换器中调节其温度，II) 提供光气溶液并在热交换器中调节其温度，III) 在混合单元中将胺溶液与光气溶液混合，随后IV) 在绝热运行的反应区中进一步反应，并在分离区中分离由于化学反应而形成的气相，V) 将剩余的液相减压，VI) 在间接加热的反应区中使减压后剩余的液相进一步反应，和VII) 由在那里获得的反应溶液中分离异氰酸酯，其中通过如下来调节反应区和分离区中的温度：将来自步骤III)的反应混合物的温度的目标值确定在110℃至145℃，并使用连续或间隔测量的来自步骤III)的反应混合物的实际温度，借助于为调节这些溶液的温度而各自使用的热交换器，以调控步骤I)中提供的伯胺溶液的温度和/或步骤II)中提供的光气溶液的温度。
[0010]欧洲专利申请 EP 3 653 604 A1 涉及一种通过伯胺与光气的反应制备异氰酸酯的方法，包括I) 提供胺溶液，II) 提供光气溶液，III) 将胺溶液与光气溶液在混合单元中混合，然后IV) 在绝热运行的反应区中进一步反应并在分离区中分离由于化学反应而形成的气相，V) 使剩余的液相经受两到三阶段的减压，VI) 使在最后的减压阶段之后剩余的液相在间接加热的反应区中进一步反应和VII) 由在那里获得的反应溶液中分离异氰酸酯。
[0011]制备异氰酸酯的方法的质量一方面通过工艺产物中不需要的副产物的含量来定义。另一方面，一种方法的质量通过如下来定义，即，从启动、以常规运行生产直至过程停止的整个过程可以在没有技术性生产中断的情况下和没有需要干预该工艺的问题的情况下运行，并且没有原料、中间产物或最终产物的损失。在此背景下，国际专利申请 WO 2015/144658 A1 涉及一种通过光气化相应的胺来制备异氰酸酯的方法，其中由于在开始运转（启动）和停止运转（停止）该工艺期间在反应段的设备中形成沉积物而导致的问题通过工艺技术措施得以避免，特别是在该工艺关键的启动和停止步骤期间确保光气相对于要光气化的胺有极大的过量。为此目的，提出了一种通过使相应的胺与光气在惰性溶剂中反应来制备异氰酸酯的连续方法，其中相继进行步骤(A)连续生产的启动、(B)连续生产和(C)连续生产的停止，其中在步骤(A)中混合区和在其下游的反应区首先(i)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.运行用于连续制备异氰酸酯的设备的方法，所述连续制备在液相中，在溶剂L的存在下，在保持基于伯胺的氨基计光气化学计量过量的情况下，通过伯胺A与光气P的反应进行，其中所述装置具有以下装置部分：(I)第一混合设备，其配置用于将伯胺A和溶剂L混合成胺溶液AL，(II)第二混合设备，其配置用于将光气P和溶剂L混合成光气溶液PL，(III)第三混合设备，其配置用于将所述胺溶液和所述光气溶液混合成反应混合物，(IV)第一反应室，其配置用于反应混合物的绝热反应，和在所述反应室下游的减压室，其配置用于形成第一液相和第一气相，(V)减压设备，其用于将第一液相减压，形成第二液相和第二气相，(VI)第二反应室，其配置用于第二液相的等温反应，形成第三液相和第三气相，(VII)用于从第三液相中获得异氰酸酯的后处理单元；其中所述方法在目标状态下包括胺溶液以胺溶液中胺的目标浓度c(A)
目标
和胺溶液的目标流量
ṁ
(AL)
目标
与光气溶液以光气溶液中光气的目标浓度c(P)
目标
和光气溶液的目标流量
ṁ
(PL)
目标
连续反应，胺溶液的目标流量由胺的目标流量
ṁ
(A)
目标
和溶剂的第一目标流量
ṁ
(LA)得出，光气溶液的目标流量由光气的目标流量
ṁ
(P)
目标
和溶剂的第二目标流量
ṁ
(LP)
目标
得出，并且其中从没有向第三混合设备供应胺溶液的状态出发，进行以下步骤以达到目标状态：(i)连续供应(a)来自第二混合设备的光气溶液，温度为100℃至125℃，以目标浓度c(P)
目标
和目标流量
ṁ
(PL)
目标
，和(b)来自第一混合设备的溶剂，温度为70℃至100℃，以第一目标流量
ṁ
(LA)
目标
进入第三混合设备中并从那里通过第一反应室、减压室、减压设备和第二反应室进入后处理单元中，(ii)以小于胺的目标流量
ṁ
(A)
目标
的胺的启动流量
ṁ
(A)
启动
启动向第一混合设备中连续供应胺，此外在步骤(i)(b)中建立的溶剂流流过该第一混合设备并因此形成胺溶液，使得离开第一混合设备的胺溶液的温度出现在85℃至105℃，并且获得的离开第三混合设备的反应混合物的温度为130℃至145℃，其中选择启动连续供应胺到第一混合设备中的时间点，使得当胺溶液和光气溶液在第三混合设备中彼此首次接触时，装置部分(IV)的减压室中的压力为16bar至25bar，(iii)将胺的流量从
ṁ
(A)
启动
提高到
ṁ
(A)
目标
（逐阶段地或连续地），并且与此同时将从第二混合设备中取出的光气溶液的温度降低到0℃至10℃的值，使得离开第三混合设备的反应混合物的温度保持在130℃至145℃并且装置部分(IV)的减压室中的压力为20bar至30bar，(iv)达到胺的目标流量后（即
ṁ
(A)=
ṁ
(A)
目标
）：将从第一混合设备中取出的胺溶液的温度降低到50℃至80℃的值，使得在目标状态下，离开第三混合设备的反应混合物的温度出现在125℃至135℃，并且装置部分（IV)的减压室中的压力保持在20bar至30bar。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(i)中将
·
光气溶液的温度设定为 100℃ 至 105℃的值，并且
·
溶剂的温度设定为 90℃ 至 95℃的值；并且其中在步骤(i...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
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：