在气相中生产芳族二异氰酸酯的方法技术

在气相中，通过相应的伯芳族二胺与光气反应生产芳族二异氰酸酯。光气与伯芳族二胺在０．０５－１５秒的平均停留时间内反应。相对于每摩尔伯氨基，所用的芳族二胺共含有小于０．０５摩尔％的不含酮基的脂族胺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产伯芳族二异氰酸酯的方法，该方法包括使相应的伯芳族二胺与光气在气相中反应，其中光气和伯芳族二胺在0.05-15秒的平均停留 时间内反应，所用的伯芳族二胺中相对于每摩尔所述伯氨基含有小于0.05摩尔 %的脂族胺基，并且在包含的任何脂族胺中不存在任何酮基。
技术介绍
在现有技术中已经详细描述了通过在气相中二胺与光气的反应，尤其是脂 族二胺在气相中的光气化反应生产二异氰酸酯的各种方法。EP-B1-0 289 840揭示了一种通过在气相中相应的通式为H2N-R-NH2的二 胺的光气化反应生产通式为OCN-R-NCO的二异氰酸酯的方法，其中R表示最 多含有15个碳原子的脂(环)族烃基。在所揭示的该方法中，将气相二胺(任选 地用惰性气体或惰性溶剂的蒸气稀释)与光气分别加热到200-60(TC的温度，在 加热到200-60(TC的没有任何移动部件的圆柱形反应器/反应区中连续反应，同 时保持反应器/反应区中的湍流。将离开反应器/反应区的气态混合物通入惰性 溶剂中，该惰性溶剂的温度保持在对应于二胺的氨基甲酰氯的分解温度以上。 对溶解在惰性溶剂中的二异氰酸酯进行蒸馏处理。EP-B1-0 289 840描述的方法已经在应用范围和设备方面进行了反复改 进，这些改进描述在之后的出版物中。EP-Bl-0 749 958揭示了在管式反应器中， 在20(TC-60(TC的温度下，在气相中具有三个伯氨基的脂(环)族三胺的反应。 EP-B1-1 078 918揭示了将EP-B1-0 289 840的基本原理应用到在1,2-或1,3-位 具有两个伯氨基的脂(环)族二胺相互之间的气相光气化反应。EP-B1 1 275 639 和EP-B1 275 640揭示了提高加入到反应器/反应区中的反应物的互相混合效果 的特殊反应器构造。在文献中还描述了芳族二胺与光气在气相中的反应，形成相应的二异氰酸酯。EP-B1-0 593 334揭示了一种，在该 方法中使用管式反应器。在EP-Bl-0 593 334中，通过壁收縮可以使离析物在 无搅拌的情况下混合。反应在250'C-50(TC的温度下进行。但是，该方法也有 问题，因为与使用混合装置相比，仅仅通过管式壁的收縮来混合离析物流的效 果较差。较差的混合效果通常导致形成大量不利的固体。EP-A-0 699 657揭示了一种在混合反应器中、在气相中生产芳族二异氰酸 酯的方法，该反应器包括第一均化区和基本为塞式流动的第二下游区。然而， 在此方法中仍然存在问题，因为形成堵塞混合和反应设备的固体，降低了产率。人们进行了很多努力，试图最大程度地减少固体的形成，特别是芳族二胺 与光气在气相中的反应中，以在工业规模上实现气相中芳族二胺的光气化反 应。EP-B1-0 570 799揭示了一种生产芳族二异氰酸酯的方法，其中合适的二 胺与光气的反应在管式反应器中、在二胺沸点以上的温度下、在0.5-5秒的平 均停留时间内进行。依据EP-Bl- 0 570 799的描述，反应区中流动的均匀性是 最大程度地减少不利固体的形成和防止反应器/反应区中组分的反混所必需的。 在EP-Bl- 0 570 799描述的方法中，与平均停留时间的平均偏差小于6% 。如 果反应在管式流动的条件下进行，则可以保持该停留时间，所述管式流动的特 征是，雷诺数(Reynolds number)在4 000以上，或者博登施泰数(Bodenstein number)在100以上。平衡流动条件的措施也是EP-B1-1 362 847的主题。EP-B1-1 362 847揭示 了一种，在该方法中，管式反应器中的反 应条件得到改进。在该方法中，通过与流动相关的措施(如离析物流的平衡 (averaging out)和定心(centering))来避免温度随时间波动以及不对称的温度分 布。EP-B1-1 362 847所述的温度波动和不对称温度分布是造成反应器中结块和 阻塞的原因，因此縮短了反应器的使用寿命。EP-A1-1 449 826描述了在芳族二胺与光气在气相中的反应中，光气与二 胺形成二异氰酸酯的反应与之后的二胺与二异氰酸酯形成相应的脲低聚物的 反应竞争。该专利文献中描述了改善光气与二胺离析物的混合，同时避免管式反应器中由于涡流效应造成的回流，从而提高了形成二异氰酸酯的选择性，降低了形成脲的选择性。这样，依据EP-A1-1 449 826所述，管式反应器中縮合 产物的量可以减少。縮合产物在反应器壁上的沉积会导致自由管截面的减少， 反应器中压力逐渐升高，最终决定该方法的使用寿命。类似地，EP-A1-1 526 129、 DE-A-103 59 627和WO 2007/028 751 A揭示了改善离析物混合效果的设 备类解决办法。EP-A-1 526 129描述了产生角动量的流动技术措施。DE-A-103 59 627揭示了具有单独的胺进料的同心环状喷嘴，WO 2007/028 751 A揭示了 多个胺进料的使用。EP-A1-1 449 826描述了平行于管式反应器轴的多个胺喷 嘴。WO 2003/045 900 A中详细研究了通过气相光气化反应以工业规模生产异 氰酸酯时调节和控制温度的问题。如WO 2003/045 900 A所述，在采用圆柱形 反应区的已知气相光气化方法中，可以通过两种方案获得技术实现。第一种备 选方案是在单个管式区段中进行反应，该区段的直径调节为适合该设备的生产 能力。依据WO 2003/045 900 A，对于非常大的生产设备而言，这种想法是不 利的，因为再也无法通过加热/冷却管壁实现对流动中心的反应流的精确温度控 制。如果温度过高，局部的温度不均一性可能导致产物分解，而如果温度过低， 则该温度可能导致离析物不能充分转化形成所需的异氰酸酯。第二种备选方案 是将反应混合物细分为若干单独的部分流，然后平行通过较小的单独的管，由 于这些管的直径较小，因此可以更好地控制温度，但是该方案也被WO 2003/045 900 A认为是有缺点的。依据WO 2003/045 900 A，该变化方法的缺 点是，除非调节流过各个单独的管的体积，否则比较容易堵塞。依据WO 2003/045 900 A的描述，可以通过以下方式有利地规避所列出的缺点，例如对 于生产设备运转时间长方面的缺点在非圆柱形反应通道中在气相中连续进行 胺的光气化反应，优选在板式反应器中进行，该板式反应器的高度优选能够实 现对反应物温度的控制，宽度优选是高度的至少两倍。WO 2003/045 900 A还 揭示，反应通道的高度通常不受限制，例如，反应可以在高度为40厘米的反 应通道中进行。但是，需要与反应器壁有良好的热交换。因此，WO 2003/045 900 A描述了反应应该在高度较低的反应通道中进行。WO 2007/028 715 A描述了如果某些要求得到满足，可以通过气相中的光气化反应使胺转化为相应的异氰酸酯。能够在没有任何明显分解的情况下转化为气相的胺是特别合适的。依据WO 2007/028 715 A所述，合适的胺是在反应 持续过程中、在反应条件下，分解程度为2摩尔％或以下、更优选为1摩尔％ 或以下、最优选为0.5摩尔％或以下的胺。EP-A-1 754 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产伯芳族二异氰酸酯的方法，该方法包括使伯芳族二胺与光气在气相中反应，其中：　ａ）光气与伯芳族二胺在０．０５－１５秒的平均停留时间内反应，和　ｂ）相对于每摩尔伯氨基，伯芳族二胺共含有小于０．０５摩尔％的不含酮基的脂族胺。

【技术特征摘要】
DE 2007-11-22 102007056511.01. 一种生产伯芳族二异氰酸酯的方法，该方法包括使伯芳族二胺与光气在气相中反应，其中a)光气与伯芳族二胺在0.05-15秒的平均停留时间内反应，和b)相对于每摩尔伯氨基，伯芳族二胺共含有小于0.05摩尔％的不含酮基的脂族胺。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，甲苯二胺是所述伯芳族二胺。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在反应之前，使伯芳族二胺 气化，任选地用惰性气体或惰性溶剂蒸气稀释，加热到200-60(TC的温度，所 述气化的芳族二胺基本不含未气化的芳族二胺液滴。4. 如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，该方法还包括(i) 将已经分别加热到200-60(TC的任选地用惰性气体或惰性溶剂蒸气稀释 的气态的芳族二胺与光气连续混合，得到反应混合物，(ii) 将(i)中形成的反应混合物连续通过反应区，同时避免反混，其中光 气与芳族二胺在0.05-15秒的平均停留时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：F波尔，K比斯库普，R布伦斯，F斯特芬斯，L帕德肯，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]