甲苯二胺和水的混合物及其在制甲苯二异氰酸酯中的用途制造技术

本发明专利技术涉及甲苯二胺和水的混合物，所述混合物具有不高于９５℃的凝固点。本发明专利技术还涉及所述混合物在去除水分之前通过光气化制备甲苯二异氰酸酯中的用途。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请系申请日为1996年8月2日、申请号为96111631.5、专利技术名称为“甲苯二异氰酸酯的制法和甲苯二胺和水的特定混合物及其在制备甲苯二异氰酸酯中的用途”的专利技术专利申请的分案申请。本专利技术涉及甲苯二胺与水的特定混合物，并涉及这些混合物在去除水分之前通过光气化制备甲苯二异氰酸酯中的用途。本专利技术涉及的甲苯二异氰酸酯(TDI)的制备方法包括使甲苯与硝酸反应生成二硝基甲苯(DNT)，将得到的二硝基甲苯(DNT)氢化生成甲苯二胺(TDA)和反应水，和使甲苯二胺与光气反应得到TDI。然而生成甲苯二胺(TDA)的操作步骤在第一生产车间进行，其中得自氢化步骤的甲苯二胺(TDA)和水的粗溶液被蒸馏，形成含大约1-40％(重量)水的甲苯二胺和水的中间混合物。该中间混合物被运输至与第一生产车间有一段距离的第二生产车间。在第二生产车间中完成甲苯二胺(TDA)与水的中间混合物的蒸馏，得到干燥的甲苯二胺，然后将其光气化，生成甲苯二异氰酸酯(TDI)。TDI的大规模生产通常采用下列操作步骤来进行使甲苯与硝酸反应生成DNT和水，使DNT与氢反应生成TDA和水，随后使处理过的干燥的TDA与光气反应生成TDI和氯化氢，其中该方法各步骤的生产设备在一个生产车间中互相连接。然而在相互间有一段距离的两个生产车间完成这些操作步骤可能是有利的，其中直至TDA的生产的操作步骤在一个生产车间进行，而TDA与光气的反应和为获得适合于市场销售的TDI终产物的处理操作步骤在第二个生产车间进行。如果例如适用的原料和基本设施在一个地方易得而在相距相当远的另一地方具有需要就地生产该终产物的大的购买市场的话，这种生产方式在经济方面可能是有吸引力的。此外，在与一个中心总胺车间间隔一段距离的多个地点提供各种各样的小光气装置在经济方面可能也是有利的。然而，由于中间产物TDA具有高熔点，使得这种生产和/或操作模式变得相当困难。这意味着TDA仅能或者以固体形式或者在高于100℃的温度作为热熔体形式运输。当以固体形式运输TDA时，首先要对TDA进行费用浩大的处理例如制成片状，以便能够在运输后用于最终的光气化反应时将该产物再次熔化。另一方面，以热熔体形式海运时要求使用可加热的罐式容器和在船上的适当的加热设备例如连接到加热蒸汽或电力或者在以散装货物形式运输的情况下使用船舱可被加热至105-110℃的油槽船。需张用可加热的罐式容器的第一种情况对于运输大量的TDA来说是非常昂贵不经济的。在第二种情况中，在带有可加热船舱的船中以散装货物形式运输也是非常昂贵的，因而是不经济的，因为在码头的常规油槽船和转运装置都不是装备在高温下使用的。这个方法首先需要使油槽船和转运装置适应于这个目的，这样花费很大。最后，还需要解决可任选地用陆地上昂贵的特殊废物焚烧措施处置来自船舱的废液(slops)问题。美国专利第5449832号描述了一个储存和运输甲苯二胺(TDA)的方法。该方法包括将甲苯二硝化生成二硝基苯的2，4-和2，6-异构体，将该二硝基苯氢化生成甲苯二胺的2，4-和2，6-异构体，和将该甲苯二胺蒸馏制得基本上无水的产物2，4-和2，6-甲苯二胺，然后将其冷却，并转移以储存和/或装船。在将甲苯二胺(TDA)储存和/或装船之前，通过加入大约5-15％、最好是7-10％(重量)(基于无水TDA的重量)的水以降低TDA的熔点，并控制所得到的TDA-水混合物的温度使得TDA-水混合物的最终温度在其沸点或低于沸点。正是这种混合物适宜于长期储存和/或运输。加至无水TDA中的水是热的软化水、去离子水或减压蒸馏水。向无水TDA中加水后的最终温度为保持TDA-水混合物长时间处于液态提供足够的内热，因而可将该混合物储存和/或运输。本专利技术提供可在低于95℃的温度以液态形式储存或运输而无固体析出的TDA制剂。本专利技术的另一个目的是改进通过硝化甲苯制备DNT、氢化DNT生成TDA和水和使干燥的TDA与光气反应制备TDI的TDI的制备方法，使得能将TDA以在罐式容器中或者以散装货物形式由第一生产车间运输至相隔一段距离的第二生产车间而无上述缺点。这个目的由本专利技术的混合物和方法来实现。令人惊讶的是，现已证明含水量为1-40％、最好是2-10％的TDA和水的特定混合物具有明显降低的熔点，因而比纯TDA更容易搬运而且在油槽船中以散装货物形式作长距离运输会更便宜。设计用于运输化学品的油槽船一般能够在运输过程中将被运输的货物保持在大约65-70℃范围内，并亦能在相似的温度范围内将该化学品卸下。因此，本专利技术方法的一个目是获得由于其熔融特性能以散装货物形式在常规油槽船中运输的TDA/水混合物。原则上，按照本专利技术的混合物可用通过将纯TDA即含大约80％(重量)2，4-TDA和大约20％(重量)2，6-TDA的常规工业异构体混合物与水混合来制备。然而，若在蒸馏含TDA和水的氢化产物的过程中，在适当的时间中断该工业过程使得能获得含水量在大约1-40％(重量)的TDA与水的中间混合物而不是常规方法中的无水TDA，则这些混合物更易得。因此，本专利技术提供甲苯二异氰酸酯的制备方法，包括使甲苯与硝酸反应生成二硝基甲苯，将该二硝基甲苯氢化生成甲苯二胺和反应水的粗溶液，和将该甲苯二胺和反应水的粗溶液蒸馏，形成含大约1-40％(重量)、最好是大约2-10％(重量)水的甲苯二胺和水的中间混合物，然后将该甲苯二胺和水的中间混合物由第一生产车间运输至第二生产车间，接着在第二生产车间将甲苯二胺与水的中间混合物全部蒸馏，得到干燥的甲苯二胺，并将干燥的甲苯二胺光气化，生成甲苯二异氰酸酯。在另一个实施方案中，将二硝基苯在溶剂或稀释剂存在下氢化。在蒸馏该甲苯二胺和反应水的粗溶液之前可将该溶剂或稀释剂在附加的步骤中从该甲苯二胺和反应水的粗溶液中全部或部分去除或分离，以生成适宜储存和/或运输的甲苯二胺和水的混合物。在另一个实施方案中，可按本身已知的方法在光气化以制备甲苯二异氰酸酯之前，对在第二生产车间进行完全蒸馏后的干燥的甲苯二胺进行进一步处理。附图说明图1是说明由TDA和水的粗溶液中去除水以生成干燥的TDA的先有技术中所述的传统方法的示意图。图2是说明通过第二蒸馏步骤的按照本专利技术的方法的示意图。图3说明TDA和水的粗溶液的凝固点的变化。图4是TDA和水的粗溶液的相平衡图。按照本专利技术，最好是-甲苯二胺包括2，4-甲苯二胺、2，6-甲苯二胺或这些异构体的任何混合物，并可任选地含有任何量的2，3-甲苯二胺、3，4-甲苯二胺或其混合物，和-在二硝基苯的氢化过程中不存在溶剂或稀释剂。本专利技术还涉及甲苯二胺和水的混合物，其中这些混合物的凝固点至多为95℃。按照本专利技术，凝固点在大约60-95℃、最好是65-70℃的下列混合物是优选的-由2，4-和/或2，6-甲苯二胺和水组成，和-含有1-40、最好是2-10重量份水对100重量份甲苯二胺。除上面所给的含水量外，按照本专利技术的混合物还可任选地含有最大浓度为大约10％(重量)的有机均匀溶解的溶剂或稀释剂。在这种情况中适宜的溶剂或稀释剂尤其是低级醇，优选的是甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇，低级酮，特别是丙酮，和二醇，特别是乙二醇，或者也可以是甲苯。本专利技术还提供TDA和水的中间混合物在去除水之前通过光气化制备甲苯二异氰酸酯中的用途。最好是将准备用本文档来自技高网...

【技术保护点】
甲苯二胺和水的混合物，所述混合物具有不高于９５℃的凝固点。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K比斯库，B凯根霍夫，
申请(专利权)人：拜尔公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]