DD288594A5 - PROCESS FOR CLEANING ORGANIC ISOCYANATES OF HYDROLYZABLE CHLORINE COMPOUNDS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung organischer Isocyanate von hydrolysierbaren Chlorverbindungen, wie Toluylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat und Polymethylen-polyphenylen-polyisocyanat von chlorhaltigen Verbindungen. Die dabei gewonnenen aromatischen Isocyanate hohen Reinheitsgrades werden zur Herstellung hochreiner Diisocyanate sowie zur Herstellung von Polyurethansystemen mit verbesserten Verarbeitungs- und Produkteigenschaften verwendet. Dabei wird organisches Isocyanat in Gegenwart von 0,001 bis 1 Massenanteile in % an Ammoniumsalzen bei einer Temperatur von 473 bis 513 K einer thermischen Behandlung ausgesetzt. Die entstandenen leichtfluechtigen Chlorverbindungen werden anschlieszend durch Strippen mit Inertgas entfernt.{organische Isocyanate; Diphenylmethandiisocyanat; Polymethylen-polyphenylen-polyisocyanat; chlorhaltige Verunreinigungen; Reinigung; Strippen mit Inertgas; thermische Behandlung mit Ammoniumsalzen als Zusaetze}The invention relates to a process for purifying organic isocyanates of hydrolyzable chlorine compounds, such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and polymethylene polyphenylene polyisocyanate of chlorine-containing compounds. The high purity aromatic isocyanates obtained are used to produce high purity diisocyanates and to produce polyurethane systems with improved processing and product properties. Here, organic isocyanate in the presence of 0.001 to 1 parts by mass in% of ammonium salts at a temperature of 473 to 513 K subjected to a thermal treatment. The resulting volatile chlorine compounds are then removed by stripping with inert gas. {Organic isocyanates; diisocyanate; Polymethylene polyphenylene polyisocyanate; chlorine-containing impurities; Cleaning; Stripping with inert gas; thermal treatment with ammonium salts as additives}
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung organischer Isocyanate, wie Toluylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat und Polymethylen-polyphenyl-polylsocyanat, von hydrolysierbaren ChlorverbindungenThe invention relates to a process for the purification of organic isocyanates, such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and polymethylene polyphenyl polylsocyanate, of hydrolyzable chlorine compounds
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gereinigten Isocyanate besitzen verbesserte Eigenschaften bei der Lagerung und bei der Herstellung von Polyurethankunststoffen. ' _ The isocyanates purified by the process according to the invention have improved properties during storage and in the production of polyurethane plastics. '_
Organische Isocyanate, die durch Phosgenierung von Aminen hergestellt werden, enthalten in dar Regel eine Reihe von chlorhaltigen Verbindungen, die unerwünscht sind. Besonders in den Phosgenierungsprodukten von Anilin-Formaldehyd-Kondensation wird ein hoher Gehalt an diesen Produkten beobachtet. Die chemische Natur dieser Produkte ist sehr verschieden und wird analytisch durch die Bestimmung des Gehaltes an hydrolysierbarem Chlor erfaßt. Ein Teil dieser Verbindung erweist sich unter den Herstellungsbedingungen als relativ stabil und verbleibt auch nach einer Destillation in den Isocyanaten. Er beeinflußt die Stabilität, Farbhaltung und and« re Eigenschaften der Isocyanate ungünstig.Organic isocyanates prepared by phosgenating amines usually contain a number of chlorine-containing compounds which are undesirable. Especially in the phosgenation products of aniline-formaldehyde condensation, a high content of these products is observed. The chemical nature of these products is very different and is determined analytically by determining the content of hydrolyzable chlorine. A part of this compound proves to be relatively stable under the conditions of preparation and remains even after distillation in the isocyanates. It adversely affects the stability, color retention and other properties of the isocyanates.
Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, Möglichkeiten zur Entfernung der chlorhaltigen Verbindungen zu finden. So werden in den Patentschriften DE 1138040, DE 1286025, Nl 6411863, US 3264336 und DE 2210607 Behandlungen mit Metallen, Metalloxiden und Metallsalzen beschrieben. Diese Verfahren führen zu einer Reihe von technologi sehen Schwierigkeiten, die die Abtrennung der Metalle und Metallverbindungen aus den Isocyanaten oder die beschränkte Verwendbarkeit von metallhaltigen Isocyanaten bzw. metallhaltigen Destillationsrückständen botreffen.There has therefore been no lack of attempts to find ways to remove the chlorine-containing compounds. For example, the patent specifications DE 1138040, DE 1286025, NI 6411863, US 3264336 and DE 2210607 describe treatments with metals, metal oxides and metal salts. These processes lead to a number of technologi see difficulties that offer the separation of metals and metal compounds from the isocyanates or the limited usability of metal-containing isocyanates or metal-containing distillation residues.
Ähnliche Beschränkungen findet man auch bei der Verwendung anderer Zusätze, wie Imidazol (GB 1347 647), Schwefelsäure und deren Ester (GB 1459691) und Arylsulfonsäuren und deren Ester (GB 1458747).Similar limitations are found in the use of other additives such as imidazole (GB 1347,647), sulfuric acid and its esters (GB 1459691) and arylsulfonic acids and their esters (GB 1458747).
Aus der Patentschrift DE 1240849 ist bekannt, den Gehalt an hydrolysierbarem Chlor durch eine in bestimmter Weise durchgeführten Chloridhydrolyse zu beseitigen. In der DE 2 316 028 werden zum gleichen Zwecke Ameisensäure und Formamide empfohlen, allerdings nur für eine Anwendung bei Toluylendiisocyanat geprüft.From the patent DE 1240849 it is known to eliminate the content of hydrolyzable chlorine by a Chloridhydrolyse carried out in a certain way. In DE 2 316 028 formic acid and formamides are recommended for the same purpose, but tested only for use in tolylene diisocyanate.
Weiterhin hat sich herausgestellt, daß kurzzeitige thermische Behandlungen zwar die Sedimentbildung unterdrücken, aber nur unwesentlich den Gehalt an chlorhaltigen Verbindungen reduzieren. In der Regel wird dabei nur der Gehalt an leichtspaltbaren Chlorverbindungen vermindert, der analytisch als Acidität erfaßt wird (vgl. FR 1411934, GB 1015977, US 3 274225)Furthermore, it has been found that while short-term thermal treatments suppress the formation of sediment, they only insignificantly reduce the content of chlorine-containing compounds. In general, only the content of easily cleavable chlorine compounds is reduced, which is analytically detected as acidity (see FR 1411934, GB 1015977, US 3,272,425)
Die Wirksamkeit der Temperaturbehandlung6r> kann verbessert werden, wenn gleichzeitig mit Inertgas und/oder inerten Lösungsmitteln gestrippt wird (US 3219678, BE 659740, GB 1080717, US 3156950, GB1362708, US 3857871, GB 1114690, DD118105, GB 1384065, US4118286). The effectiveness of the thermal treatment can be improved when stripping simultaneously with inert gas and / or inert solvents (US 3219678, BE 659740, GB 1080717, US 3156950, GB1362708, US 3857871, GB 1114690, DD118105, GB 1384065, US4118286).
Hierbei wird vorzugsweise der Gehalt an leichtspaltbaren Chloric- bin'Jungen vermindert, die analytisch als Acidität erfaßt werden.In this case, the content of easily cleavable chlorobenzene is preferably reduced, which is detected analytically as acidity.
Es ist weiterhin bekaniv., Isocyanate durch spezielle Destillationstechniken (DE 2631168) oder Kristallisationsverfahren (DE 1950101, DE 2322574, DE 1938384 und DE 2532722) zu reinigen.It is further bekaniv., Isocyanates by special distillation techniques (DE 2631168) or crystallization process (DE 1950101, DE 2322574, DE 1938384 and DE 2532722) to clean.
Es wird deutlich, daß die Verfahren des Standes der Technik eine Reihe von prinzipiellen Nachteilen aufweisen, die vor allem die Wirksamkeit, die technologischen Aufwendungen, die Zugänglichkeit der empfohlenen Zusätze in den notwendigen Qualitäten sowie die Verwendbarkeit der Destillationsrückstände betreffen.It is clear that the prior art processes have a number of principal disadvantages, especially the effectiveness, the technological expenses, the accessibility of the recommended additives in the necessary qualities and the usability of the distillation residues.
Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, nach einem ökonomischen Reinigungsverfahren aus Roh-Isocyanaten bei reduziertem Zeit- und Energieaufwand insbesondere den Gehalt an chlorhaltigen Verbindungen weitgehend zu minimieren.The invention is based on the objective of minimizing, in particular, the content of chlorine-containing compounds, after an economical purification process from crude isocyanates with a reduced expenditure of time and energy.
Der Erfindung liegt zur Erreichung der Zielstellung die Aufgabe zugrunde, die möglichst vollständige wirksame Beseitigung von hydrolysierbaren Chlorverbindungen zu erreichen, um einen hohen Reinheitsgrad der Isocyanate durch deutliche Verbesserung der Kennwerte Acidität und hydrolysierbares Chlor zu gewährleisten.The invention is to achieve the objective of the object to achieve the fullest possible effective removal of hydrolyzable chlorine compounds in order to ensure a high degree of purity of the isocyanates by significantly improving the characteristics of acidity and hydrolyzable chlorine.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß chlorhaltige organische Isocyanate mit Ammoniumsalzen bei Temperaturen von 473 bis 513K unter Durchleiten eines Inertgases und/oder hochsiedender Lösungsmittel thermisch behandelt werden. Unter Ammoniumsalzen sind beliebige Salze des Ammoniaks mit anorganischen oder organischen Säuren zu verstehen. In der allgemeinen Formel (NH4InX stellt X einen ein- oder mehrwertigen Särerest dar. Beispiele für X sind:According to the invention the object is achieved in that chlorine-containing organic isocyanates are treated thermally with ammonium salts at temperatures of 473 to 513K while passing an inert gas and / or high-boiling solvent. Ammonium salts are to be understood as meaning any salts of ammonia with inorganic or organic acids. In the general formula (NH 4 I n X, X represents a mono- or polyvalent radical residue. Examples of X are:
bei erhöhten Temperaturen vorwiegend gemäß der DD 112462 mit NCO-Gruppen unter Abspaltung von Isocyansäure undat elevated temperatures predominantly according to DD 112462 with NCO groups with elimination of isocyanic acid and
wie Diphenylmethandiisocyanat und seine Mischungen mit Homologen.such as diphenylmethane diisocyanate and its mixtures with homologs.
1 Masseanteil in %, vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,2 Masseanteil in %. Man wählt in der Regel die kleinste notwendige1% by weight in%, preferably between 0.01 and 0.2% by weight in%. As a rule, one chooses the smallest one necessary
aus den molaren Verhältnissen an schwer hydrolysierbaren Chlorverbindungen zu Ammoniumgruppen, das zwischen 20 und 1 liegen sollte.from the molar ratios of difficultly hydrolyzable chlorine compounds to ammonium groups, which should be between 20 and 1.
zum Beispiel bei Diphenylmethandiisocyanat nach herkömmlichen Verfahren zwischen 7 und 10 Stunden. Gegenüber demfor example, in diphenylmethane diisocyanate according to conventional methods between 7 and 10 hours. Compared to the
allgemeinen zwischen 0,2 und 6 Stunden. Bei einer Temperatur von 498 K kann mit einer Behandlungszeit von 0,2 bis 3 Stunden gerechnet werden.general between 0.2 and 6 hours. At a temperature of 498 K, a treatment time of 0.2 to 3 hours can be expected.
werden. Es ist auch möglich, den Abbau spezieller Chlorverbindungen durch spektroskopische Methoden, zum Beispiel derbecome. It is also possible, the degradation of special chlorine compounds by spectroscopic methods, for example the
verwendeten Zusätze in den behandelten Isocyanaten verbleiben können. Aus der Reaktionsmischung können dann gegebenenfalls hochreine Diisocyanate, zum Beispiel Diphenylmethandiisocyanat, abdestilliert werden, wobei auch eineused additives may remain in the treated isocyanates. High-purity diisocyanates, for example diphenylmethane diisocyanate, may then optionally be distilled off from the reaction mixture, one of which may also be distilled off
oder Berieselungskolonnen eingesetzt werden. Bei Trennung beider Prozeßstufen sind für die Spaltreaktoren auchor sprinkler columns are used. When separating both process stages are also for the cleavage reactors
bis 333 K abgekühlt, um einer Sedimentation vorzubeugen.cooled to 333 K to prevent sedimentation.
geeignet ist das Verfahren für aromatische Isocyanate, wie Diphenylmethandiisocyanat, Polymethyl jn-polyphenylenpolyisocyanat und Toluylendiisocyanat.suitable is the process for aromatic isocyanates such as diphenylmethane diisocyanate, polymethyl-polyphenylenepolyisocyanate and toluene diisocyanate.
250 g Polymethylen-polyphenylen-polyisocyanat mit 70 Masseanteile in % Diphenylmethandiisocyanat, enthaltend 0,375 Masseanteile in % hydrolyslerbares Chlor und 0,105 Masseanteile in %, werden bei 333 K mit 0,2 g Ammoniumcarbonat versetzt und anschließend 30 min bei 498 K unter Durchleiten von Stickstoff thermisch behandelt. Nach dem Abkühlen erhält man folgende analytische Werte:250 g of polymethylene polyphenylene polyisocyanate with 70 parts by mass in% diphenylmethane diisocyanate, containing 0.375 parts by weight in% hydrolyslerbares chlorine and 0.105 parts by weight in%, are mixed at 333 K with 0.2 g of ammonium carbonate and then thermally for 30 min at 498 K while passing nitrogen treated. After cooling, the following analytical values are obtained:
0,170 Masseanteile in % hydrolysierbares Chlor, 0,018 Masseanteile in % Acidität.0.170 parts by weight in% hydrolyzable chlorine, 0.018 parts by weight in% acidity.
0,173 Masseanteile in % hydrolysierbares Chlor, 0,0064 Masseanteile in % Acidität.0.173 parts by weight in% hydrolyzable chlorine, 0.0064 parts by weight in% acidity.
250g Diphenylmethandiisocyanat, enthaltend 0,077 Masseanteile in % hydrolysierbares Chlor und 0,037 Masseanteile in % Acidität, werden mit 0,1 g Ammoniumhydrogencarbonat verletzt und 60min bei 498K thermisch behandelt und anschließend COmin bei 498K unter Durchleiten von Stickstoff die leichtflüchtigen chlorhaltigen Verbindungen entfernt. Γ lan erhält ein Produkt mit folgenden Daten:250 g of diphenylmethane diisocyanate containing 0.077% by weight of% hydrolyzable chlorine and 0.037% by weight of acidity are violated with 0.1 g of ammonium bicarbonate and thermally treated at 498K for 60 minutes and then the volatile chlorine-containing compounds are removed from COmin at 498K while nitrogen is passed through. Γ lan receives a product with the following data:
0,0083 Masseanteile in % hydrolysierbares Chlor, 0,0013 Masseanteile in % Acidität0.0083 parts by weight in% hydrolyzable chlorine, 0.0013 parts by weight in% acidity
Nach der Vakuumdestillation erhält man ein Diphenylmethandiisocyanat mit 0,0016 Masseanteilen in % hydrolysierbares Chlor und 0,0009 Masseanteilen in Prozent Acidität.After vacuum distillation, a diphenylmethane diisocyanate having 0.0016 mass% hydrolyzable chlorine and 0.0009 mass% acidity is obtained.
Claims (2)
Ammoniumsalzen einer thermischen Behandlung ausgesetzt wird und anschließend das Strippen nach bekannten Verfahren erfolgt.1. A process for the purification of organic isocyanates of hydrolyzable chlorine compounds by thermal treatment and stripping with inert gas at a temperature of 473 to 513 K, characterized in that the organic isocyanate in the presence of 0.001 to 1 parts by weight in%
Ammonium salts is subjected to a thermal treatment and then the stripping is carried out by known methods.
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Behandlung des organischen
Isocyanates in Gegenwart ν on 0,01 bis 0,2 Masseanteile in % Ammoniumsalze erfolgt.2. A process for the purification of organic isocyanates of hydrolyzable chlorine compounds
Claim 1, characterized in that the thermal treatment of the organic
Isocyanates in the presence ν on 0.01 to 0.2 parts by mass in% ammonium salts.
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Cited By (3)
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US6222066B1 (en) | 1999-03-30 | 2001-04-24 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for decreasing the chlorine content of organic isocyanates |
US6391161B1 (en) | 1999-03-30 | 2002-05-21 | Bayer Aktiengesellschaft | Method for reducing the chlorine content of low molecular weight isocyanates |
US6395925B1 (en) | 1999-05-17 | 2002-05-28 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for purifying organic isocyanates, the organic isocyanates so purified and their use |
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US6222066B1 (en) | 1999-03-30 | 2001-04-24 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for decreasing the chlorine content of organic isocyanates |
US6391161B1 (en) | 1999-03-30 | 2002-05-21 | Bayer Aktiengesellschaft | Method for reducing the chlorine content of low molecular weight isocyanates |
US6395925B1 (en) | 1999-05-17 | 2002-05-28 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for purifying organic isocyanates, the organic isocyanates so purified and their use |
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