DE1811609A1 - Process for the production of organic isocyanates - Google Patents
Process for the production of organic isocyanatesInfo
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Description
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
Köln, 25.November 1968 Fu/Ax/BtCologne, November 25, 1968 Fu / Ax / Bt
E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, U.S.A. EI du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von organischen Isocyanaten durch Umsetzung eines primären Amins mit Phosgen in einer einstufigen kontinuierlichen Reaktion unter Kreislaufführung von Isocyanat und nicht umgesetztem Phosgen.The invention relates to an improved process for the preparation of organic isocyanates by reacting a primary amine with phosgene in a one-step continuous reaction with circulation of isocyanate and unreacted phosgene.
Organische Isocyanate, insbesondere aromatische Polyisocyanate, wie Toluylendiisocyanat, werden zur Zeit in grossen Mengen durch Phosgenierung des entsprechenden primären Amins, das in einem organischen Lösungsmittel, wie o-Dichlorbenzol, gelöst ist, hergestellt. Selbst eine geringe wirtschaftliche Verbesserung eines solchen wichtigen großtechnischen Verfahrens ist offensichtlich von großem kommerziellem Interesse. Ein großtechnisches kontinuierliches Einstufenverfahren wird in der britischen Patentschrift 763 535 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine Isocyanatlösung in einem geschlossenen Kreislauf geführt, Phosgen an einer Stelle eingeführt und anschließend das Amin (in wesentlich geringeren stöchiometrischen Mengen im Verhältnis zum Phosgen) zugeführt, worauf der als Nebenprodukt gebildete Chlorwasserstoff und überschüssiges Phosgen in einer Zone, in der ein niedrigerer Druck herrscht, entfernt und ein Teil der Isocyanatlösung abgezogen wird.Organic isocyanates, especially aromatic polyisocyanates such as tolylene diisocyanate, are currently being used in large quantities Quantities by phosgenation of the corresponding primary amine, which in an organic solvent such as o-dichlorobenzene, is solved, produced. Even a small economic improvement of such an important large-scale technical The process is obviously of great commercial interest. A large-scale continuous One step process is described in UK patent 763,535. This process uses an isocyanate solution guided in a closed circuit, phosgene introduced at one point and then the Amine (in much smaller stoichiometric amounts in relation to the phosgene) supplied, whereupon as a by-product formed hydrogen chloride and excess phosgene in a zone in which there is a lower pressure, removed and part of the isocyanate solution is drawn off.
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Dieses Verfahren hat sich seit vielen Jahren bewährt, jedoch wurde gemäß der Erfindung gefunden, daß das effektive Ausbringen eines solchen Verfahrens ungefähr verdoppelt werden kann, wenn man die Aminlösung mit der Kreislauflösung des Phosgens und Isocyanats in einem dünnen Film unter hoher Scherbeanspruchung, wie sie erzielbar ist, wenn man einen dünnen Flüssigkeitsfilm schnell über eine feste Oberfläche bewegt, zusammenführt.This method has been tried and tested for many years, but it has been found according to the invention that the effective Output of such a process can be roughly doubled if you mix the amine solution with the Circulation solution of the phosgene and isocyanate in a thin film under high shear stress, as can be achieved by using a thin liquid film moved quickly over a solid surface, merges.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von organischen Isocyanaten, .indem man ein organisches primäres Amin in feinzerteiltem Zustand mit einer Lösung, die pro Äquivalent des primären Amins wenigstens 5 Äquivalente Phosgen und wenigstens 20 Äquivalente organisches Isocyanat in einem organischen Lösungsmittel enthält, unter einer hohen Scherbeanspruchung zusammenführt, wodurch das organische Isocyanat praktisch augenblicklich gebildet wird. Es wird angenommen, daß es in der großtechnischen Praxis erwünscht ist, mit Schergeschwindigkeiten von wenigstens 700 reziproken Sskunden, vorzugsweise wenigstens 2000 Sek. , zu arbeiten. Die Schergeschwindigkeit ist ein Mittelwert, der erhalten wird, wenn man die lineare Geschwindigkeit der sich bewegenden Flüssigkeitsschicht an der Stelle mißt, an der die Aminlösung zum ersten mal mit der Lösung des Isocyanats und Phosgens in Berührung kommt, und durch die Tiefe der Flüssigkeit an dieser Stelle teilt. Von der Anmelderin wurden gute Ergebnisse mit vorhandenen Apparaturen erhalten, mit denen sich Schergeschwindigkeiten bis zu 4000 Sek." erzielen lassen, jedoch werden hohe Schergeschwindigkeiten beispielsweise von 3000 bis 5000 Sek. bevorzugt, wenn mit verhältnismäßig hohen Konzentrationen des Amins und Isocyanats gearbeitet wird.The invention accordingly provides a continuous process for the production of organic isocyanates, .by using an organic primary amine in finely divided Condition with a solution containing at least 5 equivalents of phosgene and at least 20 equivalents per equivalent of the primary amine Contains equivalents of organic isocyanate in an organic solvent, subject to high shear stress brings together, whereby the organic isocyanate is formed almost instantly. It is believed that it is desirable in commercial practice, with shear rates of at least 700 reciprocal seconds, preferably at least 2000 seconds to work. The shear rate is an average value obtained when one measures the linear velocity of the moving liquid layer at the point at which the amine solution to comes into contact with the solution of isocyanate and phosgene for the first time, and through the depth of the liquid on this Body shares. The applicant has obtained good results with existing apparatus with which Shear rates up to 4000 seconds "can be achieved, however, high shear rates are for example from 3000 to 5000 seconds preferred if with proportionately high concentrations of amine and isocyanate are used.
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In vieler Hinsicht arbeitet das Verfahren im wesentlichen in der gleichen Weise wie das vorstehend genannte Verfahr ren des britischen Patents 763 535* so daß es sich erübrigt, alle Einzelheiten, die grundsätzlich auch für das vorliegende Verfahren bedeutsam sind bzw. Gültigkeit haben, hier zu wiederholen, jedoch ist es auf Grund des höheren Wirkungsgrades des Mischens bei hohen Schergeschwindigkeiten möglich, unter Bedingungen zu arbeiten, die vorteilhaft von den in der Mtischen Patentschrift 763 535 empfohlenen Bedingungen abweichen können. Viele Bedingungen und Merkmale sind gegenseitig abhängig und hängen von dem jeweilig eingesetzten Amin und dem verwendeten Lösungsmittel ab. Angesichts der großen Bedeutung vonJToluylendiisocyanat als technisches Produkt ist die nachstehende Be-In many respects, the method essentially works in the same way as the aforementioned method of UK patent 763 535 * so that there is no need to all details that are fundamentally important or valid for the present proceedings, to repeat here, however, it is due to the higher efficiency of mixing at high shear rates possible to operate under conditions advantageous to those recommended in Mtischen patent 763,535 Conditions may vary. Many conditions and characteristics are interdependent and depend on the respective amine used and the solvent used. In view of the great importance of tolylene diisocyanate as a technical product, the following
■15 Schreibung zum großen Teil auf seine Herstellung aus Toluylendiamin unter Verwendung von o-Dichlorbenzol als Lösungsmittel gerichtet. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist jedoch auch *>"f beliebige andere aromatische Amine, insbesondere Diamine, und die in der britischen Patentschrift 763 535 genannten Lösungsmittel und auf aliphatische Amine, wie Hexamethylendiamin, Xylylendiamin und 4,4f-Bis(aminocyclohexyl)methan, anwendbar.■ 15 Writing mainly directed towards its production from toluylenediamine using o-dichlorobenzene as solvent. The method of the invention is, however, also *>"f any other aromatic amines, especially diamines, and the aliphatic in British Patent Specification 763,535 mentioned solvents and amines such as hexamethylene diamine, xylylene diamine and 4,4 f bis (aminocyclohexyl) methane , applicable.
Die Führung der Isocyanatlösung im geschlossenen Kreislauf wird in der Praxis bevorzugt, jedoch könnte der gleiche Effekt theoretisch auch in anderer Weise erzielt werden. Die im Kreislauf geführte Isocyanatlösung 1st normalerweise mit dem als Nebenprodukt gebildeten Chlorwas-Q serstoff gesättigt, jedoch ist dieses nicht nachteilig. <° Es ist wichtig, das Amin mit einem ausreichenden Überschuß n> 30 des Isocyanate und Phosgens zusammenzuführen. Da das Iso- ^ cyanat dem eingesetzten Amin entspricht, ist das Minimum ~* von 20 Äquivalenten des Isocyanats das gleiche wie 20 ro molare Anteile. Bei Toluylendiamin entspricht die erfor-In practice, it is preferred to run the isocyanate solution in a closed circuit, but the same effect could theoretically also be achieved in other ways. The circulating isocyanate solution is normally saturated with the hydrogen chloride formed as a by-product, but this is not disadvantageous. <° It is important to combine the amine with a sufficient excess n> 30 of the isocyanate and phosgene. Since the isocyanate corresponds to the amine used, the minimum of 20 equivalents of the isocyanate is the same as 20 ro molar proportions. In the case of toluenediamine, the required
derliche Mindestmenge von wenigstens 20 Äquivalenten (20 Mol) Isocyanat pro Äquivalent (Mol) Amin einem Gewichtsverhältnis von etwa 25 t 1, und die bevorzugten Bereiche von 20 bis 100 und 50 bis 90 Äquivalenten entspre- * chen ungefähr den Gewichtsverhältnissen von 25 bis 15OSuch a minimum amount of at least 20 equivalents (20 moles) of isocyanate per equivalent (mole) of amine in a weight ratio of about 25 t 1, and the preferred ranges of 20 to 100 and 50 to 90 equivalents correspond approximately to the weight ratios of 25 to 150
• _ Ij. -• _ Ij. -
imd 75 bis 125 Teilen pro Teil Toluylendiamin. Die Phosgenmengen hängen jedoch von der Zahl der primären Aminogruppen im Amin ab. Diamine beispielsweise erfordern wenigstens 10 Mol, vorzugsweise wenigstens 20 Mol Phosgen pro Mol Diamin, und diese Zahlen entsprechen ungefähr wenigstens 8 bzw. 15 Teilen Phosgen pro Gewichtsteil des bevorzugten Toluylendiamins. Das überschüssige Phosgen' muß in Konzentrationen vorliegen, durch die sich ein Phosgenpart ialdruck ergibt* der zweckmäßig etwa 0,2 bis 7 kg/imd 75 to 125 parts per part of tolylenediamine. The amounts of phosgene however, depend on the number of primary amino groups in the amine. Require diamines, for example at least 10 moles, preferably at least 20 moles of phosgene per mole of diamine, and these numbers correspond approximately at least 8 and 15 parts, respectively, of phosgene per part by weight of the preferred toluenediamine. The excess phosgene ' must be present in concentrations that result in a phosgene partial pressure * which is expediently about 0.2 to 7 kg /
ρ ρρ ρ
cm , vorzugsweise etwa 0,5 bis Ij8 kg/cm , beträgt im Vergleich zu Gesamtdrücken im System von 1 kg/cm , vorzugsweise wenigstens 1,8 kg/cm , bis 14 kg/cm , vorzugsweise 4,2 oder .3*5 kg/cm „ die erreicht werden, indem die umlaufende Phosgen-Isocyanat-Lösung um den Kreislauf gepumpt \.w±rd,.? und die zweckmäßig durch einen Abzug für den als Nebenprodukt gebildeten Chlorwasserstoff, der im allgemeinen von etwas Lösungsmittel und Phosgen begleitet ist, geregelt werden» Die verbrauchte Phosgenmenge ist wesentlich kleiner als der oben genannte Überschuß, da der größte Teil des Phosgens im Kreislauf geführt wird» Es ist somit im allgemeinen erwünscht, einen stöchiometrischen Überschuß von wenigstens 50$, vorzugsweise von wenigstens 70$, in das System einzuführen, jedoch ist es im allgemeinen nicht notwendig, einen größeren Überschuß als 200$ zu verwenden» cm, preferably about 0.5 to 18 kg / cm, is in comparison to total pressures in the system of 1 kg / cm, preferably at least 1.8 kg / cm, to 14 kg / cm, preferably 4.2 or 3 * 5 kg / cm " which are achieved by pumping the circulating phosgene isocyanate solution around the circuit." ? and which are expediently regulated by a vent for the hydrogen chloride formed as a by-product, which is generally accompanied by some solvent and phosgene. Thus, it is generally desirable to introduce a stoichiometric excess of at least $ 50, preferably at least $ 70, into the system, but it is generally not necessary to use an excess of more than $ 200 »
In der Praxis wird ein organisches Lösungsmittel für die Lösung des Amins bevorzugt, jedoch könnte das gleiche Ergebnis theoretisch auch durch Verwendung des Amins in einer ausreichend feinteiligen Form erreicht werden« Die Konzentrationen der Amin- und Ispcyanatlösungen können etwas höher als bei Anwendung des modifizierten Verfahrens des britischen Patents 763 555 sein. Beispielsweise kann die Aminkonzentration bis 50$, vorzugsweise 10 bis 55 Gew«-$, und die Isocyanatkonzentration bis 25 Gew»-$ betragen.In practice, an organic solvent is preferred for the solution of the amine, but the same result could theoretically also be achieved by using the amine in a sufficiently finely divided form. The concentrations of the amine and isocyanate solutions can be somewhat higher than when using the modified method of the British patent 763 555. For example, the amine concentration can be up to 50%, preferably 10 to 55% by weight, and the isocyanate concentration up to 25% by weight.
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Die Reaktionstemperaturen liegen im allgemeinen im Bereich von 85 bis l8O°C, sind Jedoch im allgemeinen in der ■ Praxis niedriger als die beim Verfahren des britischen Patents 763 535 bevorzugten Temperaturen. Sie betragen bei den meisten Aminen vorzugsweise 102 bis I30 C und bei Toluylendiamin 90 bis 12O0C, während für 4,4'-Bis(aminocyclohexyl)methan Temperaturen von 150 bis 175°C bevorzugt werden.The reaction temperatures are generally in the range from 85 to 180.degree. C., but are generally in practice lower than the temperatures preferred in the process of British patent 763,535. They amount to at most amines preferably 102 to I30 C. and at toluenediamine 90 to 12O 0 C, while preferably 4,4'-bis (aminocyclohexyl) methane temperatures of 150 to 175 ° C.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Abbildungen beschrieben. The invention is described below with reference to the figures.
Figuren I und II sind Querschnitte durch einen Mischer, der zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Hierbei ist Figur II eine Teilansicht, die einige Teile des Mischers in einer Beziehung zeigt, die von der in Figur I dargestellten verschieden istFigures I and II are cross-sections through a mixer, which can be used to carry out the method according to the invention. Here Figure II is a partial view, which shows some parts of the mixer in a relationship different from that shown in FIG
Figur III ist ein Längsschnitt durch einen anderen Mischer, der für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung .verwendet werden kann.Figure III is a longitudinal section through another mixer which is used for carrying out the method according to the invention .can be used.
Beide Mischer haben getrennte Eintrittsöffnungen für die beiden Reaktionsteilnehmer und einen einzigen Austritt für das gebildete Gemisch.Both mixers have separate inlet openings for the two reactants and a single outlet for the mixture formed.
In Figuren I und II ist der Austritt 12 des Mischers zentral an der Unterseite angeordnet, während die Eintrittsöffnungen 2 und 3 in einer konisch ausgebildeten oberen Seite liegen. Der Eintritt 2 steht mit der Kammer 4 in Verbindung, die mit dem Austritt 12 durch einen engen waagerechten Durchgang 11, der um die Innenfläche der Kammer 4 angeordnet ist, in Verbindung steht. Der Abstand zwischen der Oberseite und der Unterseite des Durchgangs 11 kann durch Verstellen der Bolzen 13 eingestellt werden, wobei die elastische Dichtungsscheibe 14 zusammengedrückt wird oder sich dehnt. Der Eintritt 3 steht mit einerIn Figures I and II, the outlet 12 of the mixer is arranged centrally on the underside, while the inlet openings 2 and 3 lie in a conical upper side. Entry 2 is in with chamber 4 Connection to the outlet 12 by a narrow horizontal passage 11 which runs around the inner surface of the chamber 4 is arranged, is in communication. The distance between the top and the bottom of the passage 11 can be adjusted by adjusting the bolts 13, wherein the resilient sealing washer 14 is compressed or expanded. Entry 3 stands with a
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Kammer 5 in Verbindung,, die ihrerseits mit dem Austritt 12 über einen sich verjüngenden Hals 9 am Boden'der Kammer 5 in Verbindung steht» Die Innenfläche der Kammer 5 wird durch einen massiven Zapfen β begrenzt, der durch vertikale Bewegung einer Spindel 8, die durch Drehen des Handgriffs 7 bewegt wird, gehoben oder gesenkt werden kann. ■ In Figur I ist der Zapfen 6 in der oberen'Stellung dargestellt, während in Figur II der Zapfen 6 mit einem konischen unteren Teil in den Hals 9 gesenkt ist, so daß nur ein schmaler Durchgang 10 gebildet wird, der die Kammer 5 mit dem Austritt 12 verbindet.Chamber 5 in connection, which in turn with the outlet 12 via a tapering neck 9 at the bottom of the chamber 5 is connected »The inner surface of the chamber 5 is delimited by a massive pin β, which is supported by vertical Movement of a spindle 8, which is moved by turning the handle 7, can be raised or lowered. ■ In Figure I, the pin 6 is shown in the upper 'position, while in Figure II of the pin 6 is countersunk with a conical lower part in the neck 9, so that only one narrow passage 10 is formed, which the chamber 5 with the outlet 12 connects.
Im Betrieb wird eine Lösung von Phosgen und Isocyanat in den Eintritt 2 und eine Lösung des Amins in den Eintritt 3 gepumpt. Die Lösungen treffen sich am oberen Ende des Austritts 12 bei Kontaktgeschwindigkeiten, die durch die Einführungsdrücke der Reaktionsteilnehmer und durch Einstellung der Weiten der Durchgänge 10 und 11 auf die oben beschriebene Weise geregelt werden«= Die Schergeschwindigkeit der Lösung des Phosgens und Isocyanats ist ihre lineare Ge= schwindigkeit beim Übergang aus dem Durchgang 11 in den Austritt 12 und beim Zusammentreffen der Aminlösung aus dem Durchgang 10 geteilt durch die Tiefe des Durchgangs 11»In operation, a solution of phosgene and isocyanate is in inlet 2 and a solution of the amine in inlet 3 pumped. The solutions meet at the top of outlet 12 at contact speeds dictated by the introduction pressures the respondent and by attitude of the widths of the passages 10 and 11 can be regulated in the manner described above «= the shear rate the solution of phosgene and isocyanate is its linear Ge = speed at the transition from the passage 11 to the outlet 12 and when the amine solution meets from the Passage 10 divided by the depth of passage 11 »
In Figur III ist der Mischer 15 mit den Eintritten 17 und 18 und dem Austritt 19 versehen, die sämtlich tangential mit einer zylindrischen Kammer 16 in Verbindung stehen. Ein Laufrad 20 mit 8 Schaufeln dreht sich im Uhrzeigersinn (d.h. in der gleichen Richtung wie die Flüssigkeiten) in der Kammer 16, wobei der Abstand zwischen der Umfangswand 22 der Kammer 16 und den Spitzen 21 der Schaufeln des Laufrades 20 sehr gering ist.In Figure III, the mixer 15 is provided with the inlets 17 and 18 and the outlet 19, all of which are tangential are in communication with a cylindrical chamber 16. An 8-blade impeller 20 rotates clockwise (i.e. in the same direction as the liquids) in chamber 16, with the distance between the peripheral wall 22 of the chamber 16 and the tips 21 of the blades of the impeller 20 is very small.
Im Betrieb wird eine Lösung von Phosgen und Isocyanat in den Eintritt 17 und eine Lösung des Amins in den Eintritt 18 gepumpt. Das Laufrad 20 dreht sich mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Geschwindigkeit der SchaufelspitzenIn operation, a solution of phosgene and isocyanate is in inlet 17 and a solution of the amine in inlet 18 pumped. The impeller 20 rotates at such a speed that the speed of the blade tips
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21 ebenso groß oder größer ist als die Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die um die Urafangswand 22 zum Austritt 19 kreist. Im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit verläßt die Kammer durch den Austritt, d.h. es ist zweckmäßig, daß keine wesentliche Flüssigkeitsmenge länger als während dieses einen unvollständigen Umlaufs in der Kammer bleibt. Es ist wichtig, die Einführung einer zu großen Flüssigkeitsmenge in dem Mischer zu vermeiden, d.h. die Spitzen 21 der Schaufeln dürfen nicht tief in die Flüssigkeitsschicht tauchen. Vorzugsweise ist nur soviel Flüssigkeit vorhanden, daß eine kleine Flüssigkeitsrolle vor jeder Schaufelspitze 21 gebildet wird, so daß die Schergeschwindigkeit genügend hoch gehalten werden kann. Unter diesen Bedingungen ist die Schergeschwindigkeit ungefähr der Oviotient, ler durch Dividieren der linearen Gesehwindigkex einer Sohaufelspitze 21 durch den Abstand zwischen der Spitze 21 und der Umfangswand 22 erhalten wird.21 is equal to or greater than the speed of the liquid that flows around the Urafangswand 22 to Exit 19 circles. Substantially all of the liquid leaves the chamber through the exit, i.e. it is expedient that no significant amount of liquid longer than during this one incomplete circulation stays in the chamber. It is important to avoid introducing too much liquid into the mixer avoid, i.e. the tips 21 of the blades must not plunge deep into the liquid layer. Preferably there is only so much liquid that a small roll of liquid in front of each blade tip 21 is formed so that the shear rate can be kept high enough. Under these conditions is the shear rate about the oviotient, ler by dividing the linear velocity of a bucket tip 21 by the distance between the tip 21 and the peripheral wall 22 is obtained.
Der Querschnitt des Mischers ähnelt dem Querschnitt einer üblichen Kreiselpumpe ( mit zwei Eintrittsöffnungen). Der Innenraum· des Mischers ist zum größten Teil mit Gas (Phosgen und als Produkt gebildeter Chlorwasserstoff) gefüllt, während ein sehr kleiner Raum durch Flüssigkeit besetzt ist. Ferner hat der Mischer vorzugsweise eine verhältnismäßig lange dritte Dimension und ist somit von einer üblichen gedrungenen oder scheibenförmigen Kreiselpumpe völlig verschieden.The cross-section of the mixer is similar to the cross-section of a conventional centrifugal pump (with two inlet openings). The interior of the mixer is largely filled with gas (phosgene and hydrogen chloride formed as a product) filled, while a very small space is occupied by liquid. Furthermore, the mixer preferably has a relatively long third dimension and is thus of a conventional squat or disk-shaped one Centrifugal pump completely different.
In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Mengenangaben auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.In the following examples, all quantitative data relate based on weight, unless otherwise stated.
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Als Reaktor wird der in Figur III dargestellte Mischer verwendet, der die folgenden Abmessungen hat: Die Kammer 15 hat einen Durchmesser von 3*75 om und eine Länge von 2,54 cm. Der Eintritt 17 ist eine Öffnung von 6,4 mm Durchmesser. Der Eintritt 18 hat zwei Öffnungen mit einem Durchmesser von je 1,6 mm. Der Austritt 19 hat eine Schlitzweite von 3,2 mm. Das Laufrad ist mit Schaufeln besetzt, die einen Durchmesser von 35 mm und eine Länge von 23*6 mm haben. Das Laufrad dreht sich mit 2O4O UpM, und die mittlere Schergeschwindigkeit beträgt 2350 reziproke. Sekunden. .The mixer shown in FIG. III is used as the reactor, which has the following dimensions: The chamber 15 has a diameter of 3 * 75 µm and a length of 2.54 cm. The inlet 17 is an opening 6.4 mm in diameter. The inlet 18 has two openings with a diameter of 1.6 mm each. The outlet 19 has a slot width of 3.2 mm. The impeller is fitted with blades that have a diameter of 35 mm and a length of 23 * 6 mm. The impeller spins at 2040 rpm and the mean shear rate is 2350 reciprocal. Seconds. .
Die Aminiö'sung enthält 25$ Toluylendiamin (etwa 77$ des 2,4-Isomeren, 20$ des 2,6-Isomeren und 3$ nichtflüchtiges Material), das in «Ä» o-Dichlorbenzol gelöst ist. Die Lösung wird bei 1100C in einer Menge von 3,6 kg in den Eintritt l8 eingeführt, während 544 kgiiner im Kreislauf geführten o-Dichlorbenzollösung, die, etwa 16$ Toluylendlisocyanat und überschüssiges Phosgen enthält, in den Eintritt 17 eingeführt werden. Das erhaltene Gemisch wird in eine Zwisehenvorlage eingeführt, die bei 1100C gehalten wird und in der der als Nebenprodukt gebildete Chlorwasserstoff über Kopf abgeblasen und einer Behandlung zur Rückgewinnung von mitgerissenem Lösungsmittel und Phosgen unterworfen wird. Durch eine Kreiselpumpe wird Material aus der Zwischenvorlage abgezogen und zum größten Teil, in den Reaktor gepumpt, nach-dem kontinuierlich ein Teil als Produkt abgezogen worden ist und.zum Rückstand stündlich 3,3 kg. Lösungsmittel und 3,15 kg flüssiges Phosgen, d.h. ein Phosgenüberschuß von etwa 120$, zugesetzt worden sind und genügend Wärme.zugeführt worden ist, um den Reaktor bei HO0C zu halten. Der Inhalt des Reaktorkreislaufs beträgt insgesamt etwa 4,5 kg. Das als Produkt gebildete Isocyanat wird 30 Minuten bei Normaldruckauf 1850C erhitzt· EUrch destillative Analyse wird festgestellt, daß 90 9 8 28/1 62 8 The amine solution contains 25 $ tolylenediamine (about 77 $ of the 2,4-isomer, 20 $ of the 2,6-isomer and 3 $ non-volatile material) which is dissolved in "Ä" o-dichlorobenzene. The solution is stirred at 110 0 C in an amount of 3.6 kg entry l8 inserted while 544 kgiiner recirculating o-dichlorobenzene solution containing about 16 $ Toluylendlisocyanat and excess phosgene are introduced into the inlet of the seventeenth The resulting mixture is introduced into a Zwisehenvorlage held at 110 0 C and in which the hydrogen chloride formed as a by-product via the top blown off and a treatment is subjected for the recovery of entrained solvent and phosgene. By means of a centrifugal pump, material is drawn off from the intermediate reservoir and, for the most part, is pumped into the reactor, after which part has been continuously drawn off as product and 3.3 kg per hour to the residue. Solvent and 3.15 kg of liquid phosgene, ie a phosgene excess of about $ 120, have been added and sufficient heat has been supplied to keep the reactor at HO 0 C. The total content of the reactor circuit is about 4.5 kg. The isocyanate formed as product is heated 30 minutes at 185 0 C · Normaldruckauf EUrch distillation analysis it was established that 90 8 9 62 8 28/1
es ±6fo Toluylendiisocyanat und 1,45$ nicht-flüchtige Rückstände enthält. Diese Isocyanatkonzentration ist höher als das Maximum von 15$, das in der britischen . Patentschrift 7^3 535 angegeben ist. Die in den Reaktor eintretende Isocyanat-Phosgen-Lösung enthält etwa 100 Teile Isocyanat und 25 Teile Phosgen pro Teil Amin, und der Reaktor steht unter einem Phosgenpartialdruck von 1,05 kg/cm . Der G-esamtdruck im gesamten System beträgt 2,8 kg/cm2. it contains ± 6fo tolylene diisocyanate and $ 1.45 non-volatile residues. This concentration of isocyanate is higher than the maximum of $ 15 found in the UK. 7 ^ 3,535 is indicated. The isocyanate-phosgene solution entering the reactor contains about 100 parts of isocyanate and 25 parts of phosgene per part of amine, and the reactor is under a phosgene partial pressure of 1.05 kg / cm. The total pressure in the entire system is 2.8 kg / cm 2 .
Wenn der Mischer im wesentlichen in der gleichen Weise, jedoch mit einer Drehzahl des Laufrades von Ij54o und 3550 UpM entsprechend mittleren Schergeschwindigkeiten ™If the mixer works in essentially the same way, but with an impeller speed of Ij54o and 3550 rpm corresponding to medium shear rates ™
von 1550 bzw. 4100 reziproken Sekunden betrieben wird, betragen die Ausbeuten 89$ bzw. 94,3$* bezogen auf eingesetztes Amin.operated for 1550 or 4100 reciprocal seconds, the yields are $ 89 and $ 94.3 * based on the amount used Amine.
Die Länge eines solchen Mischers ist vorzugsweise erheblich größer als 2,54 cm und größer als der Durchmesser des Mischers, um die effektive Oberfläche zu vergrößern.The length of such a mixer is preferably considerable larger than an inch and larger than the diameter of the mixer to increase the effective surface area.
Der im Beispiel 1 beschriebene Versuch wird mit einem Mischer, der in Figuren I und II dargestellten Art wieder- m holt. Die Aminlösung wird in einer Menge von 3.»52 kg/ Stunde durch den Durchgang 10 gepumpt, der eine Weite von 25/U und einen Durchmesser von 6,4 mm hat. Die im Kreislauf geführte Isocyanat-Phosgen-Lösung wird in einer Menge von 499 kg/Stunde durch den Durchgang 11 gepumpt, der eine Weite von 1 mm und einen Durchmesser von 12,7 mm hat. Die Schergeschwindigkeit wird mit etwa 3OOO reziproken Sekunden ermittelt. Der im Kreis]auf geführten Lösung werden Phosgen in einer Menge von 3,1 kg/Stunde und Lösungsmittel in einer Menge von 2,47 kg/Stunde zugesetzt, Dielsocyanatkonzentration beträgt 17*8$ und die Ausbeute beim stationären Zustand 92,4$ des eingesetzten Amins. 909828/1628The experiment described in Example 1 is repeated as m with a mixer of the type illustrated in Figures I and II. The amine solution is pumped through the passage 10, which has a width of 25 / rev and a diameter of 6.4 mm, in an amount of 3.22 kg / hour. The circulating isocyanate-phosgene solution is pumped in an amount of 499 kg / hour through passage 11, which has a width of 1 mm and a diameter of 12.7 mm. The shear rate is determined to be about 300 reciprocal seconds. Phosgene in an amount of 3.1 kg / hour and solvent in an amount of 2.47 kg / hour are added to the solution circulated] used amine. 909828/1628
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