DD295628A5 - METHOD FOR THE DISCONTINUOUS PREPARATION OF METHYLENDIANILIN / POLYAMINE MIXTURES - Google Patents

METHOD FOR THE DISCONTINUOUS PREPARATION OF METHYLENDIANILIN / POLYAMINE MIXTURES Download PDF

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DD295628A5
DD295628A5 DD29757186A DD29757186A DD295628A5 DD 295628 A5 DD295628 A5 DD 295628A5 DD 29757186 A DD29757186 A DD 29757186A DD 29757186 A DD29757186 A DD 29757186A DD 295628 A5 DD295628 A5 DD 295628A5
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formaldehyde
aniline
mda
polyamine
reaction
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DD29757186A
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Friedrich Stolze
Siegmund Pohl
Michael Gassan
Christian Ringel
Regina Hendreich
Klaus Deutschmann
Eberhard Sindermann
Ulrich Schoner
Juergen Winkler
Harald Mothes
Hilmar Boesel
Dieter Kaube
Volker Scharr
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Basf Schwarzheide Gmbh,De
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Herstellung von Methylendianilin/Polyamingemischen, das bei der Herstellung aromatischer Isocyanate angewendet wird. Dadurch, dasz 55% bis 85% der Formaldehydmenge bei der Temperatur 40C und 45% bis 15% der Formaldehydmenge im Temperaturbereich 60C bis 80C innerhalb von mindestens 10 min bis 30 min mit der im Kreislauf gefuehrten Reaktionsmischung in dem Mengenverhaeltnis 1 zu 10 bis 1 zu 300 bei der Turbulenz entsprechend der Reynoldzahl 10 000, insbesondere bei der Zugabe des letzten Teils der Formaldehydmenge, vermischt wird oder, dasz 70% bis 90% der 37%igen waeszrigen Formaldehydmenge innerhalb von mindestens 10 min bis 30 min und 30% bis 10% der Formaldehydmenge, die gegebenenfalls mit Wasser im Verhaeltnis 1 zu 1 bis 1 zu 5 verduennt ist, in mindestens 10 min bis 30 min dem Reaktionsgemisch zugegeben wird, wird erreicht, dasz nach einem leicht realisierbaren Verfahren diskontinuierlich Methylendianilin/Polyamingemische durch Kondensation von Anilin und Formaldehyd bei Einsatz eines relativ geringen Anilinanteils, bei einem Molverhaeltnis Anilin zu Formaldehyd 2,2 zu 1 und verminderter Bildung von N-Methyl-Verbindungen im Methylendianilin/Polyamingemisch hergestellt werden koennen.{Methylendianilin/Polyamingemische; diskontinuierliche Herstellung; Kondensation; Anilin; Formaldehyd; stufenweise Zugabe Formaldehyd; wenig Nebenprodukte; Isocyanatherstellung; Polyurethan}The invention relates to a process for the batch production of methylenedianiline / polyamine mixtures, which is used in the preparation of aromatic isocyanates. Characterized in that 55% to 85% of the formaldehyde amount at the temperature 40C and 45% to 15% of the amount of formaldehyde in the temperature range 60C to 80C within at least 10 minutes to 30 minutes with the recirculated reaction mixture in the ratio 1 to 10 to 1 to 300 at the turbulence corresponding to the Reynolds number 10 000, in particular at the addition of the last part of the formaldehyde, is mixed or, soz 70% to 90% of the 37% formaldehyde aqueous amount within at least 10 minutes to 30 minutes and 30% to 10% The amount of formaldehyde, which is optionally diluted with water in the ratio of 1 to 1 to 1 to 5, is added to the reaction mixture in at least 10 minutes to 30 minutes is achieved by discontinuing methylene dianiline / polyamine mixtures batchwise by condensation of aniline and formaldehyde by an easily realizable process when using a relatively low aniline content, with a molar ratio of aniline to formaldehyde 2.2 to 1 and reduced formation of N-methyl compounds in the methylenedianiline / polyamine mixture {methylenedianiline / polyamine mixtures; discontinuous production; Condensation; Aniline; Formaldehyde; gradually adding formaldehyde; few by-products; isocyanate; polyurethane}

Description

-2- 295 628 Darlegung des Wesens der Erfindung-2- 295 628 Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt zur Erreichung des Zieles die Aufgabe zugrunde, den sauren Kondensationsprozeß von Anilin und Formaldehyd durch Einhaltung spezieller technologischer Bedingungen zu steuern.The invention is to achieve the objective of the object to control the acidic condensation process of aniline and formaldehyde by adhering to special technological conditions.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß 65% bis 85% der Formaldehydmenge bei der Temperatur £40°C und Ί5% bis 15% der Formaldehydmenge im Temperaturbereich 26C0C bis s80°C innerhalb von mindestens 10min bis 30min mit der im Kreislauf geführten Reaktionsmischung in dem Mengenverhältnis 1 zu 10 bis 1 zu 300 bei der Turbulenz entsprechend der Reynoldzahl > 10000, insbesondere bei der Zugabe des letzten Teiles der Formaldehydmenge, vermischt wird oder, daß 70% bis 90% der 37%igen wäßrigen Formaldehydmenge unter adiabaten Reaktionsbedingungen innerhalb von mindestens 10min bis 30min und 30% bis 10% der Formaldehydmenge, die gegebenenfalls mit Wasser im Verhältnis 1 zu 1 bis 1 zu 5 verdünnt ist, in mindestens 10min bis 30min dem Reaktionsgemisch zugegeben wird. *According to the invention the object is achieved in that 65% to 85% of the amount of formaldehyde at the temperature ≤ 40 ° C and Ί5% to 15% of the amount of formaldehyde in the temperature range 26C 0 C to s80 ° C within at least 10min to 30min with the circulated Reaction mixture in the ratio of 1 to 10 to 1 to 300 in the turbulence corresponding to the Reynolds number> 10000, especially when adding the last part of the formaldehyde, or that 70% to 90% of the 37% aqueous formaldehyde amount under adiabatic reaction conditions within of at least 10 minutes to 30 minutes and 30% to 10% of the amount of formaldehyde, optionally diluted with water in a ratio of 1: 1 to 1: 5, is added to the reaction mixture in at least 10 minutes to 30 minutes. *

Bei der Zugabe von 55% bis 85% der Gesamtmenge an Formaldehyd bei einer Temperatur 5400C ist die Bildung von Nebenprodukten sehr gering und die Reaktionsmischung liegt als klare homogene Lösung vor. Überraschend ist, daß durch die Temperaturerhöhung auf a CO0C bis s 8O0C bei der Zugabe der Restmenge Formaldehyd nicht nur möglich ist, die Homogenität der Ri Ationslösung beizubehalten, sondern auch bei Einhaltung einer Formaldehyd-Gesamtdosierzeit von mindestens 10min bis 30 nun und einem Mengenverhältnis von Formaldehyd zu der im Kreislauf geführten Reaktionsmischung von 1 zu 10 bis 1 zu 300 die Entstehung von Nebenreaktionen zu minimieren.With the addition of 55% to 85% of the total amount of formaldehyde at a temperature of 540 0 C, the formation of by-products is very low and the reaction mixture is available as a clear homogeneous solution. It is surprising that the temperature increase to a CO 0 C to s 8O 0 C in the addition of the residual amount of formaldehyde is not only possible to maintain the homogeneity of the Ri Ationslösung, but also while maintaining a total formaldehyde dosage of at least 10min to 30 and To minimize the formation of side reactions in a quantitative ratio of formaldehyde to the circulated reaction mixture of 1 to 10 to 1 to 300.

Bei der diskontinuierlichen Aminknndensation, das heißt bei eine.n Verfahren, wobei ein Teil der einen Komponente allmählich der Gesamtmenge der anderen Komponente zugefügt wird, komr Η der Beherrschung der letzten Phase der Formaldehyd-Zugabe eine entscheidende Rolle zu.In batch amine condensation, that is, a process in which a portion of one component is gradually added to the total of the other component, control of the final phase of formaldehyde addition plays a crucial role.

Durch die erfindungsgemäße Reaktionsführung, das heißt durch d>e Verringerung der Formaldehydkonzentration pro Zeiteinheit in der letzten Zugabophase, wird die Bildung von N-Methyl-Verbindungen und Dichin, beziehungsweise deren Derivaten, sehr gering gehalten. Im Unterschied zu den Verfahren des Standes der Technik wird durch die orfindungsgemäße Reaktionsführuno sowohl die Bildung von Nebenreaktionen des Formaldehyds minimiert, als auch gleichzeitig eine problemlose technologische Beherrschung (unter anderem keine Ablagerunyen von polymeren Vorkondensaten in den Wärmeaustauschern und Mischeinrichtungen) des Prozesses gewährleistet.By the reaction according to the invention, that is by d> e reduction of the formaldehyde concentration per unit time in the last Zugabophase, the formation of N-methyl compounds and dichlorine, or their derivatives, is kept very low. In contrast to the methods of the prior art is minimized by the orführungsgemäße Reaktionsführuno both the formation of side reactions of formaldehyde, and at the same time a trouble-free technological control (including no Ablagerunyen of polymeric precondensates in the heat exchangers and mixing devices) of the process guaranteed.

Nach der üblichen vollständigen Umlagerung der noch im Reaktionsgemisch vorliegenden Aminobenzylanilin-Bindungen /u primären Aminen bei einer Temperatur von 80°C bis 1000C und einer Verweilzeit von 2 h bis 4 h, der Neutralisation des salzsauren Reaktionsgemisches, Waschen und anschließender destillativer Entfernung von Anilin und Restwasser erhält man ein MDA/ Polyamingemisch mit einem sehr geringen Gehalt an N-Methyl-MDA beziehungsweise höherkernigen Oligomeren und Dichin beziehungsweise dessen Derivaten. Das so erzeugte MDA/Polyamingemisch läßt sich problemlos in einem inerten Lösungsmittel phosgenieren und weist bezüglich des Gehaltes an chlorenthaltenden Verbindungen eine wesentlich verbesserte Qualität auf.After the usual complete rearrangement of present in the reaction mixture Aminobenzylanilin bonds / u primary amines at a temperature of 80 ° C to 100 0 C and a residence time of 2 h to 4 h, the neutralization of the hydrochloric acid reaction mixture, washing and subsequent removal by distillation of Aniline and residual water to obtain an MDA / polyamine mixture with a very low content of N-methyl-MDA or higher-nuclear oligomers and dichlorine or its derivatives. The MDA / polyamine mixture thus produced can be readily phosgenated in an inert solvent and has a significantly improved quality with regard to the content of chlorine-containing compounds.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für alle Anilin-Formaldehyd-Molverhältnisse von 1,4 bis 4 zu 1 anwendbar und bringt bei Verhältnissen von 1,6 bis 2,2 zu 1 besondere Vorteile. Das Molverhältnis Säure zu Anilin kann entsprechend dem gewünschten Isomerenverhältnis zwischen 0,3 und 0,9 variiert werden, wobei vorzugsweise Salzsäure als saurer Katalysator verwendet wirdThe process of the invention is applicable to all aniline-formaldehyde molar ratios of 1.4 to 4 to 1 and brings particular advantages at ratios of 1.6 to 2.2 to 1. The molar ratio of acid to aniline can be varied according to the desired isomer ratio between 0.3 and 0.9, wherein preferably hydrochloric acid is used as the acidic catalyst

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß The advantages of the method according to the invention are that

- der Gehalt an Nebenprodukten im MDA/Polyamingemisch minimiert und damit die Isocyanatqualität bezüglich des Gehaltes tin chlorenthaltenden Verbindungen wesentlich verbessert wird,minimizes the content of by-products in the MDA / polyamine mixture and thus substantially improves the isocyanate quality with respect to the content of chlorine-containing compounds,

- Ablagerungen von polymeren Zwischenprodukten vermieden werden, wodurch die Laufzeit einer großtechnischen Anlage infolge des störfreien Betriebes bedeutend erhöht wird.- Deposits of polymeric intermediates are avoided, whereby the term of a large-scale plant is significantly increased due to the interference-free operation.

Die Erfindung wird nachstehend mit Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with exemplary embodiments.

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

In einem Reaktorsystem, bestehend aus Reaktor, äußerem Produktkreislauf mit Wärmeaustauscher und Umwälzpumpe, Formalin-Vorratsgefäß und Mischeinrichtung, werden 18,6kg Anilin vorgelegt und nach Inbetriebnahme des Kreislaufes 9,3kg Salzsäure (31,5%ig) stetig zugegeben. Durch die Zirkulation über den außen angeordneten Wärmeaustauscher wird eine Temperatur von 5O0C bis 6O0C gehalten und nach Beendigung der Salzsäurezugabe eine Temperatur von 400C eingestellt. Die zirkulierende Kreislaufmenge wird mittels der Umwälzpumpe so eingestellt, daß das Mengenverhältnis Kreislaufprodukt zu der Formalinmenge 30 zu 1 beträgt. Anschließend erfolgt die stetige Zugabe von 8,11 kg Formalin (3?%ig, Temperatur = 3O0C) innerhalb 10min mit Hilfe von Stickstoff (0,9 MPa) in das Kreislaufprodukt mittels einer Mischeinrichtung, so daß eine Turbulenz mit einer Reynoldzahl von ca. 10000 erzeugt wird.In a reactor system consisting of reactor, external product cycle with heat exchanger and circulation pump, formalin storage vessel and mixer, 18.6 kg of aniline are submitted and after start-up of the circuit 9.3 kg of hydrochloric acid (31.5% strength) added steadily. By the circulation through the heat exchanger arranged outside, a temperature of 5O 0 C to 6O 0 C is maintained and after completion of the addition of hydrochloric acid, a temperature of 40 0 C is set. The circulating cycle amount is adjusted by means of the circulation pump so that the amount ratio of the cycle product to the amount of formalin is 30 to 1. This is followed by the steady addition of 8.11 kg of formalin (3?% Strength, temperature = 3O 0 C) within 10 minutes by using nitrogen gas (0.9 MPa) in the circulatory product by means of a mixing device, so that turbulence at a Reynolds number of about 10000 is generated.

Die Temperaturführung während der Formalin-Zugabe wird so gestaltet, daß 85% der Formalinmenge (6,08kg) bei 4O0C und nach Aufheizen auf 80°C die Restmenge bei dieser Temperatur zugegeben wird. Nach Beendigung der Formalin-Zugabe wird das Reaktionsgemisch auf 85°C his 95°C erwärmt und 120min bei dieser Temperatur gehalten. Anschließend auf 7O0C abgekühlt, mit übarschüssiger Natronlauge neutralisiert, die organische Phase abgetrennt, mit Wasser praktisch chloridfrei gewaschen und dann das überschüssige Anilin und gelöstes Wasser durch schonende Destillation entfernt.The temperature control during the formalin addition is designed so that 85% of of formalin (6,08kg) at 4O 0 C and after heating to 80 ° C, the remaining quantity is added at this temperature. After completion of the formalin addition, the reaction mixture is heated to 85 ° C to 95 ° C and held at this temperature for 120min. Then cooled to 7O 0 C, neutralized with umbarschüssiger sodium hydroxide solution, the organic phase separated, washed with water virtually free of chloride and then removed the excess aniline and dissolved water by gentle distillation.

Das so erhaltene MDA/Polyamingemisch wird durch folgende Analysenkennzahlon charakterisiert:The resulting MDA / polyamine mixture is characterized by the following analytical code:

MDA 3-Kern 4-Kern 5-10-KernMDA 3-core 4-core 5-10 core

64,5% 22,3% 8,1% 5,1% (durch GPC ermittelt, Angabe in Gew.-%)64.5% 22.3% 8.1% 5.1% (determined by GPC, in% by weight)

MDA-Isomerenver'.eilung einschließlich N-Methyl-MDAMDA isomeric mixture including N-methyl-MDA

W 2^ 4^ N-Methyl-MDA W 2 ^ 4 ^ N-methyl-MDA

0,2% 7,5% 92,1% 0,2% (durch GC ermittelt, Angabe in Gew.-%)0.2% 7.5% 92.1% 0.2% (determined by GC, reported in% by weight)

0,6 Gew.-% Dichin (mittels UV-Messung)0.6% by weight of dichlorine (by UV measurement)

100mPasViskosität/70°C100mPasViskosität / 70 ° C

Ausführungsbelsplel 2Implementation Bills 2

Analog dem Ausführungsbeispiel 1 wird aus 16,74 kg Anilin und 8,37 kg 31,5%iger Salzsäure eine Anilinhydrochloridmischung hergestellt, auf 300C abgekühlt und 4,46 kg 37%iges Formalin (55% der Gesamtmenge) bei dieser Temperatur innerhalb 15min stetig bei einer Turbulenz der Reynoldzahl ca. 10000 zugegeben. Das Mengenverhältnis Kreislaufprodukt zu Formalin beträgt 300 zu 1. Nach Aufheizen auf 6O0C wird die restliche Menge an Formalin ebenfalls in 15min zudosiert. Nach den entsprechenden Vtnahrensstufen erhält man ein MDA/Polyamingemisch mit folgenden Analysenwerten:Analogously to Example 1, an aniline hydrochloride mixture is prepared from 16.74 kg aniline and 8.37 kg 31.5% hydrochloric acid, cooled to 30 0 C and 4.46 kg 37% pure formalin (55% of the total) at this temperature within 15min continuously with a turbulence of Reynolds number about 10000 added. The amount of circulating product to formalin is 300 to 1. After heating to 6O 0 C, the remaining amount of formalin is also added in 15min. After the appropriate steps, an MDA / polyamine mixture with the following analytical values is obtained:

MDAMDA 3-Kern3-core 4-Kern4-core 5-10-Kern5-10-core 54,7%·54.7% · 23,6%23.6% 11,7%11.7% 10,0% (mittels GPC ermittelt, Angabe in Gew.-%)10.0% (determined by GPC, data in% by weight) MDA-Isomerenverteilung einschließlich N- 2,2' 2,4' 4,4'MDA isomer distribution including N- 2,2 '2,4' 4,4 ' Methyl-MDA N-Methyl-MDAMethyl-MDA N-methyl-MDA

0,1% 4,7% 94,9% 0,3% (durch GC ermittelt. Angabe in Gew.-%)0.1% 4.7% 94.9% 0.3% (determined by GC, reported in% by weight)

0,8Gew.-%Dichin (mittels UV-Messung)0.8% by weight of dichlorine (by UV measurement)

230mPasViskosität/70°C230mPasViskosität / 70 ° C

Ausführungsbeispiel 3Embodiment 3

In einem mit mechanischem Rührer, Rückflußkühler, Thermometer und einer Zuleitung für die Formaldehydlösung ausgestatteten Reuktor werden 167,4g Anilin und 83,4g 31,5%ige Salzsäuro miteinander vermischt und auf 400C abgekühlt. Danach werden 56,8g einer 37%igen wäßrigen Formaldehydlösung (entspricht 70% der Gesamtmenge an Formaldehyd) dem Reaktionsgemisch mittels einer Dosierpumpe innerhalb 10min tropfenweise unter intensivem Rühren zugegeben und der Rest von 24,3g Formaldehydlösung ebenfalls in 10min (Mclverhältnis Anilin zu Formaldehyd 1,8 zu 1). Nach beendeter Formaldehydzugabe wird das Reaktionsgemisch 3 h bei 950C gehalten, auf 70°C abgekühlt, mit überschüssiger Natronlauge neutralisiert, die organische Phase abgetrennt, mit Wasser praktisch chloridfrei gewaschen und dann das überschüssige Anilin und gelöstes Wasser durch schonende Destillation entfernt. Das so erhaltene MDA/Polyamingemisch wird durch folgende Analysenkennzahlen charakterisiert:In a equipped with mechanical stirrer, reflux condenser, thermometer and a line for the formaldehyde solution Reuktor 167.4g aniline and 83.4g 31.5% hydrochloric acid are mixed together and cooled to 40 0 C. 56.8 g of a 37% strength aqueous formaldehyde solution (corresponding to 70% of the total amount of formaldehyde) are added dropwise to the reaction mixture by means of a metering pump within 10 minutes with vigorous stirring and the remainder of 24.3 g of formaldehyde solution is likewise added in 10 minutes (aniline to formaldehyde 1 molar ratio). 8 to 1). After completion of addition of formaldehyde, the reaction mixture is maintained at 95 0 C for 3 h, cooled to 70 ° C, neutralized with excess sodium hydroxide solution, the organic phase separated, washed with water virtually free of chloride and then removed the excess aniline and dissolved water by gentle distillation. The resulting MDA / polyamine mixture is characterized by the following analytical parameters:

MDAMDA 3-Kern3-core 4-Kern4-core 5-10-Kern5-10-core 54,9%54.9% 23,3%23.3% 11,3°/11.3 ° / 10,5% (mittels GPC, Angabe in Gew.-%)10.5% (by GPC, by weight) MDA-Isomerenverteilung einschließlich N-Methyl 2,4' 4,4' N-Methyl-MDAMDA isomer distribution including N-methyl 2,4 ', 4,4' N-methyl-MDA -MDA-MDA

4,52% 95,23% 0,25% (durch GC ermittelt. Angabe in Gew.-%)4.52% 95.23% 0.25% (determined by GC, reported in% by weight)

0,95 Gew.-% Dichin (mittels UV-Messung)0.95% by weight of dichlorine (by UV measurement)

250 mPasViskosität/70°C250 mPas viscosity / 70 ° C

Dieses MDA/Polyamingemisch wird in Monochlorbenzen gelöst und phoogeniert. Bei der Phosgenierung erhält man eine helle chlorbenzenische Reaktionslösung, die frei von Abscheidungen ist. Nach der destillativen Aufarbeitung werden folgende Analysenwerte ermittelt: 0,23Gew.-% hydrolysierbares Chlor 150 mPasViskosität/25°CThis MDA / polyamine mixture is dissolved in monochlorobenzene and phogenated. In the phosgenation, a bright chlorobenzene reaction solution is obtained which is free from deposits. After working up by distillation, the following analytical values are determined: 0.23% by weight of hydrolyzable chlorine 150 mPas viscosity / 25 ° C.

Ausführungsbeispiel 4Embodiment 4

Das Verfahren von Ausführungsbeispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die Zupabe der Formaldehydiösung so erfolgt, daß 90% (73g) in 30min zugegeben wird und der Rest (8,1 g) ebenfalls in 30min. Nach den entsprechenden Vorfahrensstufen erhält man ein MDA/Polyamingemisch mit folgenden Kennwerten:The procedure of Example 1 was repeated except that the addition of the formaldehyde solution was such that 90% (73 g) was added in 30 minutes and the remainder (8.1 g) was also added in 30 minutes. After the corresponding precursor stages, an MDA / polyamine mixture with the following characteristics is obtained:

MDA 3-Kern 4-Kern 5-10-KernMDA 3-core 4-core 5-10 core

55,6% 23,0% 11,3% 10,1% (mittels GPC, Angabe in Gew-%)55.6% 23.0% 11.3% 10.1% (by GPC, in% by weight)

MDA-Isomerenverteilung einschließlich N-Methyl-MDA 2,4' 4,4' N-Methyl-MDAMDA isomer distribution including N-methyl-MDA 2,4 ', 4,4'-N-methyl-MDA

4,74% 95,08% 0,18% (durch GC ermittelt, Angabe in Gew.-%)4.74% 95.08% 0.18% (determined by GC, reported in% by weight)

0,89 Gew.-% Dichin (mittels UV-Messung)0.89% by weight of dichlorine (by UV measurement)

220 mPasViskosität/70°C220 mPas viscosity / 70 ° C

Nach der Phosgenierung und Aufarbeitung werden bei der analytischen Charakterisierung folgende Kennwerte erhalten:After phosgenation and work-up, the following characteristics are obtained in the analytical characterization:

0,2Gew.-% hydrolysierbares Chlor0.2% by weight of hydrolyzable chlorine

125mPasViskosität/25°C125mPasViskosität / 25 ° C

Ausführungsbeispiel 5Embodiment 5 In der gleichen Apparatur wie in den Ausführungsbeispielen 3 und 4 werden 158,1 g Anilin mit 78,8g 31,5%ige,· SalzsäureIn the same apparatus as in the embodiments 3 and 4 are 158.1 g of aniline with 78.8 g 31.5% strength, · hydrochloric acid

vermischt, auf 4ö"C abgekühlt und 60,8g einer 37%igen wäßrigen Formaldehydlösung (entspricht 75% der Gesamtmenge ancooled, cooled to 4ö "C and 60.8 g of a 37% aqueous formaldehyde solution (corresponds to 75% of the total amount of

Formaldehyd) innerhalb 30min zugegeben. Der Rest der Formaldeh 'dlösung von 20,3g wird in einem Verhältnis von 1 zu 3 mitFormaldehyde) within 30 min. The remainder of the 20.3 g Formaldeh 'd solution is in a ratio of 1 to 3 with Was3er verdünnt undebenfalls in 30min dem Reaktionsgemisch zugegeuen (Molverhältnis Anilin zu Formaldehyd 1,7zu 1). DasWas3er diluted and also in 30min zugegeuen the reaction mixture (molar ratio of aniline to formaldehyde 1.7 to 1). The

anfallende Produkt wird analog den Ausführungsbeispielen 1 und 2 weiter b' landelt und durch folgende Analysenwertocharakterisiert:resulting product is analogous to the exemplary embodiments 1 and 2 b 'continues and characterized by the following analysis:

MDA 3-Kern 4-Kern 5-10-KernMDA 3-core 4-core 5-10 core

49,0% 24,2% 12,2% 14,6% (durch GPC ermittelt, Angabe in Gew.-%)49.0% 24.2% 12.2% 14.6% (determined by GPC, in% by weight)

MDA-lsomerenverteilung einschließlich N-Methyl-MDA 2,4' 4,4' N-Methyl-MDAMDA isomer distribution including N-methyl-MDA 2,4 ', 4,4'-N-methyl-MDA

4,12% 95,30% 0,58% (mittels GC, Angabe in Gew.-%)4.12% 95.30% 0.58% (by GC, in% by weight)

1,0Gew.-%Dichin (mittels UV-Messung)1.0% by weight of dichlorine (by UV measurement)

380mPasViskosität/70°C380mPasViskosität / 70 ° C

Die analytische Untersuchung des MDI/Polyisocyanatgemisches ergibt: 0,31 Gew.-% hydrolysierbares Chlor 200 mPasViskosität/25<1CThe analytical examination of the MDI / polyisocyanate mixture gives: 0.31 wt .-% hydrolyzable chlorine 200 mPas viscosity / 25 <1 C.

Claims (1)

Verfahren zur diskontinuierlichen Herstellung von Methylendianilin/Polyamingemischen durch Kondensation von Anilin und Formaldehyd im sauren Medium, dadurch gekennzeichnet, daß 55% bis 85% der Formaldehydmenge bei der Temperatur < 4O0C und 45% bis 15% der Formaldohydmenge im Temperaturbereich ä60°C bis ^8O0C innerhalb von mindestens 10min bis 30min mit der im Kreislauf geführten Reaktionsmischung in dem Mengenverhältnis 1 zu 10 bis 1 zu 300 bei der Turbulenz entsprechend der Reynoldzahl > 10000, insbesondere bei der Zugabe des letzten Teils der Formaldehydmenge, in einem Reaktor mit außenliegendem Wärmeaustauscher vermischt wird oder, daß 70% bis 90% der 37%igen wäßrigen Formaldehydmenge unter adiabaten Reaktionsbedingungen innerhalb von mindestens 10min bis 30min und 30% bis 10% der Formaldehydmenge, die gegebenenfalls mit Wasser im Verhältnis 1 zu 1 bis 1 zu 5 verdünnt ist, in mindestens 10 min bis 30 min dem Reaktionsgemisch in üblichen Reaktoren zugegeben wird.Process for the batchwise preparation of methylenedianiline / polyamine mixtures by condensation of aniline and formaldehyde in an acidic medium, characterized in that 55% to 85% of the formaldehyde amount at the temperature <4O 0 C and 45% to 15% of Formaldohydmenge in the temperature range from 60 ° C to ^ 8O 0 C within at least 10min to 30min with the recycled reaction mixture in the ratio of 1 to 10 to 1 to 300 in the turbulence corresponding to the Reynolds number> 10000, especially in the addition of the last part of the formaldehyde, in a reactor with external Heat exchanger is mixed or that 70% to 90% of the 37% aqueous formaldehyde under adiabatic reaction conditions within at least 10min to 30min and 30% to 10% of the amount of formaldehyde, which is optionally diluted with water in the ratio 1 to 1 to 1 to 5 , is added to the reaction mixture in customary reactors in at least 10 minutes to 30 minutes. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Herstellung von Methylendianilin/Polyamingemischen, das bei der Herstellung aromatischer Isocyanate angewendet wird.The invention relates to a process for the batch production of methylenedianiline / polyamine mixtures, which is used in the preparation of aromatic isocyanates. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Die saure Kondensation von Anilin und Formaldehyd zur großtechnischen Gewinnung von Isomeren des Methylendianilins (MDA) und deren höhere Oligomere, sogenannte Polyamine, als wichtigo Zwischenprodukte bei der Produktion der entsprechenden Isocyanate, ist seit langem bekannt und zum Beispiel in DD-AP 89620, DD-AP 89723, DE-OS 2134756 oder DE-OS 2302381 beschrieben. Im allgemeinen wird dabei so vorgegangen, daß zunächst Anilin mit saurem Katalysator, bevorzugt Salzsäure, versetzt und anschließend Formaldehyd hinzugefügt wird. Das nach mehreren Stunden ausreagierte, im allgemeinen stark salzsäurehaltige Reaktionsgemisch wird zur Gewinnung des Reaktionsproduktes alkalisch aufgearbeitet und mit Wasser mehrmals gewaschen sowie nicht umgesetztes Anilin und noch gelöstes Wasser destillativ entfernt. Aus dem MDA/ Polyamingemisch entsteht nach bekannten Verfahren durch Phosgenierpn in einem inerten Lösungsmittel, beispielsweise Monochlorbenzen, ein Polyphenylmethandiisocyanat (MDD/Polyisocyanatgemisch, das in bekannter Weise aufgearbeitet wird. Bei der Herstellung von MDA/Polyimingemischen durch saure Kondensation ist die Anfangsreaktionsstufe besonders kritisch. Unter der Anfangsreaktion ist dabei die eigentliche Kondensationsreaktion zu verstehen, das heißt, die unter Wasserabspaltung aus Formaldehyd und den am Stickstoff gebundenen Wasserstoff erfolgende Primärreaktion und die Umsetzung zu Aminobenzylanilin-Bindungen. Die Bedingungen in der Anfangsphase der Anilin-Formaldehyd-Reaktion, wie unter anderem Temperatur und Vermischung der Komponenten, bestimmen bereits maßgeblich die Qualität des MDA/Polyamingemisches und damit die Qualität der korrelierenden MDI/Polyisocyanate. So hängt von diesen Reaktionsparametern das Ausmaß des Auftretens von unerwünschten Nebenreaktionen ab, wodurch zum Beispiel sekundäre und tertiäre Amine in Gestalt von monomerem N-Methyl-MDA beziehungsweise höherkernigen Oligomeren und 3,4-Dihydro-3 phenyl-chinazolin (Dichin) beziehungsweise dessen Derivaten entstehen. Es ist wichtig, diese Reaktionen unter Kontrolle zu halten, da zum Beispiel die durch sie gebildeten Nebenprodukte nach der Phosgenierung kein Isocyanat, sondern beständige, schwer oder nicht entfernbare Verunreinigungen mit bestimmten Mengen fest gebundenem Chlor ergeben. Diese Nebenprodukte stören zum Beispiel die gewünschte Funktion von Katalysatoren bei der Polyurethansynthese und verschlechtern die physikalischen Eigenschaften des Polyurethanproduktes.The acidic condensation of aniline and formaldehyde for the large-scale production of isomers of methylenedianiline (MDA) and their higher oligomers, so-called polyamines, as important intermediates in the production of the corresponding isocyanates, has long been known and, for example, in DD-AP 89620, DD AP 89723, DE-OS 2134756 or DE-OS 2302381 described. In general, the procedure is such that aniline is initially mixed with acidic catalyst, preferably hydrochloric acid, and then formaldehyde is added. The reacted after several hours, generally strong hydrochloric acid reaction mixture is worked up alkaline to obtain the reaction product and washed several times with water and unreacted aniline and dissolved water removed by distillation. From the MDA / polyamine mixture, a polyphenylmethane diisocyanate (MDD / polyisocyanate mixture which is worked up in a known manner by phosgenation in an inert solvent, for example monochlorobenzene, is obtained.) In the preparation of MDA / polyimine mixtures by acid condensation, the initial reaction stage is particularly critical The initial reaction is understood to be the actual condensation reaction, that is to say the primary reaction taking place with dehydration of formaldehyde and the nitrogen-bonded hydrogen and the conversion to aminobenzylaniline bonds and mixing of the components already determine significantly the quality of the MDA / polyamine mixture and thus the quality of the correlating MDI / polyisocyanates.So, the extent of the occurrence of undesired side reactions depends on these reaction parameters n, resulting in, for example, secondary and tertiary amines in the form of monomeric N-methyl-MDA or higher-nuclear oligomers and 3,4-dihydro-3-phenyl-quinazoline (dichlorine) or derivatives thereof. It is important to control these reactions since, for example, the by-products they form after phosgenation do not give isocyanate but consistent, hard or non-removable contaminants with certain amounts of fixed chlorine. For example, these by-products interfere with the desired function of catalysts in polyurethane synthesis and degrade the physical properties of the polyurethane product. Die Anfangsphase der sauren MDA/Polyamin-Kondensation ist prinzipiell beherrschbai, wenn die Temperatur <40°C gehalten und ein örtlicher Überschuß an Formaldehyd durch ausreichende Vermischung vermieden wird. Die Einhaltung dieser Bedingungen ist jedoch auch bei diskontinuierlichen Verfahren bei den technisch relevanten Anilin-Formaldehyd-Molverhältnissen problematisch, vor allem, weil bei den für die Produktqualität günstigen Temperaturen physikalisch inhomogene Stufen durchlaufen werden, die technologische Probleme, insbesondere Verstopfungen infolge Ablagerung von polymeren Vorkondensaten in den Wärmeaustauschern, mit sich bringen. Es sind verschiedene Verfahrensentwicklungen bekannt, die demzufolge eine Verbesserung der Anfangsreaktionsphase bei der MDA/Polyamin-Herstellung anstreben. So besteht zum Beispiel eine in der DE-OS 2134756 beschriebene Variante in einem besonderen Zugabe-Verfahren des Formaldehyds zum Anilin-Salzsäure-Gemisch. Der Hauptteil der Formaldehydmenge (60% bis 80%) wird langsam se zugegeben, daß die Temperatur allmählich auf ca. 6O0C ansteigt und dann wird der Rest praktisch augenblicklich einlaufen gelassen. Während dieser raschen Zugabe steigt die Temperatur auf ca. 1000C. Durch diese Verfahrensweise werden zwar Ablagerungen in den Wärmeaustauschern vermieden, der Gehalt an Nebenprodukten ist aber infolge der hohen Reaktionsendtemperatur relativ hoch.The initial phase of the acidic MDA / polyamine condensation is in principle dominated when the temperature is kept <40 ° C and a local excess of formaldehyde is avoided by sufficient mixing. However, compliance with these conditions is problematic even with discontinuous processes in the technically relevant aniline-formaldehyde molar ratios, especially because at the favorable for product quality temperatures physically inhomogeneous stages are passed, the technological problems, especially blockages due to deposition of polymeric precondensates in the heat exchangers, bring with it. Various process developments are known, which accordingly seek to improve the initial reaction phase in MDA / polyamine production. Thus, for example, there is a variant described in DE-OS 2134756 in a special addition process of formaldehyde to the aniline-hydrochloric acid mixture. The main part of the amount of formaldehyde (60% to 80%) is slowly added se that the temperature gradually rises to about 6O 0 C and then the rest is allowed to shrink virtually instantaneously. During this rapid addition, the temperature rises to about 100 0 C. Although this procedure, deposits in the heat exchangers are avoided, but the content of by-products is relatively high due to the high reaction end temperature. Ziel der ErfindungObject of the invention Ziel der Erfindung ist, nach einem leicht realisierbaren Verfahren diskontinuierlich Methylendianilin/Polyamingemische durch Kondensation von Anilin und Fotmaldehyd bei Einsatz eines relativ geringen Anilinanteiles, bei einem Molverhältnis Anilin zu Formaldehyd £2,2 zu 1 und verminderter Bildung von N-Methyl-Verbindungen im Methylendianilin/Polyamingemisch, herzustallen.The aim of the invention is, by an easily implementable method, discontinuous methylenedianiline / polyamine mixtures by condensation of aniline and photmaldehyde using a relatively low aniline content, at a molar ratio of aniline to formaldehyde 2.2 pounds to 1 and reduced formation of N-methyl compounds in methylenedianiline / Polyamine mixture, to strain.
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