CN117500584A - 用于制备异氰酸酯的反应器和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于至少一种有机胺的气相光气化的管式反应器，其包括·用于起始材料的至少一个入口装置，·具有内径Dri的外壳，·设置在一段外壳内的管状内套筒，其具有沿其纵轴的长度Ls和外径Dso，其中沿长度Ls的至少50％，具有内径Dri和外径Dso，通过以下方程Rd＝Dso/Dri计算的比率Rd为0.600至0.990，其中在内套筒和外壳之间存在间隙，并且其中将所述入口装置设置在所述外壳内。
Description
技术领域
本发明涉及用于至少一种有机胺的气相光气化的管式反应器，涉及利用这样的反应器通过有机胺的光气化生产异氰酸酯的方法，以及涉及优化用于至少一种有机胺的气相光气化的管式反应器的设计的计算机实施方法。
发明背景
异氰酸酯大量制备并且主要用作用于制备聚氨酯的起始材料。它们通常通过用化学计量过量的光气转化适当的胺来制备。胺的光气化可以在气相中用过量光气进行，光气通常与在反应过程中释放的气态氯化氢副产物一起回收。该反应的副产物可以在反应器壁上形成固体沉积物，这是连续气相光气化法的运行时间有限(例如由于反应器的维护停机时间)的主要原因之一。尽管努力使沉积物的形成最小化，但这在气相光气化反应中仍然是一个挑战。
EP1319655 A2和EP1449826 A1描述了在反应器内部使用内衬，以使由这样的固体沉积物引起的维护停机的持续时间最小化，并在更换结壳的内衬后能够更快地重新启动反应器。
在EP1449826 A1中公开了一种管式反应器，其固定在反应器壳体内并通过平行于管式反应器定向的多个喷嘴接收气态胺，同时经由喷嘴之间的剩余自由空间供入光气料流。
但是，这两个文献都没有提及内衬直径与反应器壳体直径的比率或在这两者之间形成的间隙的宽度。
WO2014006164A1公开了一种用于进行放热反应的反应器，其通常包括内壳，并且其中内壳与反应器外壁的内侧具有至少50mm的距离。内壳和在内壳与外壁之间形成的间隙提供隔热层，由此防止反应器壁处的过高温度，否则这可能引起反应器壁材料的脆化。但是，本发明的发明人已经发现，对于胺的气相光气化，内壳和反应器壁之间至少50mm的距离不是足以抑制反应器内的固体沉积物形成的参数。
本发明的一个目的是提供一种用于胺的光气化的反应器，其能够在气相中合成异氰酸酯，其中减少固体沉积物的形成，以使连续光气化操作可以在频率较低的工艺中断下运行。
附图简述
现在将出于说明而非限制的目的结合附图描述本发明，其中：
图1显示具有内套筒的管式反应器的示意图，其中虚线XI-XI代表内套筒的纵轴。
发明概述
本发明涉及一种用于至少一种有机胺的气相光气化的管式反应器，其包括
·用于起始材料的至少一个入口装置，
·具有内径Dri的外壳，
·设置在一段外壳内的管状内套筒，其具有沿其纵轴的长度Ls和外径Dso，
其中沿长度Ls的至少50％，具有内径Dri和外径Dso，通过以下方程Rd＝Dso/Dri计算的比率Rd为0.600至0.990，其中在内套筒和外壳之间存在间隙，并且其中将所述入口装置设置在所述外壳内。
此外，本发明涉及一种通过至少一种有机胺的光气化生产异氰酸酯的方法，其包括以下步骤
(i)提供胺的气态料流；
(ii)提供光气的气态料流；
(iii)将来自步骤(i)的胺料流和来自步骤(ii)的光气料流混合，并使所得混合物通过反应区以进行胺与过量光气的反应并获得气态反应产物混合物；
(iv)通过使其在骤冷区中与骤冷液接触而冷却在步骤(iii)中获得的反应产物混合物，以获得骤冷的产物混合物；和
(v)从步骤(iv)中获得的骤冷的产物混合物中分离异氰酸酯；
其特征在于步骤(iii)中的反应在本发明的管式反应器中进行。
发明详述
出于以下详述的目的，要理解的是，除了在任何操作实施例中或除非另行指明，在说明书和权利要求书中使用的表示例如成分量的所有数值包括“约”各数值。例如，如果描述了数值10，包括“10”以及“约10”。
在本发明中，以“x至y”的格式指定的任何数值范围包括指定的值。如果以这种格式指定了几个优选的数值范围，自然也包括通过组合不同端点创建的所有范围。
根据本发明，提及“包括”、“含有”等优选是指“基本由…组成”，并且非常特别优选“由…组成”。在专利权利要求书中、在各方面中和在说明书中提到的进一步实施方案可以根据需要组合，只要从上下文中没有明显看出相反的情况。
在本发明的上下文中，术语“反应区”被定义为在其中进行有机胺与优选过量光气的反应并在其后获得基本气态的反应产物混合物的区域。前一句中提到的术语“基本”优选被定义为所得气态反应产物混合物至少90重量％，优选至少99重量％为气态形式，相对于离开反应区并在进入骤冷区之前的反应混合物的质量流计。
在本发明的上下文中，每对Dri和Dso如下进行测定：
外壳的内径Dri等于最短直线段的长度，其中该最短直线段
·位于垂直于内套筒的纵轴的横截面内，
·穿过套筒的纵轴，和
·其端点在外壳的内壁上，
而内套筒的相应外径Dso等于直线段的长度，其中该直线段
·位于与Dri相同的横截面内，
·穿过套筒的这一纵轴，
·其端点在内套筒的外壁上，和
·在所述横截面内具有与Dri相同的取向。
在相同横截面内存在多于一个相同长度的具有不同取向的最短直线段的情况下，Dri的取向和因此Dso的取向应该是得到Dso的最高值的取向。
如果仍然存在多于一个取向以分别带来Dri的相同最低值和Dso的相同最高值——这在反应器几何非常规则的情况下(例如在圆柱形反应器中)可能发生，那些剩余取向应该被认为是等同的，并且可以选择那些剩余取向中的任一个以限定Dri和Dso并计算它们的比率Rd。
遵循用于测定Dri和Dso的这些规则，这些直径可以沿反应器呈现不同的值，因为反应器的内套筒和外壳都可能经历扩张或收缩，或它们可能具有不规则性，如凹陷、形状变化等，或者两者。
图1显示用于有机胺的气相光气化的管式反应器(1)的示意图，其中垂直虚线XI-XI代表内套筒的纵轴。
管式反应器(1)由具有内径Dri的外壳(2)和两个入口装置(3a)和(3b)组成，分别地一个入口装置用于光气，且一个入口装置用于至少一种有机胺。入口装置(3a)和(3b)被布置为形成至少部分位于内套筒内部的反应区。任选地，惰性气体可以与光气和/或所述至少一种有机胺一起供入反应器。在反应器(1)中，以在外壳(2)和内套筒(4)之间存在用于气态材料的间隙(5)的方式布置具有沿其纵轴(XI-XI)的长度Ls和外径Dso的管状内套筒(4)。套筒搁置在附接于外壳(2)内壁的支撑环(6)上。内套筒(4)的长度LS在其纵轴方向上从入口装置(3)附近的套筒顶部延伸到骤冷喷嘴(7)附近的底部。在骤冷喷嘴(7)的下游，反应器包括收集罐(8)，其具有用于液体反应产物的出口(9)和用于反应产物的气态部分的出口(10)。内套筒延伸经过的外壳区段由大括号(11)标示。
内套筒延伸穿过的外壳(2)的区段(11)具有与内套筒(4)的长度Ls相同的长度，并且对于沿所述区段的反应器的任何给定横截面，可以推导出直径Dso和Dri。在内套筒(4)和外壳(2)之间具有用于气态材料的间隙(5)并且其Dso使得在至少50％的内套筒长度Ls上通过以下方程Rd＝Dso/Dri计算的与内径Dri的比率Rd为0.600至0.990的反应器是根据本发明的反应器。
在管式反应器(1)的运行过程中，经由入口(3a)和(3b)供入至少一种有机胺蒸气、光气蒸气和任选的惰性气体，其中反应气体从顶部经过内套筒(4)的内部流到底部。反应区至少部分位于内套筒内。间隙(5)与内套筒的内部流体连通，以使少量反应气体可以进入和离开该间隙以使压力均衡和改进套筒的温度调节。在离开内套筒内部的空间后，反应混合物被快速冷却，优选通过经由骤冷喷嘴(7)用液体溶剂喷雾将其骤冷。在如此冷却时，反应混合物至少部分冷凝并进入收集罐(8)。在此，未冷凝的气体与反应混合物的液体和任选的固体部分分离。收集罐(8)中的反应混合物的液体和任选的固体部分经由用于液体反应产物的出口(9)离开。经由出口(10)离开的未冷凝气体料流通常在后续步骤中分离以回收未反应的光气和HCl，而经由出口(9)离开的液体料流通常在后续步骤中后处理以分离所形成的异氰酸酯作为所需反应产物并回收溶剂和/或光气。
本发明特别涉及以下方面：
1.一种用于至少一种有机胺的气相光气化的管式反应器(1)，其包括
·用于起始材料的至少一个入口装置(3a)，
·具有内径Dri的外壳(2)，
·设置在一段外壳内的管状内套筒(4)，其具有沿其纵轴的长度Ls和外径Dso，
其中沿长度Ls的至少50％，具有内径Dri和外径Dso，通过以下方程Rd＝Dso/Dri计算的比率Rd为0.600至0.990，其中在管状内套筒(4)和外壳(2)之间存在间隙(5)，并且其中入口装置(3a)设置在外壳(2)内。
2.根据方面1的反应器，其中沿内套筒(4)的长度Ls的至少70％，优选沿内套筒(4)的长度Ls的至少90％，更优选沿内套筒(4)的长度Ls的至少95％，且甚至更优选沿内套筒(4)的长度Ls的至少99％，Rd在0.600至0.990的范围内。
3.根据方面1或2的反应器，其中用于胺的入口装置(3a)包括环形间隙喷嘴。
4.根据方面1至2中任一项的反应器，其中内套筒和外壳(2)之间的间隙(5)的宽度与其在垂直于内套筒(4)的纵轴的给定横截面内的最窄宽度偏差不大于30％，优选不大于10％，且更优选不大于5％。
5.根据方面1至4中任一项的反应器，其中至少内套筒(4)，优选内套筒(4)和内套筒延伸经过的外壳区段(11)以120°或180°旋转对称。
6.根据方面1至5中任一项的反应器，其中至少内套筒(4)，优选内套筒(4)和内套筒延伸经过的外壳区段(11)是圆形对称的。
7.根据方面1至6中任一项的反应器，其中外壳(2)的在内套筒延伸经过的区段(11)内垂直于其纵轴的超过至少90％的横截面面积在75cm2至18000cm2，优选175cm2至5000cm2，更优选300cm2至3000cm2的范围内。
8.根据方面1至7中任一项的反应器，其中内套筒(4)在其沿气体流动路径的长度的至少70％上具有圆柱形状。
9.根据方面1至8中任一项的反应器，其中反应器(1)直立布置，其中纵轴优选从垂直方向倾斜10°或更小，更优选5°或更小，甚至更优选2°或更小，且最优选1°或更小的角度，并且所述至少一个入口装置(3a)位于反应器(1)的上部，以使气流方向是从顶部到底部的。
10.根据方面1至9中任一项的反应器，其中比率Rd在0.700至0.985的范围内，优选在0.750至0.980的范围内，且更优选在0.800至0.975的范围内。
11.根据方面1至10中任一项的反应器，其中外壳(2)和内套筒(4)由金属材料构成，优选钢、高级不锈钢、钛、镍或金属合金，包括但不限于包含铁和铬的镍合金，或包含钼和铬的镍合金。
12.根据方面1至11中任一项的反应器，其中内套筒(4)沿其纵轴的长度Ls为1.5x其最大直径Dso至150x其最大直径Dso，优选3x其最大直径Dso至100x其最大直径Dso，甚至更优选10x其最大直径Dso至70x其最大直径Dso，且最优选12x其最大直径Dso至50x其最大直径Dso。
13.根据方面1至12中任一项的反应器，其中存在于内套筒(4)和外壳(2)之间的间隙(5)的宽度在1至小于50mm，优选1至49mm，更优选2至48mm，甚至更优选4至45，且最优选8至40mm的范围内。
14.根据方面1至13中任一项的反应器，其中内套筒(4)在其下端成锥形向外张开以致在内套筒的最末端处，所述套筒的外径Dso比在内套筒的所述最末端处外壳(2)的内径Dri小4至40mm，优选6至20mm，且更优选6至10mm。
15.根据方面1至14中任一项的反应器，其中所述至少一个入口装置(3a)被布置为形成至少部分，优选基本完全，更优选完全在内套筒内部的反应区。
16.根据方面1至15中任一项的反应器，其进一步包括至少一个入口装置(3b)，其被布置为形成优选至少部分，更优选基本完全，甚至更优选完全在内套筒内部的反应区。
17.根据方面1至16中任一项的反应器，其进一步包括一个或多个骤冷喷嘴(7)，并且其中内套筒(4)的长度LS在其纵轴方向上从所述至少一个入口装置(3a)或所述入口装置(3)或所述至少一个入口装置(3a)和(3b)附近的套筒顶部延伸到骤冷喷嘴(7)附近的底部。
18.根据方面1至17中任一项的反应器，其进一步包括在骤冷喷嘴(7)下游的收集罐(8)，其具有用于液体反应产物的出口(9)和用于反应产物的气态部分的出口(10)。
19.一种通过至少一种有机胺的光气化生产异氰酸酯的方法，其包括以下步骤
(i)提供胺的气态料流；
(ii)提供光气的气态料流；
(iii)将来自步骤(i)的胺料流和来自步骤(ii)的光气料流混合，并使所得混合物通过反应区以进行胺与过量光气的反应并获得气态反应产物混合物；
(iv)通过使其在骤冷区中与骤冷液接触而冷却在步骤(iii)中获得的反应产物混合物，以获得骤冷的产物混合物；和
(v)从步骤(iv)中获得的骤冷的产物混合物中分离异氰酸酯，
其特征在于步骤(iii)中的反应在根据方面1至16中任一项的反应器(1)中进行。
20.根据方面19的方法，其包括以下附加步骤
(vi)停止光气化；
(vii)从反应器中移除内套筒(4)；
(viii)将新的或清洁的内套筒(4)插入反应器中；和
(ix)重新开始光气化。
21.根据方面19或20的方法，其中在光气化开始或重新开始之前，进行以下步骤
(x)限定待光气化的有机胺的类型和后续生产运行的所需吞吐量并提供这一信息；
(xi)分析步骤(x)中提供的信息以确定要使用的套筒尺寸和喷嘴位置；和
(xii)将如步骤(xi)中确定的套筒(4)和胺喷嘴安装到管式反应器中。
22.根据方面19至21中任一项的方法，其中所述反应混合物在离开内套筒(4)内部的空间后快速冷却，优选通过经由骤冷喷嘴(7)用液体溶剂喷雾将所述反应混合物骤冷。
23.根据方面19至21中任一项的方法，其中所述有机胺选自六亚甲基二胺、五亚甲基二胺和1-氨基-3,5,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷。
24.一种优化用于至少一种有机胺的气相光气化的管式反应器(1)的设计的计算机实施方法，所述方法包括以下步骤：
a.限定反应混合物在反应器的反应区中的所需停留时间；
b.由反应器几何和设想的工艺条件，包括温度、压力以及光气、胺和任选的惰性气体的进料料流计算理论停留时间；
c.比较所需停留时间和计算出的理论停留时间；
d.调节反应器设计直至计算出的理论停留时间落在所需停留时间的50％至200％，优选70％至150％的范围内；
e.根据调节后的反应器设计选择喷嘴位置和/或套筒以用于组装管式反应器，
其中所述组装的管式反应器(1)包括
·用于起始材料的至少一个入口装置(3a)，
·具有内径Dri的外壳(2)，
·设置在一段外壳内的管状内套筒(4)，其具有沿其纵轴的长度Ls和外径Dso，
并且其中沿长度Ls的至少50％，具有内径Dri和外径Dso，通过以下方程Rd＝Dso/Dri计算的比率Rd为0.600至0.990，其中在内套筒和外壳(2)之间存在间隙(5)，并且其中将入口装置(3)设置在外壳(2)内。
25.根据方面24的计算机实施方法，其中沿内套筒(4)的长度Ls的至少70％，优选沿内套筒(4)的长度Ls的至少90％，更优选沿内套筒(4)的长度Ls的至少95％，且甚至更优选沿内套筒(4)的长度Ls的至少99％，Rd在0.600至0.990的范围内。
26.根据方面24或25的计算机实施方法，其中用于胺的入口装置(3a)包括环形间隙喷嘴。
27.根据方面24至26中任一项的计算机实施方法，其中内套筒和外壳(2)之间的间隙(5)的宽度与其在垂直于内套筒(4)的纵轴的给定横截面内的最窄宽度偏差不大于30％，优选不大于10％，且更优选不大于5％。
28.根据方面24至27中任一项的计算机实施方法，其中至少内套筒(4)，优选内套筒(4)和内套筒延伸经过的外壳区段(11)以120°或180°旋转对称。
29.根据方面24至28中任一项的计算机实施方法，其中至少内套筒(4)，优选内套筒(4)和内套筒延伸经过的外壳区段(11)是圆形对称的。
30.根据方面24至29中任一项的计算机实施方法，其中外壳(2)的在内套筒延伸经过的区段(11)内垂直于其纵轴的超过至少90％的横截面面积在75cm2至18000cm2，优选175cm2至5000cm2，更优选300cm2至3000cm2的范围内。
31.根据方面24至30中任一项的计算机实施方法，其中内套筒(4)在其沿气体流动路径的长度的至少70％上具有圆柱形状。
32.根据方面24至31中任一项的计算机实施方法，其中反应器(1)直立布置，其中纵轴优选从垂直方向倾斜10°或更小，更优选5°或更小，甚至更优选2°或更小，且最优选1°或更小的角度，并且所述至少一个入口装置(3a)位于反应器(1)的上部，以使气流方向是从顶部到底部的。
33.根据方面24至32中任一项的计算机实施方法，其中比率Rd在0.700至0.985的范围内，优选在0.750至0.980的范围内，且更优选在0.800至0.975的范围内。
34.根据方面24至33中任一项的计算机实施方法，其中外壳(2)和内套筒(4)由金属材料构成，优选钢、高级不锈钢、钛、镍或金属合金，包括但不限于包含铁和铬的镍合金，或包含钼和铬的镍合金。
35.根据方面24至34中任一项的计算机实施方法，其中内套筒(4)沿其纵轴的长度Ls为1.5x其最大直径Dso至150x其最大直径Dso，优选3x其最大直径Dso至100x其最大直径Dso，甚至更优选10x其最大直径Dso至70x其最大直径Dso，且最优选12x其最大直径Dso至50x其最大直径Dso。
36.根据方面24至35中任一项的计算机实施方法，其中存在于内套筒(4)和外壳(2)之间的间隙(5)的宽度在1至小于50mm，优选1至49mm，更优选2至48mm，甚至更优选4至45，且最优选8至40mm的范围内。
37.根据方面24至36中任一项的计算机实施方法，其中内套筒(4)在其下端成锥形向外张开以致在内套筒的最末端处，所述套筒的外径Dso比在内套筒的所述最末端处外壳(2)的内径Dri小4至40mm，优选6至20mm，且更优选6至10mm。
38.根据方面24至37中任一项的计算机实施方法，其中所述至少一个入口装置(3a)被布置为形成至少部分，优选基本完全，更优选完全在内套筒内部的反应区。
39.根据方面24至38中任一项的计算机实施方法，其进一步包括至少一个入口装置(3b)，其被布置为形成优选至少部分，更优选基本完全，甚至更优选完全在内套筒内部的反应区。
40.根据方面24至39中任一项的计算机实施方法，其进一步包括一个或多个骤冷喷嘴(7)，并且其中内套筒(4)的长度LS在其纵轴方向上从所述至少一个入口装置(3a)或所述入口装置(3)或所述至少一个入口装置(3a)和(3b)附近的套筒顶部延伸到骤冷喷嘴(7)附近的底部。
41.根据方面24至40中任一项的计算机实施方法，其进一步包括在骤冷喷嘴(7)下游的收集罐(8)，其具有用于液体反应产物的出口(9)和用于反应产物的气态部分的出口(10)。
发现0.600至0.990的比率Rd可以减少在胺，且特别是二胺或多胺的气相光气化过程中的固体沉积物形成。当使用尺寸比Rd在这些边界外的反应器时，观察到沉积物的更快形成。不希望受制于理论，但对于高于0.990的直径比，与低于0.600的直径比Rd相比，沉积物形成的潜在原因似乎不同。本发明人已经发现有迹象表明，在高于0.990的比率Rd下，在内套筒上可形成冷点，导致沉积物的形成，和因此导致气体料流还在内套筒内部时的偏转。此外，具有如此高比率Rd的反应器在部件制造过程中以及在内套筒的安装和拆卸过程中需要高精度。在低于0.600的比率Rd下，原因似乎不同，因为主要在内套筒的下游观察到沉积物。在气相光气化反应器中形成的沉积物通常含有氨基甲酰氯、胺盐酸盐、异氰脲酸酯三聚物或低聚物、脲、碳二亚胺或简单的热分解产物。
为了实现本发明的效果，沿内套筒的长度Ls的至少50％，优选沿内套筒的长度Ls的至少70％，更优选沿内套筒的长度Ls的至少90％，甚至更优选沿内套筒的长度Ls的至少95％，且最优选沿内套筒的长度Ls的至少99％，Rd应该在根据本发明的范围内。
适用于胺的气相光气化的管式反应器是现有技术中已知的。优选地，它们在反应空间内不含任何活动件，反应空间被定义为反应器内部的空间，在此发生反应。通常，这些反应器是旋转对称的，优选圆形对称的管式反应器。旋转对称体(旋转对称性有时也被称为径向对称性)是在围绕其中心轴发生例如60°(6重旋转对称性)、90°(4重旋转对称性)、120°(3重旋转对称性)或180°(2重旋转对称性)的特定旋转后看起来相同的物体。当然，较高对称性的物体也包括相应的较低对称性，例如，具有6重对称性的物体也包括3重对称性和2重对称性，而具有8重对称性的物体也包括4重对称性和2重对称性。如果物体相对于围绕其中心轴的任何旋转角度旋转对称，则其是圆形对称体。因此，圆形对称是旋转对称的一种特殊情况。
本领域技术人员已知的是，在加工设备中，与完美对称形状总是存在小的偏差，例如由制造公差或例如由例如将过程控制设备附接到反应器所需的支架、凸缘或喷嘴引起。根据本发明，这些不应该被认为破坏反应器的整体旋转对称性。同样地，位于反应空间上游或下游的设备不应该被认为破坏反应器的对称性。
反应器(1)包括用于起始材料的至少一个入口装置(3)。优选地，反应器(1)包括用于添加至少一种有机胺的至少一个入口装置(3)，更优选正好一个入口装置(3a)，和用于添加光气的至少一个入口装置，更优选正好一个入口装置(3b)。因此，特别优选的是，反应器(1)包括不多于一个用于各反应物的入口装置(3)。在反应器运行过程中通过其添加胺的入口装置(3)的位置可以根据反应的需要选择。优选地，入口装置(3)至少部分地布置在内套筒内。反应器中更下游的位置将减少胺在反应区中的停留时间，而更上游的位置将增加停留时间。在计划部分负荷运行的情况下或在使用一个反应器生产需要不同停留时间的不同异氰酸酯的情况下，这可以是有用的参数。改变有机胺的进料点的位置能够改变停留时间而不影响太多其它参数。在将光气添加到气态胺料流中的情况下，可以相应地改变光气入口装置(3)的位置以调节光气在反应区中的停留时间。
在根据本发明的反应器(1)中，也可以通过用不同的内套筒替换给定的内套筒而在给定边界内改变内套筒(4)的直径，以根据反应的需要调节停留时间。但是，这也会影响其它工艺参数，如反应区内的气体速度、压降、混合时间等。
在根据本发明的反应器(1)的一个优选实施方案中，用于胺的入口装置(3a)包括环形间隙喷嘴。优选地，这种环形间隙喷嘴具有适用于将气态胺料流供入反应器的中心通道和适用于将惰性气体供入反应器的围绕该中心通道的环形通道。优选地，惰性气体是氮气或溶剂蒸气，溶剂蒸气包含氯苯和/或二氯苯。
关于本发明的反应器(1)，优选的是，至少内套筒(4)，优选内套筒(4)和内套筒延伸经过的外壳区段(11)是旋转对称的，优选相对于它们各自的纵轴以120°或180°旋转对称。甚至更优选地，至少内套筒(4)，优选内套筒(4)和内套筒延伸经过的外壳区段(11)相对于它们的纵轴圆形对称。在外壳的所述区段(11)内，外壳的垂直于其纵轴的横截面面积在75cm2至18000cm2，优选175cm2至5000cm2，更优选300cm2至3000cm2的范围内。
在根据本发明的反应器(1)的另一个优选实施方案中，内套筒(4)在其至少70％的长度Ls上具有圆柱形状。圆柱形状使返混量最小化，并且由此进一步减少反应区内的固体沉积物形成。
在根据本发明的反应器(1)的另一个优选实施方案中，反应器(1)直立布置，其中纵轴优选从垂直方向倾斜10°或更小，更优选5°或更小，甚至更优选2°或更小，且最优选1°或更小的角度。进一步优选的是，所述至少一个入口装置(3)位于反应器的上部，以使气流方向是从顶部到底部的。这样的布置防止重力对气流的负面影响，且由此使反应器被固体沉积物堵塞的风险最小化。
将内套筒固定在外壳中的方法是本领域技术人员已知的。例如，可以具有附接在内套筒处的凸缘，其从套筒向外延伸并且可以夹入外壳中的凸缘连接部。优选地，所述凸缘附接在套筒的上端。更优选地，反应器(1)配备有支撑架(6)或周向支撑梁(6)，套筒可以附接或搁置在其上，再次优选通过附接于套筒(4)上端的凸缘附接或搁置在其上。内套筒和/或反应器壁，优选内套筒，可以配备有间隔件，以实现内套筒在反应器外壁内的良好居中性。优选地，间隔件位于内套筒的外侧上。优选地，它们沿套筒的长度位于一个或多个水平，并且在这些水平的每一个中，优选存在围绕套筒的圆周优选均匀分布的三个或更多个，更优选三个这些间隔件。优选地，间隔件由绝缘材料组成以避免经由间隔件的热损失。
在根据本发明的反应器(1)的一个优选实施方案中，存在于反应器的内套筒(4)和外壳(2)之间的间隙(5)在一端，优选在套筒的上游端密封，而在另一端开放。这样的布置允许气体进入和离开间隙空间，而不会引起经过间隙(5)的实际流动。与反应区流体接触的气体填充间隙(5)可以提供热绝缘并带来许多优点：首先，在启动反应器或由于其它原因而改变工艺条件如温度、光气过量、压力或负荷之后，隔离的内套筒(4)将更快适应稳态温度分布。其次，该绝缘可以防止在内套筒(4)与反应区的界面处可能形成的并且可能是固体沉积物的形成原因的冷点。这样的冷点可能由外壳(2)的不完美绝缘引起，或由反应器外壳中的凸缘连接部等造成的散热引起。第三，流体连接使得气体能够进入或离开反应器的内套筒和外壁之间的间隙(5)，由此实现压力均衡，以使内套筒可以由相对较薄的材料制成。优选地，内套筒(4)的厚度≤10mm，更优选≤5mm，且最优选≤3mm。
在根据本发明的反应器(1)的另一个实施方案中，比率Rd在0.700至0.985的范围内，优选在0.750至0.980的范围内，且更优选在0.800至0.975的范围内。
优选地，内套筒(4)和外壳(2)之间的间隙(5)的宽度与其在垂直于内套筒(4)的纵轴的给定横截面内的最窄宽度偏差不大于30％，优选不大于10％，且更优选不大于5％。还优选地，Dri和Dso之间的差值沿长度Ls与其最小值的偏差不大于30％。在本发明中，间隙宽度应该从内套筒的纵轴沿径向测量。还优选的是，存在于内套筒(4)和外壳(2)之间的间隙(5)的宽度在1至小于50mm，优选1至49mm，更优选2至48mm，甚至更优选4至45，且最优选8至40mm的范围内。在间隙(5)宽于4mm的情况下，优选使用在其下端成锥形向外张开的套筒(4)，以致在内套筒的最末端处，套筒的外径Dso比该位置处的相应内径Dri小4至40mm，优选6至20mm，且更优选6至10mm。这能够实现更平滑的过渡并减少在内套筒(4)的出口处的循环和返混。
套筒的下端优选位于骤冷区处或其上游，优选位于骤冷区的上游，以使离开内套筒的反应气体直接通入所述骤冷区以快速冷却。该骤冷区配备有用于冷却液的入口(7)。优选地，骤冷区包括喷嘴(7)，经其可以将冷却液喷射到骤冷区中，以便快速冷却热反应气体混合物。在骤冷区的下游，通常存在收集罐(8)以收集反应器(1)的流出物。该收集罐还可用于将反应混合物的冷凝液体部分与剩余气体分离，并将它们分开转移到生产单元的各自后处理段。
在根据本发明的反应器(1)的进一步实施方案中，外壳(2)和内套筒(4)优选由金属材料构成。优选的金属材料是钢、高级不锈钢(例如1.4571、1.4401或1.4404类型)、钛、镍或金属合金，包括但不限于包含铁和铬的镍合金(Inconel)或包含钼和铬的镍合金(Hastelloy)。反应器的外壳(2)和/或内套筒(4)也可由上述材料的组合构成。例如，在高温区域中，可以使用具有最高温度和腐蚀稳定性的金属，而在较低温度的区域中，可以使用较低等级的材料。特别优选的金属材料是包含铁和铬的镍合金或包含钼和铬的镍合金。内套筒(4)可以不时更换，并且不需要实现与反应器的外壳(2)相同的寿命。基于经济考虑，因此其也优选由比反应器外壳低等级的材料制成。最优选地，内套筒由高级不锈钢制成。
优选地，内套筒(4)沿其纵轴的长度Ls为1.5x其最大直径Dso至150x其最大直径Dso，优选3x其最大直径Dso至100x其最大直径Dso，甚至更优选10x其最大直径Dso至70x其最大直径Dso，且最优选12x其最大直径Dso至50x其最大直径Dso。
本发明还提供了一种通过在气相中用光气转化胺而制备异氰酸酯的方法，其中该转化在根据本发明的反应器(1)中进行。根据本发明的方法的优点特别在于在需要维护停机之前的反应时间更长，同时由于在根据本发明的反应器(1)中使用内套筒，使得维护停机时间较短。
通过在气相中用光气转化胺而制备异氰酸酯是现有技术中已知的。例如，这样的方法描述在EP0289840 A1、EP1319655 A2、EP1555258 A1、EP144826 A1中，或最近描述在WO2019145380 A1中。
根据本发明的反应器(1)适用于有机胺，特别是具有伯氨基的有机胺的光气化。优选的是具有至少2个，特别优选2或3个可以键合到脂族、脂环族、芳脂族或芳族碳水化合物主链上的NH2基团的化合物。根据本发明，非常特别优选的是具有2个这样的NH2-基团的那些胺。实例和进一步优选的有机胺与下文列出的相同。
此外，本发明涉及一种通过至少一种有机胺的光气化生产异氰酸酯的方法，其包括以下步骤
(i)提供胺的气态料流；
(ii)提供光气的气态料流；
(iii)将来自步骤(i)的胺料流和来自步骤(ii)的光气料流混合，并使所得混合物通过反应区以进行胺与过量光气的反应并获得气态反应产物混合物；
(iv)通过使其在骤冷区中与骤冷液接触而冷却在步骤(iii)中获得的反应产物混合物，以获得骤冷的产物混合物；和
(v)从步骤(iv)中获得的骤冷的产物混合物中分离异氰酸酯；
其特征在于步骤(iii)中的反应在根据本发明的管式反应器(1)中进行。
在本发明的方法的一个实施方案中，有机胺例如选自2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷(PDA)、1,6-二氨基己烷(HDA)、1,11-二氨基十一烷、1-氨基-3,5,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷(IPDA)、双(对氨基环己基)甲烷(PACM)、1,5-二氨基-2-甲基戊烷、2,5-二氨基-2,5-二甲基己烷、1,4-二氨基环己烷、2,4-六氢甲苯二胺、2,6-六氢甲苯二胺(H6TDA)、1,3-双(氨基甲基)苯(m-XDA)、1,4-双(氨基甲基)苯(p-XDA)、双(氨基甲基)环己烷(H6XDA)的异构体、双(氨基甲基)降冰片烷(NBDA)的异构体、新戊二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺及其任何所需混合物。
用于在根据本发明的反应器(1)中光气化的优选有机胺选自2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、1,5-二氨基戊烷(PDA)、1,6-二氨基己烷(HDA)、1-氨基-3,5,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷(IPDA)及其任何所需混合物。
用于在根据本发明的反应器(1)中光气化的特别优选的有机胺选自1,5-二氨基戊烷(PDA)、1,6-二氨基己烷(HDA)和1-氨基-3,5,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷(IPDA)及其任何所需混合物。
同样优选地，有机胺是2,4-二氨基甲苯和2,6-二氨基甲苯的混合物。
在根据本发明的方法的进一步实施方案中，进入光气化反应器(1)的所有起始材料的水含量不大于2000ppm，优选不大于1000ppm，甚至更优选不大于500重量ppm，且最优选不大于300重量ppm。
在根据本发明的方法的进一步实施方案中，将起始胺蒸发并加热至200至600℃，优选加热至220至500℃，且更优选230至320℃，且最优选加热至270至310℃的温度，然后供入反应器(1)。任选地，胺可以与惰性物质如氮气或惰性溶剂，例如氯苯或二氯苯的蒸气混合。在使用具有惰性物质的混合物的情况下，上述温度适用于包含胺和惰性物质的整个料流。
同样将用于光气化反应的光气加热至200至600℃，优选加热至220至500℃，且更优选230至320℃，且最优选加热至270至310℃的温度，然后供入反应器(1)。任选地，如对胺所述，其也可以用惰性物质稀释。在使用具有惰性物质的混合物的情况下，上述温度适用于包含光气和惰性物质的整个料流。
在根据本发明的方法的进一步实施方案中，经由配备有同轴布置的平滑射流喷嘴的进料管将胺料流供入反应器(1)，而光气料流以通过围绕喷嘴形成的环形空间的方式供入反应器(1)。在由反应器(1)的内套筒限定的喷嘴下游的圆柱形空间中，这两个料流快速混合并发生反应。
一般而言，可以根据反应的需要选择喷嘴的位置。更下游的位置将减少胺在反应区中的停留时间，而更上游的位置将增加停留时间。在部分负荷运行的情况下或在使用一个反应器(1)生产需要不同停留时间的不同异氰酸酯的情况下，这可以是有用的参数。
在根据本发明的方法的进一步实施方案中，将环形间隙喷嘴安装在胺进料管上，所述环形间隙喷嘴具有经其将胺供入反应器(1)的内通道和经其将惰性气体料流，优选氮气料流供入反应器(1)的围绕内通道的环形通道。这样的布置减少喷嘴出口处的沉积物形成。优选地，在供入环形间隙喷嘴之前，将氮气料流加热至200至600℃，优选加热至220至500℃，且更优选230至320℃，且最优选加热至270至310℃的温度。
该反应在位于内套筒(4)内部的反应区中进行。优选进行反应以使胺在进入位于内套筒下游的骤冷区之前完全转化。在所述骤冷区中，进行快速冷却，优选通过使热反应气体与骤冷液接触。合适的骤冷液是有机溶剂或这些有机溶剂和要在该方法中制备的异氰酸酯的混合物。优选地，使用有机溶剂和要制备的异氰酸酯的混合物作为骤冷液。溶剂优选选自氯苯、邻二氯苯、对二氯苯、甲苯、二甲苯异构体和上述溶剂的混合物。特别优选的溶剂是氯苯和邻二氯苯。
骤冷区的构造和操作的选择原则上是现有技术中已知的。在本发明的上下文中也可以使用现有技术的装置和方法。骤冷区的可行配置公开在例如EP 1403248 A1和EP1935875 A1中。
在骤冷区中，反应产物至少部分冷凝并溶解到骤冷液中，从而与气态组分分离。这种粗制液体产物然后优选通过通常已知的方法进行后处理，包括在一系列精馏塔中的蒸馏步骤。
在例如需要维护工作的情况下，根据本发明的反应器(1)具有优点在于，内套筒在维护停机期间可以容易地从反应器中移除，以便清洁或更换新的内套筒。因此，在根据本发明的方法的进一步实施方案中，该方法包括以下附加步骤
(vi)停止光气化；
(vii)从反应器(1)中移除内套筒；
(viii)将新的或清洁的内套筒插入反应器(1)中；和
(ix)重新开始光气化。
根据本发明的反应器(1)是高度通用的，并且可用于生产不同类型的异氰酸酯或以不同的吞吐量生产。在胺的类型或吞吐量从一次运行到另一次运行改变的情况下，建议插入具有针对这些工艺条件定制的尺寸的套筒(4)和/或以实现反应混合物在反应区中的最佳停留时间的方式调节入口装置(3a)的胺喷嘴的位置。如果未知，最佳条件可以由在内套筒和/或喷嘴位置的不同组合下的一系列试验得出。通常，胺基团与光气反应形成异氰酸酯所需的停留时间在0.01至15秒之间，优选在0.02至2秒之间，这取决于所用胺的类型、起始温度、绝热温升、所用胺与光气的摩尔比、惰性气体对反应物的任何稀释和所选反应压力。技术人员已知的是，例如，芳族胺由于其对光气的反应性较低而需要比脂族胺更长的停留时间。
因此，在根据本发明的方法的进一步实施方案中，在开始光气化之前，进行以下步骤
(x)限定待光气化的有机胺的类型和后续生产运行的所需吞吐量并提供这一信息；
(xi)分析步骤(x)中提供的信息以确定要使用的套筒尺寸和喷嘴位置；和
(xii)将如步骤(xi)中确定的套筒和胺喷嘴安装到管式反应器(1)中。
如上文提到，优选通过调节喷嘴位置和/或套筒设计，可以在对特定有机胺的理想停留时间方面优化管式反应器(1)。为了实现反应器(1)的高效和优化设计，尤其合适的是使用信息技术支持来确定这样的反应器布局。
因此本发明进一步涉及一种优化用于至少一种有机胺的气相光气化的管式反应器(1)的设计的计算机实施方法，所述方法包括以下步骤：
a.限定反应混合物在反应器的反应区中的所需停留时间；
b.由反应器几何和设想的工艺条件，包括温度、压力以及光气、胺和任选的惰性气体的进料料流计算理论停留时间；
c.比较所需停留时间和计算出的理论停留时间；
d.调节反应器设计直至计算出的理论停留时间落在所需停留时间的50％至200％，优选70％至150％的范围内；
e.根据调节后的反应器设计选择喷嘴位置和/或套筒以用于组装管式反应器，
其中所述组装的管式反应器(1)优选包括
·用于起始材料的至少一个入口装置(3a)，
·具有内径Dri的外壳(2)，
·设置在一段外壳内的管状内套筒(4)，其具有沿其纵轴的长度Ls和外径Dso，
并且其中优选沿长度Ls的至少50％，具有内径Dri和外径Dso，通过以下方程Rd＝Dso/Dri计算的比率Rd为0.600至0.990，其中在内套筒和外壳(2)之间存在间隙(5)，并且其中将入口装置(3a)设置在外壳(2)内。
通过参考附图和实施例进一步例示本发明，但不限于此。
实施例:
通用程序:
在配备有内套筒(2mm壁厚)并预热至320℃的圆柱形管式反应器中进行气相光气化反应。反应器垂直布置，并将同轴喷嘴(胺喷嘴)布置在套筒内部的反应器轴上，其中出口流向下引导。将胺蒸发，过热至320℃，并经由胺喷嘴供入反应器。光气也预热至320℃并从反应器顶部供入内套筒内部的反应空间，以使其在胺喷嘴的外侧上经过胺喷嘴。将反应压力设定为300毫巴(g)，并将摩尔光气过量设定为140％。在内套筒的底端，将反应气体通入骤冷区，在此通过经由布置在反应器外壁处的一组喷雾喷嘴加入氯苯而将它们骤冷。为了在使用不同直径的套筒时在相同胺的光气化实验中保持相同的停留时间，通过将胺喷嘴定位在反应器中的不同高度来调节胺喷嘴和骤冷区之间的反应区的长度。这有助于单独观察由改变内套筒的直径造成的影响。由气体速度的相关变化造成的影响(其将另外引起停留时间的变化)通过这种方法大部分消除，因为停留时间保持不变。
值得注意的是，所选择的设置和运行条件没有针对光气化反应的长运行时间进行优化。唯一目的是孤立和观察内套筒的外径与反应器外壁的内径的不同直径比的影响。因此，绝对运行时间不能与先前文献中可能描述的绝对运行时间进行比较。
根据ISO 15028:2014测量粗产物的可水解氯含量。
通过气相色谱法测定粗制异氰酸酯的异氰酸氯烷基酯含量。
实施例1(对比)
具有内径为350毫米的外壳的管式反应器配备有外径为348毫米的圆柱形内套筒，以使直径比为0.992。如通用程序中所述使用六亚甲基二胺作为胺进行反应。在进入连续反应约1天，位于反应器外壁的温度探针记录到在400℃至420℃之间的温度波动，然后在45小时后测量温度降至358℃。此时，还观察到粗产物的异氰酸6-氯己酯(CHI)含量从小于0.2重量％增加到0.45重量％，并且粗产物的可水解氯(HC)含量增加。在55小时后，必须中止运行并打开反应器进行检查。首先观察到内套筒卡在反应器中，并且需要比任何其它测试的内套筒更大的力将其拉出。此外，在内套筒的一侧上发现较大块的固体。在其下游，在反应器套筒的整个圆周上观察到反应器套筒的蓝色变色。据推测，沉积物使气体料流偏转，且由此引起观察到的温度波动以及如变色所指示的套筒处的过高温度。
实施例2(对比)
具有内径为350毫米的外壳的管式反应器配备有外径为203毫米的圆柱形内套筒，以使直径比为0.579。如通用程序中所述使用六亚甲基二胺作为胺进行反应。在进入连续反应约46小时，粗产物变浑浊，带有固体粒子，并且反应区上的压差增加。此时，再次粗产物的CHI含量与前一天相比几乎翻倍，并且HC含量也增加。在72小时后，必须停止反应，并打开反应器进行检查。尽管胺喷嘴和内套筒的上部仅显示轻微沉积物，但在套筒的最末端和套筒末端正下游的反应器壁处发现大量褐色固体。没有观察到如对比实施例1中的套筒变色。
实施例3(本发明)
具有内径为350毫米的外壳的管式反应器配备有外径为252毫米的圆柱形内套筒，以使直径比为0.720。如通用程序中所述使用六亚甲基二胺作为胺进行反应，其中喷嘴位于比对比实施例2中更上游的位置。在进入连续反应约65小时，粗产物变浑浊，带有固体粒子，并且反应区上的压差增加。但是，CHI含量保持低于0.2重量％，并且在该时间点只有粗反应产物的HC含量增加。在87小时后，由于反应区上的压差过高，必须停止反应，并打开反应器进行检查。再次在套筒的最末端和套筒末端正下游的反应器壁处发现褐色固体的沉积物。没有观察到如对比实施例1中的套筒变色。
实施例4(本发明)
具有内径为350毫米的外壳的管式反应器配备有外径为334毫米的圆柱形内套筒，以使直径比为0.955。如通用程序中所述使用六亚甲基二胺作为胺进行反应。在100小时，该连续反应仍在运行中，其中反应区上的压差仍然完全在操作窗口内。粗反应产物的CHI和HC含量保持稳定并终止反应。在反应器和套筒的检查过程中，仅发现轻微沉积物。
实施例5(本发明)
具有内径为160毫米的外壳的管式反应器配备有外径为114毫米的圆柱形内套筒，以使直径比为0.711。如通用程序中所述使用五亚甲基二胺作为胺进行反应。该连续反应在其由于反应区上的压差太高而必须停止之前运行78小时。检查揭示在套筒的最末端和在套筒末端正下游的反应器壁处的褐色固体沉积物，类似于在实施例3中观察到的。
实施例6(本发明)
具有内径为160毫米的外壳的管式反应器配备有外径为139毫米的圆柱形内套筒，以使直径比为0.871。如通用程序中所述使用五亚甲基二胺作为胺进行反应。在130小时，该连续反应仍在运行中，其中反应区上的压差仍然完全在操作窗口内。终止反应并且在反应器和套筒的检查过程中，仅发现轻微沉积物。
Claims (15)
1.一种用于至少一种有机胺的气相光气化的管式反应器(1)，其包括
·用于起始材料的至少一个入口装置(3a)，
·具有内径Dri的外壳(2)，
·设置在一段外壳内的管状内套筒(4)，其具有沿其纵轴的长度Ls和外径Dso，
其中沿长度Ls的至少50％，具有内径Dri和外径Dso，通过以下方程Rd＝Dso/Dri计算的比率Rd为0.600至0.990，其中在管状内套筒(4)和外壳(2)之间存在间隙(5)，并且其中入口装置(3a)被设置在外壳(2)内。
2.根据权利要求1所述的反应器，其中沿内套筒(4)的长度Ls的至少70％，优选沿内套筒(4)的长度Ls的至少90％，更优选沿内套筒(4)的长度Ls的至少95％，且甚至更优选沿内套筒(4)的长度Ls的至少99％，Rd在0.600至0.990的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的反应器，其中用于胺的入口装置(3a)包括环形间隙喷嘴。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的反应器，其中所述内套筒和外壳(2)之间的间隙(5)的宽度与其在垂直于内套筒(4)的纵轴的给定横截面内的最窄宽度偏差不大于30％，优选不大于10％，且更优选不大于5％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的反应器，其中至少内套筒(4)，优选内套筒(4)和内套筒延伸经过的外壳区段(11)以120°或180°旋转对称，或其中内套筒(4)在其沿气体流动路径的长度的至少70％上具有圆柱形状。
6.根据权利要求1至56中任一项所述的反应器，其中比率Rd在0.700至0.985的范围内，优选在0.750至0.980的范围内，且更优选在0.800至0.975的范围内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的反应器，其中内套筒(4)沿其纵轴的长度Ls为1.5x其最大直径Dso至150x其最大直径Dso，优选3x其最大直径Dso至100x其最大直径Dso，甚至更优选10x其最大直径Dso至70x其最大直径Dso，且最优选12x其最大直径Dso至50x其最大直径Dso。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的反应器，其中存在于内套筒(4)和外壳(2)之间的间隙(5)的宽度在1至小于50mm，优选1至49mm，更优选2至48mm，甚至更优选4至45，且最优选8至40mm的范围内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的反应器，其进一步包括一个或多个骤冷喷嘴(7)，并且其中内套筒(4)的长度LS在其纵轴方向上从入口装置(3)附近的套筒顶部延伸到骤冷喷嘴(7)附近的底部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的反应器，其中所述至少一个入口装置(3a)被布置为形成至少部分，优选基本完全，更优选完全在内套筒内部的反应区。
11.一种通过至少一种有机胺的光气化生产异氰酸酯的方法，其包括以下步骤
(i)提供胺的气态料流；
(ii)提供光气的气态料流；
(iii)将来自步骤(i)的胺料流和来自步骤(ii)的光气料流混合，并使所得混合物通过反应区以进行胺与过量光气的反应并获得气态反应产物混合物；
(iv)通过使其在骤冷区中与骤冷液接触而冷却在步骤(iii)中获得的反应产物混合物，以获得骤冷的产物混合物；和
(v)从步骤(iv)中获得的骤冷的产物混合物中分离异氰酸酯，
其特征在于步骤(iii)中的反应在根据权利要求1至10中任一项所述的反应器(1)中进行。
12.根据权利要求11所述的方法，其包括以下附加步骤
(vi)停止光气化；
(vii)从反应器中移除内套筒(4)；
(viii)将新的或清洁的内套筒(4)插入反应器中；和
(ix)重新开始光气化。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中在光气化开始或重新开始之前，进行以下步骤
(x)限定待光气化的有机胺的类型和后续生产运行的所需吞吐量并提供这一信息；
(xi)分析步骤(x)中提供的信息以确定要使用的套筒尺寸和喷嘴位置；和
(xii)将如步骤(xi)中确定的套筒(4)和胺喷嘴安装到管式反应器中。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中所述有机胺选自六亚甲基二胺、五亚甲基二胺和1-氨基-3,5,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷。
15.一种优化用于至少一种有机胺的气相光气化的管式反应器(1)的设计的计算机实施方法，所述方法包括以下步骤：
a.限定反应混合物在反应器的反应区中的所需停留时间；
b.由反应器几何和设想的工艺条件，包括温度、压力以及光气、胺和任选的惰性气体的进料料流计算理论停留时间；
c.比较所需停留时间和计算出的理论停留时间；
d.调节反应器设计直至计算出的理论停留时间落在所需停留时间的50％至200％，优选70％至150％的范围内；
e.根据调节后的反应器设计选择喷嘴位置和/或套筒以用于组装管式反应器，
其中组装的管式反应器(1)包括
·用于起始材料的至少一个入口装置(3a)，
·具有内径Dri的外壳(2)，
·设置在一段外壳内的管状内套筒(4)，其具有沿其纵轴的长度Ls和外径Dso，
并且其中沿长度Ls的至少50％，具有内径Dri和外径Dso，通过以下方程Rd＝Dso/Dri计算的比率Rd为0.600至0.990，其中在内套筒和外壳(2)之间存在间隙(5)，并且其中入口装置(3)被设置在外壳(2)内。
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| US202163210145P | 2021-06-14 | 2021-06-14 | |
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| EP21183607.7 | 2021-07-05 | ||
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2022
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