BR112012025838B1 - reator de jato com orifício dinâmico e processo para a preparção de isocianatos usando o referido reator. - Google Patents

Abstract

reator de jato com orifício dinâmico e processo para a preparação de isocianatos o referido reator - é revelado um reator de jato com orifício dinâmico, que compreende um tubo interno de alimentação, um tubo externo de alimentação, um cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, uma caixa de câmbio, um eixo de transmissão, e uma engrenagem de acoplamento de transmissão em que o eixo de transmissão, o tubo interno de alimentação e o tubo externo de alimentação são m ontados coaxialmente do interior para o exterior em ordem, o tubo externo de alimentação comunica-se com a caixa de câmbio sendo colocado acima e coaxialmente com relação à caixa de câmbio, pelo menos uma engrenagem e o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação dotados de uma pluralidade de aberturas para a entrada de alimentação sendo montados na caixa de câmbio, a(s) engrenagem(s) se acoplam ao cabeçote de mistura tubular e de jato de reação por meio das aberturas para a entrada de alimentação; o tubo interno de alimentação comunica-se com o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, sendo colocado acima e coaxialmente com a relação ao cabeçote de mistura tubular e de jato de reação; o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é acionado pelo eixo de transmissão e a engrenagem de acoplamento de transmissão de maneira a girar no eixo, e aciona, por sua vez, a(s) engrenagem(s) na caixa de câmbio para girarem e rodarem; e a engrenagem de acoplamento de transmissão pode fazer movimento alternativo para cima e para baixo no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação. é também provido um processo para a prerparação do isocianato usando o reator. de acordo com a invenção, a limpeza automática em linha das aberturas na zona de mistura e reação é feita por transmissão mecânica, também podendo ser aperfeiçoada a capacidade e a qualidade da produção.

Description

REATOR DE JATO COM ORIFÍCIO DINÂMICO E PROCESSO PARAA PREPARAÇÃO DE ISOCIANATOS USANDO O REFERIDO REATOR

Campo Técnico A presente invenção se refere a um reator de jato com orifício dinâmico e um processo para a preparação de um isocianato por meio da reação de uma amina alifática ou aromática com fosgênio na fase líquida usando o reator.

Histórico Desde que Wurtz preparou pela primeira vez, alquil isocianatos em 1849, têm sido constantemente explorados vários processos para a preparação de isocianatos e em particular, isocianatos tendo estruturas e propriedades especiais. Tem sido provado praticamente que até o presente, a abordagem da fosgenação é ainda o caminho de síntese do maior valor industrial, e em particular, a abordagem de fosgenação de fase líquida representa o processo principal. O processo de fosgenação de fase líquida para a preparação dos isocianatos caracteriza-se por condições suaves e estabilidade de operação. Nesse processo, uma amina alifática ou aromática é primeiramente colocada para reagir com fosgênio em um solvente para produzir carbamil cloreto e HC1, e então o HC1 rapidamente reage com os grupos amino restantes para produzir um cloridrato de amina. O fosgênio excessivo no sistema ainda reage com o cloridrato de amina para produzir carbamil cloreto e liberar HC1. Este é o denominado procedimento de reação a frio no processo de fosgenação de duas etapas frio-quente que é o mais comumente adotado.

Tanto o carbamil cloreto como o cloridrato de amina produzidos nesse processo de reação são intermediários da síntese do isocianato, sendo sólidos. A presença dos intermediários sólidos deve trazer muitas dificuldades no projeto do reator, porque o reator, por um lado, é solicitado a prover intensidade de mistura suficiente para garantir a mistura e a reação eficientes e, por outro lado, deve evitar efetivamente que os intermediários sólidos grudem nas paredes ou até que entupam a passagem da mistura e reação e, além disso, facilita a limpeza no caso da ocorrência de um entupimento. Na prática, foi achado que a seção de mistura e reação tornou-se um gargalo que limita a capacidade e o consumo de energia dos diferentes tipos de equipamentos para a produção de isocianatos. Por muitos anos, têm sido feitos esforços e explorações persistentes para solucionar este problema tanto nas comunidades acadêmicas como na industrial.

As patentes norte-americanas 5931579 e 4915509 descrevem um misturador-reator do tipo estator-rotator. Neste misturador-reator, um fluxo do fluido entra em uma câmara de mistura por meio de um furo circular no centro de uma parede frontal, e outro fluxo de fluido entra na câmara de mistura por meio de um conjunto de injetores dispostos em círculos concêntricos na parede frontal. Na câmara de mistura, existe uma pluralidade de discos de peneira que são alternativamente fixos no estator e no rotator, e o líquido de reação em alta pressão é retido pelo estator rotativo ao passar pela pluralidade de discos de peneira de maneira a serem obtidas vantajosamente uma rápida mistura e dispersão homogênea. Entretanto, o reator tem estrutura muito complicada, tornando a limpeza muito difícil no caso de entupimento. A patente norte-americana 511708 descreve um misturador de reação do tipo furo de jateamento, em que um fluxo de alimentação é introduzido em outro fluxo de alimentação por meio de uma pluralidade de furos da câmara tubular para intensificar a mistura. Não obstante, o efeito de mistura do misturador de reação é limitado na escala industrial e, ainda assim o problema não é adequadamente solucionado, já que o reator é frequentemente bloqueado na fabricação de isocianatos. A CN 200910069917 descreve um reator de fluxo de choque tubular para a fabricação do diisocianato de tolueno, em que um primeiro fluxo de alimentação é injetado por meio de orifícios em uma placa de tubo inferior, e outro fluxo de fluido é injetado a partir dos orifícios de jateamento tanto do tubo como de uma seção expandida do tubo perpendicular à placa de tubo inferior na zona de mistura por jato em determinados ângulos, de maneira a se chocar com o primeiro fluxo de alimentação para fazer a mistura. Entretanto, o reator tem fraca intensidade de mistura e tem um tempo de residência de reação relativamente longo, sofrendo geralmente com a agregação de um bloco de sólidos, que não somente pode obstruir o reator, como também provavelmente obstrua ou prejudique os equipamentos de reação sequentes. A CN 200910306519 descreve um reator tubular tendo um ejetor montado no centro, em que o ejetor do centro compreende uma veneziana cônica de deflexão e um injetor, e o reator é tubular é dotado de venezianas defletoras na parede. Entretanto, é obtido um efeito de mistura muito limitado no reator, e produtos sólidos podem aderir às paredes. O reator deve ser submetido a paradas para limpeza quando ocorrer uma obstrução.

Pode ser visto a partir das referências supramencionadas que o processo de preparação dos isocianatos após a abordagem de fosgenação de fase líquida é um processo de reação trifásica gás-líquido-sólido e uma massa de intermediários sólidos tende a acumular caso a mistura não seja realizada adequadamente. O acúmulo de intermediários sólidos, por um lado, deteriora os efeitos da mistura e de reação, com tal deterioração, por sua vez, resultando no acúmulo de mais intermediários sólidos, de maneira que a carga da produção do equipamento deve ser reduzida ou a qualidade dos produtos é afetada desvantajosamente. Por outro lado, o acúmulo pode até entupir completamente a passagem de alimentação, resultando em interrupções indesejáveis do equipamento. É necessário assim que o reator de mistura seja capaz de proporcionar uma taxa de mistura extremamente alta e uma boa resistência ao entupimento. Portanto, existe a necessidade de pesquisa e desenvolvimento de um reator que tenha uma maior eficiência de mistura e que facilite a limpeza manual em linha ou que permita a limpeza automática, de maneira a permitir que a frequência de manutenções de interrupção seja reduzida e que melhore a eficiência da operação.

Sumário da Invenção O objetivo da invenção é prover um reator de jato com orifício dinâmico e um processo para a preparação de isocianatos por meio da reação de uma amina alifática ou aromática com fosgênio na fase líquida usando o reator, que possa superar as deficiências dos reatores existentes como supramencionado. O reator de jato com orifício dinâmico de acordo com a invenção compreende um tubo interno de alimentação, um tubo externo de alimentação, um cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, uma caixa de câmbio, um eixo de transmissão, e a engrenagem de acoplamento de transmissão, em que: o eixo de transmissão, o tubo interno de alimentação e o tubo externo de alimentação são montados coaxialmente do interior para o exterior em ordem, o tubo externo de alimentação comunica-se com a caixa de câmbio sendo colocado acima e coaxialmente com relação à caixa de câmbio, pelo menos uma engrenagem e o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação dotados de uma pluralidade de aberturas para a entrada de alimentação sendo montados na caixa de câmbio, a(s) engrenagem(s) se acoplam ao cabeçote de mistura tubular e de jato de reação por meio das aberturas para a entrada de alimentação, e também se acoplam à parede circunferencial interna da caixa de câmbio, sendo também fornecido um caminho do eixo de engrenagens para orientação na caixa de câmbio; o tubo interno de alimentação comunica-se com o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, sendo colocado acima e coaxialmente com relação ao cabeçote de mistura tubular e de jato de reação; o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é acionado pelo eixo de transmissão e a engrenagem de acoplamento de transmissão para girar axialmente, e por sua vez, acionar a(s) engrenagem(s) na caixa de câmbio para girarem e rodarem; e a engrenagem de acoplamento de transmissão pode fazer um movimento alternativo para cima e para baixo no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação.

No reator de jato com orifício dinâmico de acordo com a invenção, uma passagem de reagente formada entre o eixo de transmissão e o tubo interno de alimentação é mencionada como uma passagem interna reagente, e uma passagem de reagente formada entre o tubo interno de alimentação e o tubo externo de alimentação é denominada como uma passagem externa reagente. A razão da área da seção transversal (perpendicular à direção axial do reator) da passagem reagente externa para a da passagem reagente interna é de 0,5 a 24 : 1, de preferência de 0,75 a 12 : 1, e mais de preferência, de 1 a 7,5 a 1. A razão da área da seção transversal da passagem interna do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação para a da passagem reagente interna é de 0,5 a 4 : 1, de preferência de 0,75 a 3 ; 1.

No reator de jato com orifício dinâmico de acordo com a invenção, o número de engrenagem(s) existente(s) na caixa de câmbio pode ser de 1 a 8, de preferência 2, 4, 6 ou 8, e mais de preferência 2 ou 4. O diâmetro da raiz (diâmetro interno) da engrenagem é de 0,25 a 4 vezes, de preferência 0,5 a 2 vezes o comprimento do diâmetro externo da parte do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação onde as aberturas para a entrada de alimentação são colocadas.

No reator de jato com orifício dinâmico de acordo com a invenção, as aberturas para a entrada de alimentação (ou simplesmente mencionadas como "aberturas de alimentação") são colocadas em uma parede tubular do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação para formarem as aberturas pelas quais a alimentação entra no cabeçote do jato. As aberturas para a entrada de alimentação podem ser montadas ou distribuídas na parede tubular do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação do lado superior para o inferior em 1 a 20 círculos, preferivelmente 2 a 12 círculos, e mais de preferência 3 a 8 círculos; cada círculo pode compreender 8 a 40 aberturas, de preferência 12 a 24 aberturas; as aberturas em cada círculo são abertas em uma direção perpendicular à direção axial do reator, e desejavelmente, são dispostas igualmente ao longo da direção radial da parede tubular do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação. A forma de seção transversal das aberturas para a entrada de alimentação pode ser um retângulo ou um retângulo arredondado, um quadrado ou de um quadrado arredondado, um triângulo, um diamante, um trapezoide, um polígono equilátero, um polígono não equilátero, um redondo, um elipsoide ou similar. Quando são dispostos dois ou mais círculos de aberturas para a entrada de alimentação, as aberturas para a entrada de alimentação em cada um dos dois círculos adjacentes pode ser a mesma ou diferente na forma de seção transversal, tamanho, e padrão de alinhamento de círculo para círculo. A soma da área das seções transversais de todas as aberturas para a entrada de alimentação será de maneira que sob as pressões predeterminadas de alimentação na passagem externa de alimentação e na passagem de alimentação interna, a razão da vazão da razão de reagente fornecida pela passagem de alimentação externa para o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação pela caixa de câmbio e as aberturas para a vazão da alimentação do reagente fornecido a partir da saída (tendo uma determinada área da seção transversal) no fundo da passagem de alimentação interna para o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é suficiente para uma razão em massa ou mole de dois reagentes necessários para a reação. Por exemplo, no caso da reação de fosgênio com TDA, a razão em massa de puro fosgênio para puro TDA é cerca de 3,4 - 4,2 : 1, ou cerca de 3,8 : 1. Não obstante, dada a soma da área das seções transversais de todas as aberturas para a entrada de alimentação e a área da seção transversal da saída no fundo da passagem de alimentação interna, a razão em massa ou mole de dois reagentes fornecidos para o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação também pode ser ajustada, com base no cálculo técnico de rotina, ajustando as pressões de alimentação na passagem de alimentação externa e na passagem de alimentação interna. Esse ajuste pode ser prontamente realizado por um técnico no assunto de acordo com os requisitos práticos para a operação da reação.

No reator de jato com orifício dinâmico de acordo com a invenção, o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação tem uma espessura de parede que varia ao longo de sua direção axial, mas de preferência tem um diâmetro interno constante. Mais de preferência, a espessura de parede da parte do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação onde as aberturas para a entrada de alimentação são montadas é de 1 a 5 vezes, de preferência 1,5 a 3 vezes a espessura da parte mais baixa da extremidade de saída do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação. Isto é, a parede tubular da parte do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação onde as aberturas para a entrada de alimentação são montadas é tão espessa quanto às das demais partes do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, por exemplo, a parte extrema do cabeçote de jato, ou mais espessa que isso.

No reator de jato com orifício dinâmico de acordo com a invenção, pelo menos um, de preferência 2 ou 3, trilho(s) corrediço(s) que é (são) igual(s) ao cabeçote de mistura tubular e de jato de reação no comprimento é(são) montado(s) na parede interna do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, de maneira que a engrenagem de acoplamento de transmissão pode operar para cima e para baixo manual ou automaticamente no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, de preferência alternar para cima e para baixo de forma mecanicamente automatizada. De acordo com a invenção, a engrenagem de acoplamento de transmissão opera para cima e para baixo enquanto continua girando, e a frequência de operação é de 1 operação diária a 1 operação por minuto, de preferência de 5 a 288 vezes ao dia, mais de preferência de 5 a 48 vezes ao dia. Mais de preferência, a frequência em que a engrenagem de acoplamento de transmissão opera é ajustável passo a passo. Em geral, a engrenagem de acoplamento de transmissão gira a uma taxa de 1 a 120 r/min, de preferência de 6 a 60 r/min. Isto é, a taxa rotacional em que a engrenagem de acoplamento de transmissão aciona o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é de 1 a 120 r/min, de preferência de 6 a 60 r/min, o que indica que a taxa rotacional em que essas duas partes giram em conjunto (isto é, a taxa rotacional sincronizada).

De acordo com a invenção, o reator de jato com orifício dinâmico pode ser feito de aço, vidro, cerâmica, ligas, carbeto de silício ou aço esmaltado.

De acordo com a invenção, o processo para a preparação de isocianatos alifáticos, alicíclicos ou aromáticos da fórmula geral (I) usando o reator de jato com orifício dinâmico, R(NCO)n (I) R(NH2)n (II) onde R indica um radical hidrocarboneto alifático, alicíclico ou aromático, com a provisão que pelo menos dois átomos de carbono localizem-se entre quaisquer dois grupos NCO- adjacentes; e n é > 2, preferivelmente n = 2 a 4, mais de preferência 2 ou 3, o processo compreende as seguintes etapas: (a) introduzir uma ou mais amina da fórmula geral (II) ou uma sua solução orgânica no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação pela passagem reagente interna; ou alternativamente, introduzir uma ou mais amina da fórmula geral (II) ou uma sua solução orgânica na caixa de câmbio pela passagem reagente externa, e então injetar a amina ou a sua solução orgânica no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação por meio das aberturas para a entrada de alimentação em uma direção perpendicular à direção do fluxo que percorre a passagem reagente interna; (b) introduzir fosgênio líquido puro ou uma sua solução na caixa de câmbio pela passagem reagente externa, e então jatear o fosgênio líquido puro ou sua solução no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação por meio das aberturas para a entrada de alimentação em uma direção perpendicular à direção do ί fluxo que percorre a passagem reagente interna; ou alternativamente, introduzir i fosgênio líquido puro ou uma sua solução no cabeçote rotativo de mistura tubular e i de jato de reação pela passagem reagente interna; e (c) convergir as alimentações do lado da amina e do lado do fosgênio no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação pelas respectivas passagens reagentes na pressão de transporte respectiva de cada matéria-prima, fazendo as alimentações passar por rápida mistura e reação, e então passarem a mistura líquida de reação pelo cabeçote de mistura tubular e de jato de reação rapidamente para um vaso de reação em sequência para permitir que a reação prossiga até seu final.

No processo de acordo com a invenção, R é de preferência um radical hidrocarboneto C2-C50 alifático, um radical hidrocarboneto C2-C50 alicíclico, ou um radical hidrocarboneto C6-C50 aromático; mais de preferência, R é um radical hidrocarboneto C4-C30 alifático, um radical hidrocarboneto C4-C30 alicíclico, ou radical hidrocarboneto C6-C30 aromático; mesmo mais de preferência, R é um radical hidrocarboneto C5-C18 alifático, um radical hidrocarboneto C5-C18 alicíclico, ou um radical hidrocarboneto C6-C20 aromático.

No processo de acordo com a invenção, o isocianato da fórmula geral (I) pode ser 2,4-/2,6- diisocianato de tolueno com a razão dos isômeros variando de 100:0 a 80:20 ou 65:35, difenilmetano-4,4'- diisocianato, diciclohexil metano-4,4'-diisocianato, diisocianato de isoforona, hexametileno-1,6-diisocianato, 1,4-cíclohexano diisocianato, 1,8-di-isocianato-4-(isocianatometil) octano, tri-isocianato nonano, 1,4-butileno diisocianato, naftaleno diisocianato, p-fenileno diisocianato, benzeno dimetileno diisocianato, ciclohexano dimetileno diisocianato, trimetil-1,6-hexametileno diisocianato, tetrametil m-fenileno dimetileno diisocianato, dimetil bifenil diisocianato ou metil ciclohexil diisocianato. Entre esses, benzeno dimetileno diisocianato, difenilmetano-4,4 diisocianato, ou diisocianato de tolueno é preferido, e o diisocianato de tolueno é mais preferido.

No processo de acordo com a invenção, a amina orgânica da fórmula geral pode ser 2,4-/2,6-tolueno diamina com a razão dos isômeros de 80:20 ou 65:35 ou puro 2,4-tolueno diamina, difenilmetano-4,4'-diamina, diciclohexil metano-4,4'-diamina, isoforona diamina, hexametileno-1,6-diamina, 1,4-ciclohexano diamina, 1,8-di-amino-4-(aminometil) octano, tri-amino nonano, 1,4-diaminobutano, naftaleno diamina, p-fenileno diamina, benzeno dimetileno diamina, ciclohexano dimetileno diamina, trimetil-1,6-hexametileno-diamina, tetrametil m-fenileno dimetileno diamina, dimetil bifenil diamina ou metil ciclohexil diamina, de preferência benzeno dimetileno diamina, difenilmetano-4,4'-diamina, ou tolueno diamina, e mais de preferência tolueno diamina.

No processo de acordo com a presente invenção, as etapas (a) e (b) compreendem a diluição da(s) amina(s) e do fosgênio com um solvente inerte selecionado de um grupo que consiste de benzeno, tolueno, clorobenzeno, o-diclorobenzeno, p-diclorobenzeno, bifenil clorado, dialquil tereftalato, dietil ftalato ou qualquer de suas combinações. A solução orgânica de amina tem uma concentração que varia de 12,5% a 45 % em peso, de preferência de 15% a 25 % em peso; a solução de fosgênio tem uma concentração não inferior a 60% em peso, de preferência de 60% a 90% em peso, e mais de preferência de 75% a 85% em peso.

No processo de acordo com a invenção, a razão linear na direção axial do fluxo de alimentação que passa pela passagem reagente interna pode ser de 0,8 m/s a 14,6 m/s, de preferência de 2,0 m/s a 8,2 m/s; a razão linear do fluxo de alimentação na passagem reagente externa em que a alimentação é injetada verticalmente no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação por meio das aberturas para a entrada de alimentação pode ser 1 a 9 vezes, de preferência 1,2 a 5,5 vezes tão rapidamente quanto à razão linear na direção axial do fluxo de alimentação que passa pela passagem reagente interna.

No processo de acordo com a invenção, a pressão de cada alimentação nas passagens reagentes, interna e externa pode ser de 1 a 20 bar, de preferência de 5 a 15 bar; no caso em que a área total da seção transversal das aberturas para a entrada de alimentação forem maiores que a área da seção transversal da passagem reagente interna, a pressão do reagente no lado externo deve ser individualmente elevada para garantir que a razão linear em que o reagente passa pelas as aberturas para a entrada de alimentação seja 1 a 9 vezes tão rápida quanto a taxa linear em que o reagente flui na passagem reagente interna. A pressão na saída do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é de 1 a 15 bar, de preferência de 5 a 10 bar.

Com respeito à fosgenação de duas etapas frio-quente na fase líquida, a reação na primeira etapa deve produzir carbamil cloreto e cloridrato de amina. A inevitável presença de intermediários sólidos torna-a propensa a acumular sólidos no misturador de reação do tipo jato. O acúmulo de intermediários sólidos, por um lado, deteriora os efeitos da mistura e da reação, de maneira que tal deterioração, por sua vez, resulta no acúmulo de mais intermediários sólidos, de maneira que a carga de produção do equipamento deve ser reduzida ou a qualidade dos produtos será desvantajosamente afetada, e por outro lado, o acúmulo pode até entupir completamente a passagem de alimentação, provocando a parada indesejável do equipamento. A solução tradicional é purgar o reator com solvente pressurizado ou com fosgênio primeiramente e, se for achado que a purga não funcionou, então é feita a manutenção corretiva, isto é, o reator é limpo manualmente. Esta solução degrada muito a eficiência operacional do equipamento, aumentando alguns riscos de segurança. O reator de acordo com a presente invenção é dotado de engrenagem(s) e cabeçote de mistura tubular e de jato de reação que podem girar continuamente, assim como a engrenagem de acoplamento de transmissão que pode operar para cima e para baixo, e pode, em cooperação com a função de purga das próprias alimentações dos reagentes, remover suavemente os intermediários sólidos para fora da zona de reação, de maneira a garantir as aberturas não obstruídas na zona de reação e, portanto a operação estável de longo prazo de todo o equipamento com alta carga. Além disso, o reator de acordo com a invenção compreende um cabeçote de mistura tubular e de jato de reação dotado de uma pluralidade de aberturas para a entrada de alimentação, com as aberturas para a entrada de alimentação em dois círculos adjacentes tendo diferentes tamanhos, formas e padrões de alinhamento de círculo para círculo, de maneira que a eficiência da mistura das alimentações seja bastante melhorada, a proporção de fosgênio e solvente também usada com relação à amina como matéria-prima também pode ser reduzida, melhorada a capacidade do equipamento, e a qualidade de produção é aperfeiçoada enquanto o consumo de energia é também reduzido.

Breve Descrição dos Desenhos A Fig. 1 é uma vista esquemática da montagem de um reator de jato com orifício dinâmico de acordo com uma realização preferida da presente invenção. A Fig. 2 é uma vista em corte do reator tomada na direção de A-A como mostrado na Fig. 1. A Fig. 3 é uma vista esquemática da montagem de um reator de jato com orifício dinâmico de acordo com outra realização preferida da presente invenção. A Fig. 4 é uma vista em corte do reator tomada na direção de A'-A' como mostrado na Fig. 3.

Descrição Detalhada da Invenção Doravante serão melhores descritos o reator de jato com orifício dinâmico e o processo para a preparação de um isocianato usando o reator de acordo com a invenção com referência aos desenhos, e, entretanto, será entendido que a presente invenção não se limita a estes de forma alguma.

No contexto do presente pedido, a menos que expressamente indicado de outra forma, a referência de "direção axial" e "direção radial" indica a direção axial e a direção radial do reator, respectivamente. Além disso, onde é feita a referência de "amina" ou "multi-amina" ou "solução amina (orgânica)" ou "multi-solução amina (orgânica)" no contexto do pedido, os termos, "amina" ou "multi-amina" ou "solução amina (orgânica)" ou "multi-solução amina (orgânica)" podem ser usados de forma intercambiável. Para conveniência de ilustração e entendimento, é descrito o reator instalado verticalmente, como exemplo, para mostrar a relação de posição das partes do reator em termos de, por exemplo, "horizontal", "vertical", "transversal", "superior", "inferior" e similares, mas não pretende que a invenção exclua outras possíveis montagens, como a montagem levemente inclinada. Portanto, o arranjo vertical não será interpretado como limitativo do reator do invento e do processo de sua preparação. O reator de jato com orifício dinâmico de acordo com a invenção compreende uma passagem interna reagente 2 e uma passagem reagente externa 3 tendo uma estrutura de luva coaxial e um eixo de transmissão 1 coaxial em ambas as passagens. Em uma caixa de câmbio 6 montada na passagem reagente externa 3 são colocadas engrenagens 7 e um cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 tendo uma pluralidade de aberturas para a entrada de alimentação 8. A zona de acoplamento da engrenagem 9 compreende ambas as aberturas para a entrada de alimentação 8 e a parede circunferencial interna da caixa de câmbio, sendo também provida uma guia seguinte à pista do eixo da engrenagem 10. Um motor colocado fora do reator aciona o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 de maneira a girar no eixo pela caixa de transmissão, o eixo de transmissão 1 e a engrenagem de acoplamento de transmissão 4, e simultaneamente aciona a(s) engrenagem(s) 7 para girarem e rodarem na caixa de câmbio 6 já que existem dentes engrenados e uma folga entre as aberturas para a entrada de alimentação 8 e a(s) engrenagem(s) 7.

Em geral, de acordo com a invenção, a taxa de rotação da(s) engrenagem(s) 7 na caixa de câmbio 6 não é particularmente limitada, como também a taxa de giro da(s) engrenagem(s) 7 no eixo principal do reator não são particularmente limitadas. A taxa rotacional da(s) engrenagem(s) 7 depende da razão do diâmetro de raiz da(s) engrenagem(s) 7 com relação ao diâmetro externo do cabeçote de jato de mistura e reação, não sendo crítico desde que a(s) engrenagem(s) 7 estejam girando. As Fig. 1 e Fig. 2 mostram a montagem do reator de acordo com uma realização preferida da presente invenção, em que são providas duas engrenagens na caixa de câmbio, um círculo de aberturas para a entrada de alimentação 8 é colocado circunferencialmente à volta do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, com as aberturas para a entrada de alimentação 8 tendo uma seção transversal de forma retangular. Portanto, as engrenagens que se acoplam nas aberturas para a entrada de alimentação 8 terão configurações de dentes e folgas que podem se acoplar nas aberturas retangulares. As engrenagens são acionadas pelo cabeçote de mistura tubular e de jato de reação que suportam as aberturas (isto é, as aberturas de alimentação ou aberturas para a entrada de alimentação) girando, e ao mesmo tempo, a engrenagem de acoplamento de transmissão montada entre o eixo de transmissão e o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação pode automaticamente operar para cima e para baixo dentro do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, permitindo assim a limpeza automática em linha do reator do invento.

As Fig. 3 e Fig. 4 mostram a montagem do reator de acordo com outra realização preferida da presente invenção, em que são providas duas engrenagens na caixa de câmbio, e dois círculos de aberturas para a entrada de alimentação 8 são dispostos circunferencialmente à volta do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, com a forma transversal, tamanho e maneira de alinhamento sendo diferentes entre círculos superior e inferior das aberturas para a entrada de alimentação. Portanto, as engrenagens que se acoplam com as aberturas para a entrada de alimentação 8 terão configurações de dentes e folgas que se acoplem com as aberturas retangulares mostradas. As engrenagens são acionadas pelo cabeçote de mistura tubular e de jato de reação que suportam as aberturas para girarem, e ao mesmo tempo, a engrenagem de acoplamento de transmissão montada entre o eixo de transmissão e o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação pode automaticamente operar para cima e para baixo dentro do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, permitindo assim a limpeza automática em linha do reator do invento.

Apesar de que nem a montagem do reator onde mais de duas engrenagens são montadas na caixa de câmbio nem a montagem do reator em que mais de dois círculos de aberturas para a entrada de alimentação são dispostos circunferencialmente à volta do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação com as aberturas para a entrada de alimentação tendo uma seção transversal de triângulo, diamante, trapezoide, ou outras formas não estarem mostradas na presente, será prontamente entendido pelo técnico no assunto que a presente invenção pode ser realizada pelos reatores com as características estruturais supramencionadas, assim como qualquer ajuste ou modificação na estrutura feita em conjunto com o conhecimento comum da técnica relevante. Serão ilustradas doravante algumas realizações do processo de preparação do isocianato de acordo com a invenção com referência aos desenhos, mas a invenção não se limita a estes. <Primeira Realização Com o reator como mostrado nas Fig. 1 e Fig. 2, um amina(s) da estrutura geral (II) ou uma solução orgânica da(s) amina(s) é introduzida no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 pela passagem reagente interna 2; ao mesmo tempo, fosgênio líquido puro ou uma solução de fosgênio é introduzido na caixa de câmbio 6 pela passagem reagente externa 3, e então injetado no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação 5 por meio das aberturas para a entrada de alimentação 8 em uma direção perpendicular à direção do fluxo que percorre a passagem reagente interna 2; as alimentações do lado da amina e do lado do fosgênio convergem no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação 5 pelas respectivas passagens reagentes na pressão de transporte respectiva de cada matéria-prima, e passam por rápida mistura e reação, e a alta pressão das matérias-primas em cooperação com a rotação das engrenagens 7 e a engrenagem de acoplamento de transmissão 4 acionam a mistura da reação líquida para passar pelo cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 rapidamente, e entrar no vaso de reação a jusante para permitir que a reação prossiga até acabar. <Sequnda realizacão>

Com o reator como mostrado nas Fig. 1 e Fig. 2, uma amina(s) da estrutura geral (II) ou uma solução orgânica da(s) amina(s) é introduzida na caixa de câmbio 6 pela passagem reagente externa 3, e então jateada no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação 5 por meio das aberturas para a entrada de alimentação 8 em uma direção perpendicular à direção do fluxo que percorre a passagem reagente interna 2; ao mesmo tempo, fosgênio líquido puro ou uma solução de fosgênio é introduzido no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 pela passagem reagente interna 2; as alimentações do lado da amina e do lado do fosgênio convergem no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação 5 pelas respectivas passagens reagentes na pressão de transporte respectiva de cada matéria-prima, e passam por rápida mistura e reação, e a alta pressão das matérias-primas em cooperação com a rotação das engrenagens 7 e a engrenagem de acoplamento de transmissão 4 acionam a mistura da reação líquida para passar pelo cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 rapidamente, e entrar no vaso de reação a jusante para permitir que a reação prossiga até acabar. cTerceira Realizacão>

Com o reator como mostrado nas Fig. 3 e Fig. 4, uma amina(s) da estrutura geral (II) ou uma solução orgânica da amina(s) é introduzida no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 pela passagem reagente interna 2; ao mesmo tempo, fosgênio líquido puro ou uma solução de fosgênio é introduzido na caixa de câmbio 6 pela passagem reagente externa 3, e então jateado no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação 5 por meio das aberturas para a entrada de alimentação 8 em uma direção perpendicular à direção do fluxo que percorre a passagem reagente interna 2; as alimentações do lado da amina e do lado do fosgênio convergem no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação 5, pelas respectivas passagens reagentes na pressão de transporte respectiva de cada matéria-prima, e passam por rápida mistura e reação, e a alta pressão das matérias- primas em cooperação com a rotação das engrenagens 7 e a engrenagem de acoplamento de transmissão 4 acionam a mistura da reação líquida para passar peio cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 rapidamente, e entrar no vaso de reação a jusante para permitir que a reação prossiga até acabar. <Quarta Realizacão>

Com o reator como mostrado nas Fig. 3 e Fig. 4, uma amina(s) da estrutura geral (II) ou uma solução orgânica da amina(s) é introduzida na caixa de câmbio 6 pela passagem reagente externa 3, e então jateada no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação 5 por meio das aberturas para a entrada de alimentação 8 em uma direção perpendicular à direção do fluxo que percorre a passagem reagente interna 2; ao mesmo tempo, fosgênio líquido puro ou uma solução de fosgênio é introduzido no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 pela passagem reagente interna 2; as alimentações do lado da amina e do lado do fosgênio convergem no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação 5 pelas respectivas passagens reagentes na pressão de transporte respectiva de cada matéria-prima, e passam por rápida mistura e reação, e a alta pressão das matérias-primas em cooperação com a rotação das engrenagens 7 e a engrenagem de acoplamento de transmissão 4 acionam a mistura da reação líquida para passar pelo cabeçote de mistura tubular e de jato de reação 5 rapidamente, e entrar no vaso de reação a jusante para permitir que a reação prossiga até acabar.

Doravante a invenção será apresentada em mais detalhes por meio de exemplos, mas os exemplos não serão entendidos como limitadores da invenção de qualquer maneira.

Exemplo 1 Como mostrado na Fig. 1, um círculo de aberturas retangulares para a entrada de alimentação são dispostas na parede tubular do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, e o número de aberturas para a entrada de alimentação é 12. As aberturas para a entrada de alimentação estão alinhadas entre si e igualmente espaçadas na seção do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, isto é perpendicular à direção axial do reator. A razão de aspecto (comprimento/largura) da abertura retangular é cerca de 2:1. Duas engrenagens no total são montadas na caixa de câmbio, e o diâmetro de raiz das engrenagens é 1,5 vezes a dimensão do diâmetro externo do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação. O diâmetro interno do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é igual ao diâmetro interno da passagem reagente interna. A taxa rotacional do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é de 60 r/min, e a engrenagem de acoplamento de transmissão opera para cima e para baixo em uma frequência de 2 acionamentos por hora. São preparadas uma solução de tolueno diamina (TDA) (para o TDA usado aqui e abaixo, a razão de 2,4- a 2,6- isômeros é de 80/20) em o-diclorobenzeno (ODCB) em uma concentração em massa de 37% e uma solução de fosgênio (COC12) em ODCB em uma concentração em massa de 75%. A razão em massa de puro fosgênio para puro TDA é estabelecida em 3.8:1, e a taxa de alimentação de puro TDA é de 5 kg/h. A solução de fosgênio é introduzido na caixa de câmbio pela passagem reagente externa, e ainda injetada no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação por meio das aberturas para a entrada de alimentação. A solução TDA é introduzida no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação pela passagem reagente interna. A pressão de transporte de cada um dos dois fluxos de alimentação é de 7,5 bar. A temperatura da solução de fosgênio é cerca de 0°C, e a temperatura da solução TDA é cerca de 85°C. Os fluxos das alimentações são colocados em rápido contato e reagem entre si no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, e a mistura da reação líquida resultante sai do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação e vai para o reator em sequência, onde a mistura de reação seguinte é agitada em uma temperatura de cerca de 125°C por um tempo de residência de 45 min. O experimento mostra que o equipamento da reação do invento pode operar de maneira estável por 1000 horas sem interromper ou entupir o reator. A amostra da mistura de reação líquida é o vinho de cor vermelha, e claro e transparente com somente poucas matérias suspensas. O resultado da cromatografia líquida mostra uma seletividade de TDI de 97,2%.

Exemplo 2 Como mostrado na Fig. 3, dois círculos de aberturas retangulares para a entrada de alimentação são dispostos na parede tubular do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, e o número de aberturas para a entrada de alimentação por círculo é 12. Em cada círculo, as aberturas para a entrada de alimentação estão alinhadas entre si e igualmente espaçadas. A razão de aspecto (comprimento / largura) da abertura retangular é cerca de 2:1, e as aberturas são dispostas alternativamente nos círculos superior e inferior. Duas engrenagens no total são montadas na caixa de câmbio, e o diâmetro de raiz das engrenagens é 1,5 vezes a dimensão do diâmetro externo do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação. O diâmetro interno do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é igual ao diâmetro interno da passagem reagente interna. A taxa rotacional do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é de 60 r/min, e a engrenagem de acoplamento de transmissão opera para cima e para baixo em uma frequência de 6 acionamentos por hora. São preparadas uma solução de tolueno diamina (TDA) (para o TDA usado aqui e abaixo, a razão de 2,4- a 2,6- isômeros é de 80/20) em o-diclorobenzeno (ODCB) em uma concentração em massa de 42% e uma solução de fosgênio (COCI2) em ODCB em uma concentração em massa de 75%. A razão em massa de puro fosgênio para puro TDA é estabelecida em 4:1, e a taxa de alimentação de puro TDA é de 5 kg/h. A solução de fosgênio é introduzida na caixa de câmbio pela passagem reagente externa, e ainda injetada no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação por meio das aberturas para a entrada de alimentação. A solução TDA é introduzida no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação pela passagem reagente interna. A pressão de transporte de cada um dos dois fluxos de alimentação é de 7,5 bar. A temperatura da solução de fosgênio é cerca de 0°C, e a temperatura da solução TDA é cerca de 85°C. Os fluxos das alimentações são colocados em rápido contato e reagem entre si no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, e a mistura da reação líquida resultante sai do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação e vai para o reator em sequência, onde a mistura de reação seguinte é agitada em uma temperatura de cerca de 125°C por um tempo de residência de 45 min. e 20 seg. O experimento mostra que o equipamento da reação do invento pode operar de maneira estável por 1000 horas sem interromper ou entupir o reator. A amostra da mistura de reação líquida é o vinho de cor vermelha, e transparente com notáveis matérias suspensas. O resultado da cromatografia líquida mostra uma seletividade de TDI de 96,7%.

Exemplo 3 No reator usado neste exemplo, três círculos de aberturas retangulares para a entrada de alimentação são dispostas na parede tubular do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, e o número de aberturas para a entrada de alimentação por círculo, do lado superior para o lado inferior é de 24, 18, e 12, respectivamente. Em cada círculo, as aberturas para a entrada de alimentação estão alinhadas entre si e igualmente espaçadas, de maneira que as aberturas são expandidas ordenadamente do círculo do lado superior para o círculo do lado inferior e, por exemplo, as aberturas no primeiro círculo do lado superior estão na largura, enquanto as aberturas no segundo e terceiro círculos estão 4a/3 e 2a na largura, respectivamente. As aberturas são dispostas alternativamente em cada um dos dois círculos adjacentes. A razão de aspecto (comprimento/largura) das aberturas retangulares é cerca de 2:1. Um total de quatro engrenagens são montadas na caixa de câmbio, e o diâmetro de raiz das engrenagens é 1,5 vezes a dimensão do diâmetro externo do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação. O diâmetro interno do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é igual ao diâmetro interno da passagem reagente interna. A taxa rotacional do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é de 60 r/min, e a engrenagem de acoplamento de transmissão opera para cima e para baixo em uma frequência de 6 acionamentos por hora.

São preparadas uma solução de tolueno diamina (TDA) (para o TDA usado aqui e abaixo, a razão de 2,4- a 2,6- isômeros é de 80/20) em o-diclorobenzeno (ODCB) em uma concentração em massa de 25% e uma solução de fosgênio (COCI2) em ODCB em uma concentração em massa de 75%. A razão em massa de puro fosgênio para puro TDA é estabelecida em 3,5:1, e a taxa de alimentação de puro TDA é de 5 kg/h. A solução de fosgênio é introduzida na caixa de câmbio pela passagem reagente externa, e ainda injetada no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação por meio das aberturas para a entrada de alimentação. A solução TDA é introduzida no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação pela passagem reagente interna. A pressão de transporte de cada um dos dois fluxos de alimentação é de 7,5 bar. A temperatura da solução de fosgênio é cerca de 0°C, e a temperatura da solução TDA é cerca de 85°C. Os fluxos das alimentações são colocados em rápido contato e reagem entre si no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, e a mistura da reação líquida resultante sai do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação e vai para o reator em sequência, onde a mistura de reação seguinte é agitada em uma temperatura de cerca de 125°C por um tempo de residência de 40 min. e 20 seg. O experimento mostra que o equipamento da reação do invento pode operar de maneira estável por 1000 horas sem interromper ou entupir o reator. A amostra da mistura de reação líquida é o vinho de cor vermelha, e claro e transparente sem matérias suspensas. O resultado da cromatografia líquida mostra uma seletividade de TDI de 98,1%.

Exemplo 4 No reator usado neste exemplo três círculos de aberturas circulares para a entrada de alimentação são dispostos na parede tubular do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, e o número de aberturas para a entrada de alimentação por círculo, do lado superior para o lado inferior é de 24, 18, e 12, respectivamente. Em cada círculo as aberturas para a entrada de alimentação estão alinhadas entre si e igualmente espaçadas, de maneira que as aberturas são expandidas ordenadamente do círculo do lado superior para o círculo do lado inferior, e, por exemplo, as aberturas no primeiro círculo do lado superior estão na largura, enquanto as aberturas no segundo e terceiro círculos estão 4a/3 e 2a na largura, respectivamente. As aberturas são dispostas alternativamente em cada um dos dois círculos adjacentes. Duas engrenagens no total sendo montados na caixa de câmbio, e o diâmetro de raiz das engrenagens é 1,5 vezes a dimensão do diâmetro externo do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação. O diâmetro interno do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é igual ao diâmetro interno da passagem reagente interna. A taxa rotacional do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação é de 90 r/min, e a engrenagem de acoplamento de transmissão opera para cima e para baixo em uma frequência de 12 acionamentos por hora. É preparada uma solução de tolueno diamina (TDA) (para o TDA usado aqui e abaixo, a razão de 2,4- a 2,6- de isômeros é de 80/20) em o-diclorobenzeno (ODCB) em uma concentração em massa de 30% e uma solução de fosgênio (COC12) em ODCB em uma concentração em massa de 75%. A razão em massa de puro fosgênio para puro TDA é estabelecida em 3,5 : 1, e a taxa de alimentação de puro TDA é de 5 kg/h. A solução de fosgênio é introduzida na caixa de câmbio pela passagem reagente externa, e mais distante injetada no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação por meio das aberturas para a entrada de alimentação. A solução TDU é introduzida no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação pela passagem reagente interna. A pressão de transporte de cada um dos dois fluxos das alimentações é 7,5 bar. A temperatura da solução de fosgênio é cerca de 0°C, e a temperatura da solução TDU solução é cerca de 85°C. Os fluxos das alimentações são colocados em contato rápido e reagem entre si no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação, e a mistura de reação líquida resultante sai do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação e vai para o reator seguinte, onde a mistura de reação seguinte é agitada em uma temperatura de cerca de 125°C por um tempo de residência de 43 min. e 40 seg. O experimento mostra que o equipamento da reação do invento pode operar de maneira estável por 1000 horas sem interromper ou entupir o reator. A amostra da mistura de reação líquida é o vinho de cor vermelha, e claro e transparente sem matérias suspensas. O resultado da cromatografia líquida mostra uma seletividade de TDI de ^7,7%.

REIVINDICAÇÕES

Claims (19)

1. Reator de jato com orifício dinâmico, compreendendo um tubo interno de alimentação, um tubo externo de alimentação, um cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5), uma caixa de câmbio (6), um eixo de transmissão (1), e uma engrenagem de acoplamento de transmissão (4), caracterizado por que: o eixo de transmissão (1), o tubo interno de alimentação e o tubo externo de alimentação são montados coaxialmente do interior para o exterior em ordem, o tubo externo de alimentação comunica-se com a caixa de câmbio (6) sendo colocado acima e coaxialmente com relação à caixa de câmbio (6), pelo menos uma engrenagem (7) e o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) dotados de uma pluralidade de aberturas para a entrada de alimentação (8) sendo montados na caixa de câmbio (6), a(s) engrenagem(s) (7) se acoplam ao cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) por meio das aberturas para a entrada de alimentação (8), e também se acoplam à parede circunferencial interna da caixa de câmbio (8), existindo um caminho do eixo de engrenagens (10) para guiar na caixa de câmbio (6): o tubo interno de alimentação comunica-se com o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5), sendo colocado acima e coaxialmente com relação ao cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5); o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) é acionado pelo eixo de transmissão (1) e a engrenagem de acoplamento de transmissão (4) de maneira a girar no eixo, e aciona, por sua vez, a(s) engrenagem(s) (7) na caixa de câmbio (6) para girarem e rodarem; e a engrenagem de acoplamento de transmissão (4) pode fazer movimento alternativo para cima e para baixo no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5).

2. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que as aberturas para a entrada de alimentação (8) têm uma forma de seção transversal selecionada de um grupo que consiste de um retângulo ou de um retângulo arredondado, um quadrado ou de um quadrado arredondado, um triângulo, um diamante, um trapezoide, um polígono equilátero, um polígono não equilátero, um redondo ou uma elipse, de preferência um retângulo ou de um retângulo arredondado, ou um quadrado ou de um quadrado arredondado.

3. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado em que a pluralidade de aberturas para a entrada de alimentação (8) do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) é disposta em 1 a 20 círculos, de preferência 2 a 12 círculos, mais de preferência 3 a 8 círculos.

4. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado em que quando o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) for dotado de dois ou mais círculos de aberturas para a entrada de alimentação (8), as aberturas para a entrada de alimentação (8) em cada um dos dois círculos adjacentes são alinhadas ou colocadas de forma alternada entre si, de preferência colocadas alternadamente entre si, as aberturas para a entrada de alimentação (8) tendo os mesmos ou diferentes números, formato e tamanho entre os referidos dois círculos adjacentes, e o número das aberturas para a entrada de alimentação (8) por círculo é 8 a 40, de preferência 12 a 24.

5. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado em que o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) tem uma espessura de parede que varia ao longo de sua direção axial, mas tem um diâmetro interno constante, e de preferência, a espessura de parede da parte do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) em que são colocadas as aberturas para a entrada de alimentação (8) de 1 a 5 vezes, de preferência 1,5 a 3 vezes a espessura da parte mais baixa da extremidade de saída do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5).

6. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado em que o diâmetro interno da engrenagem (7) é 0,25 a 4 vezes, de preferência 0,5 a 2 vezes a dimensão do diâmetro externo da parte do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) onde as aberturas para a entrada de alimentação (8) são colocadas.

7. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado em que o número de engrenagem(s) (7) provido é de 1 a 8, de preferência 2, 4, 6 ou 8.

8. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, 6, e 7, caracterizado em que pelo menos um trilho corrediço que é igual ao cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) no comprimento é montado na parede interna do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5), de maneira que a engrenagem de acoplamento de transmissão (4) pode fazer movimento alternativo para cima e para baixo no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) enquanto a engrenagem de acoplamento de transmissão (4) continua rodando no eixo, e de preferência, 2 ou 3 trilhos corrediços são montados na parede interna do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5).

9. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado em que a engrenagem de acoplamento de transmissão (4) pode operar para cima e para baixo manual ou automaticamente, e de preferência, a engrenagem de acoplamento de transmissão (4) opera para cima e para baixo automaticamente: e a engrenagem de acoplamento de transmissão (4) opera com uma frequência de 1 vez ao dia a 1 vez por minuto, de preferência de 5 a 288 vezes ao dia, mais de preferência de 5 a 48 vezes ao dia, e de preferência, a engrenagem de acoplamento de transmissão (4) opera em uma frequência ajustável passo a passo por meio de uma caixa de transmissão.

10. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado em que o cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) gira no eixo a uma razão de 1 a 120 r/min, de preferência de 6 a 10 60 r/min.

11. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com a reivindicação 1 ou 10, caracterizado em que é formada uma passagem interna reagente (2) entre o eixo de transmissão (1) e o tubo interno de alimentação, e formada uma passagem externa reagente (3) entre o tubo interno de alimentação e o tubo externo de alimentação; e a razão da área da seção transversal da passagem reagente externa (3) para a da passagem reagente interna (2) é de 0,5 a 24 : 1, de preferência de 0,75 a 12:1, e mais de preferência, de 1 a 7,5:1.

12. Reator de jato com orifício dinâmico, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado em que a razão da área da seção transversal da passagem interna do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) para a da passagem reagente interna (2) é de 0,5 a 4:1, de preferência de 0,75 a 3:1.

13. Processo para a preparação de isocianatos alifáticos, alicíclicos ou aromáticos da fórmula geral (I) usando o reator de jato com orifício dinâmico de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 12, caracterizado em que R indica um radical hidrocarboneto alifático, alicíclico ou aromático, com a provisão que pelo menos dois átomos de carbono localizem-se entre quaisquer dois grupos NCO- adjacentes; e n ser 2, 3 ou 4, o processo compreendendo as etapas de: (a) introduzir uma ou mais amina da fórmula geral (II) ou uma sua solução orgânica no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação (5) pela passagem reagente interna (2); ou alternativamente, introduzir uma ou mais amina da fórmula geral (II) ou uma sua solução orgânica na caixa de câmbio (6) pela passagem reagente externa (3), e então injetar a amina ou a sua solução orgânica no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação (5) por meio das aberturas para a entrada de alimentação (8) em uma direção perpendicular à direção do fluxo que percorre a passagem reagente interna (2); (b) introduzir fosgênio líquido puro ou uma sua solução na caixa de câmbio pela passagem reagente externa (3), e então jatear o fosgênio líquido puro ou sua solução no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação (5) por meio das aberturas para a entrada de alimentação em uma direção perpendicular à direção do fluxo que percorre a passagem reagente interna (2); ou alternativamente, introduzir fosgênio líquido puro ou uma sua solução no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação (5) pela passagem reagente interna (2); e (c) convergir as alimentações do lado de amina e do lado de fosgênio no cabeçote rotativo de mistura tubular e de jato de reação (5) pelas respectivas passagens reagentes (2, 3) na pressão de transporte respectiva de cada matéria-prima, fazendo as alimentações passarem por rápida mistura e reação, e então passarem a mistura líquida de reação pelo cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) rapidamente para um vaso de reação em sequência para permitir que a reação prossiga até acabar.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado em que o isocianato da fórmula geral (I) é selecionado de um grupo que consiste de 2,4-/2,6- diisocianato de tolueno com uma razão dos isômeros variando de 100:0 a 80:20 ou 65:35, difenilmetano-4,4'- diisocianato, diciclohexil metano-4,4'-diisocianato, diisocianato de isoforona, hexametileno-1,6- diisocianato, 1,4 - ciclohexano diisocianato, 1,8 -diisocianato- 4- (isocianatometil) octano, tri- isocianato nonano, 1,4-butileno diisocianato, naftaleno diisocianato, p-fenileno diisocianato, benzeno dimetileno diisocianato, ciclohexano dimetileno diisocianato, trimetil-1,6- hexametileno diisocianato, tetrametil m-fenileno dimetileno diisocianato, dimetil bifenil diisocianato ou metil ciclohexil diisocianato, de preferência benzeno dimetileno diisocianato, difenilmetano-4,4'-diisocianato, ou diisocianato de tolueno, mais de preferência diisocianato de tolueno.

15. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado em que a amina orgânica da fórmula geral (II) é selecionada de um grupo que consiste de 2,4- 12,6-tolueno diamina com uma razão dos isômeros de 80:20 ou 65:35 ou pura 2,4- tolueno diamina, difenilmetano-4,4'-diamina, diciclohexil metano-4,4'-diamina, isoforona diamina, hexametileno-1,6-diamina, 1,4-ciclohexano diamina, 1,8-di-amino- 4-(aminometil) octano, tri-amino nonano, 1,4-diaminobutano, naftaleno diamina, p-fenileno diamina, benzeno dimetileno diamina, ciclohexano dimetileno diamina, trimetil-1,6-hexametileno-diamina, tetrametil m-fenileno dimetileno diamina, dimetil bifenil diamina ou metil ciclohexil diamina, de preferência benzeno dimetileno diamina, difenilmetano-4,4'-diamina, ou tolueno diamina, mais de preferência tolueno diamina.

16. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado em que nas etapas (a) e (b), a solução orgânica de amina e a solução de fosgênio são obtidas pela diluição da(s) amina(s) e do fosgênio com um solvente inerte selecionado de um grupo que consiste de benzeno, tolueno, clorobenzeno, o-diclorobenzeno, p-diclorobenzeno, bifenil cloreto, dialquil tereftalato, dietil ftalato ou qualquer de suas combinações; a solução orgânica de amina tem uma concentração que varia de 12,5 a 45 % em peso, de preferência de 15 a 25 % em peso; e a solução de fosgênio tem uma concentração não inferior a 60% em peso.

17. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 16, caracterizado em que a razão linear na direção axial do fluxo de alimentação que passa pela passagem reagente interna (2) é de 0,8 a 14,6 m/s, de preferência de 2,0 a 8,2 m/s; e a razão linear do fluxo de alimentação na passagem reagente externa (3) em que a alimentação é injetada verticalmente no cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) por meio das aberturas para a entrada de alimentação (8) é 1 a 9 vezes, de preferência 1,2 a 5,5 vezes tão rapidamente quanto a razão linear na direção axial do fluxo de alimentação que passa pela passagem reagente interna (2).

18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado em que a pressão de cada alimentação nas passagens reagentes interna e externa (2,3) é de 1 a 20 bar, de preferência de 5 a 15 bar; e no caso em que a área total da seção transversal das aberturas para a entrada de alimentação (8) forem maiores que a área da seção transversal da passagem reagente interna (2), a pressão do reagente no lado externo é elevada individualmente para garantir que a razão linear em que o reagente passa pelas aberturas para a entrada de alimentação (8) seja 1 a 9 vezes tão rápida quanto a razão linear em que o reagente flui na passagem reagente interna (2).

19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado em que a pressão na saída do cabeçote de mistura tubular e de jato de reação (5) é de preferência de 5 a 10 bar.