DE2246920A1 - METHOD FOR PURIFYING HIGH-MELTING ISOCYANATES - Google Patents
METHOD FOR PURIFYING HIGH-MELTING ISOCYANATESInfo
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Description
ItIPERIAL CHEMI-CAL INDUSTRIES LIMITED,
London S.V. 1 / ENGLAND ' ' ' '"ItIPERIAL CHEMI-CAL INDUSTRIES LIMITED,
London SV 1 / ENGLAND ''''"
"Verfahren zur Reinigung von hochschmelzenden Isocyanaten" "Process for cleaning high-melting isocyanates"
PRIORITÄT; 27. September 1971 - ENGLAND PRIORITY ; Sept. 27, 1971 - ENGLAND
Die Erfindung bezieht sich auf die Reinigung von hochschmelzenden Isocyanaten durch Destillation und insbesondere αμΐ die Verwendung einer Dispersion von solchen Isocyanaten als Beschickung zu einem Destillationsprozeß.The invention relates to the purification of high-melting isocyanates by distillation and in particular αμΐ the use of a dispersion of such isocyanates as a feed to a distillation process.
Die Reinigung von Isocyanaten durch Destillation ist allgemein bekannt. Es gibt die verschiedensten Destillationsverfahren und -vorrichtungen. Isocyanate sind Verbindungen mitPurification of isocyanates by distillation is general known. There are a wide variety of distillation processes and devices. Isocyanates are compounds with
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einen verhältnismäßig hohen Siedepunkt, weshalb sie nqriralerweise bei einem niedrigen Druck destilliert werden, und zv.ar wegen des Risikos und der Gefahr einer Zersetzung. Dies ist besonders der Fall bei Polyisocyanaten, die zwei oder ra^hr Isocyanatgruppen enthalten. Um eine Zersetzung und das Risiko der Entwicklung von gefährlichen Drücken zu verhindern, wird die Destillation von Isocyanaten in'großtechnisch, enj Maßstab normalerweise kontinuierlich mit iiner kontinuierlichen Beschickung von Isocyanaten in die Destillationsvorrichtung vorgenommen, so daß keine große Konzentration oder keine große Masse an Ieocyanat längere Zeit auf eine hohe Temperatur gehalten wird. In Falle von Isocyanaten mit einem hohem Schmelzpunkt ergibt dies insofern Schwierigkeiten, als der Schmelzpunkt unter verT mindertem Druck sehr dicht beim Siedepunkt liegen kann. Um Schwierigkeiten bei der Beschickung mit einem heißen geschmolzenen Isocyanat zu vermeiden, wurden als Ausgangsmaterial Lösungen von Isocyanaten verwendet, aber sie ergeben aufgrund von Loslichkeitseffekten und Abscheidung von festem Material Schwierigkeiten, welches.aus der Losung durch lokale Kühleffekte austritt.a relatively high boiling point, which is why they are nqrirallich distilled at a low pressure, and zv.ar because of the risk and danger of decomposition. This is particularly the case with polyisocyanates which contain two or almost isocyanate groups. In order to prevent decomposition and the risk of developing dangerous pressures, the large-scale distillation of isocyanates is normally carried out continuously with a continuous supply of isocyanates to the distillation device, so that no large concentration or large mass of isocyanate is longer Time is kept at a high temperature. In the case of isocyanates having a high melting point, this results in so far difficulties than the melting point under reduced pressure ver T can very tightly lie at the boiling point. In order to avoid difficulties in charging a hot molten isocyanate, solutions of isocyanates have been used as starting material, but they give rise to difficulties due to solubility effects and deposition of solid material which emerges from the solution due to local cooling effects.
Ss wurde nunmehr gefunden, daß diese Nachteile weitgehend dadurch beseitigt werden können, wenn man als Ausgangsüaterial eine Dispersion des hochschmelzenden Isocyan^ts in einer inerten Flüssigkeit mit einem höheren Siedepunkt verwendet. It has now been found that these disadvantages largely this can be eliminated if used as a starting material a dispersion of the high-melting isocyanate in an inert liquid with a higher boiling point is used.
So wird also gemäß der Erfindung ein Verfahren zur kontinuierlichen Destillation von hochschmelzenden Isocyanaten vorgeschlagen, welches dadurch ausgeführt wird, daß nan das Isocyanat zu einer Destillationsvorrichtung in Fora einer Dispersion in einer inerten Flüssigkeit, die einen höheren Siedepunkt als das Isocyanat aufweist, ,zuführt.Thus, according to the invention, a method for continuous Proposed distillation of high-melting isocyanates, which is carried out in that nan the isocyanate to a distillation device in the form of a dispersion in an inert liquid containing a has a higher boiling point than the isocyanate,, supplies.
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Ds.r vorliegende Verfahren ist auf jedes hochschnelzende Isccyanat anwendbar, und zwar insbesondere auf Polyisocyanate. Zwar ist es bei Isocyanaten brauchbar, die zwischen 70 und 100°C schmelzen, aber es ist auch besonders auf solche anwendbar, die Schmelzpunkte über 1C0°C aufweisen. . .Ds.r present procedure is on each high melting point Isccyanate applicable, in particular to polyisocyanates. While it is useful with isocyanates that melt between 70 and 100 ° C, it is also special applicable to those with melting points above 1C0 ° C. . .
Beispiele für solche Isocyanate sind Naphthalin-1,ij-di-" isocrar.a-c, 1,4-Bis-(isocyarxatomethy'l)--''dufoif "Iiiäiif sliirtdiisocyanat und trans-trans-4,4' -Diisocyanatdic3-clohe:*:ylnethan, wobei die ersten drei Isocyanate Schmelzpunkte von mehr als 1C)O0C und das letztere einen Schmelzpunkt vcr. 33"C aufweisen. 'Examples of such isocyanates are naphthalene-1, ij-di- "isocrar.ac, 1,4-bis- (isocyarxatomethy'l) -" dufoif "IIIiirtdiisocyanat and trans-trans-4,4 '-diisocyanatdic3-clohe : *: ylnethan, the first three isocyanates melting points of more than 1C) O 0 C and the latter having a melting point vcr. 33 "C. '
Das Verfahren ist besonders anwendbar auf 1,4-Eis-(isocyarLatcnethyl)-durcl, welches einen Schmelzpunkt von '.:jcC'C und einen Siedepunkt bei 0,6 2131 Quecksilber von 16GCC aufweist.The method is particularly applicable to 1,4-ice (isocyanate-ethyl) -durcl, which has a melting point of '. : jc C 'C and has a boiling point at 0.6 2131 mercury of 16G C C.
Ss kann jede inerte Flüssigkeit, die einen höheren Siedepunkt als das Isocyanat aufweist, bei dem vorliegenden Yerfahren verwendet -werden, und zv;ar insbesondere hochsiedende ilohlenwasserstoffe der aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Reihe oder Gemische daraus. So kennen beispielsweise Dcdec3rlbenzol oder die hochsiedenden Faraffinkc;ilen?.rac£erstcffgemische verwendet werden,- iie unxtr den Warenzeichen "ftisella Öl 33" und "Risella Öl 17" verkauft v,:e:"den. Sine besonders geeignete inerte Flvsnigheit is~ iiej-iiire, die unter dem Trivialnamen "flüssige? Faraffiii'1 oder "nedisinisches Paraffin" bekannt i.-t, vocei es s~.h um ein Gemisch von hochsiedenden Eohit-nvaf: £ erst cf fen hsnielt. - ■ -Any inert liquid which has a higher boiling point than the isocyanate can be used in the present process, and in particular high-boiling hydrocarbons of the aliphatic, aromatic or araliphatic series or mixtures thereof. For example, know Dcdec3 r lbenzol or high boiling Faraffinkc; ilen ?. r ac £ first mixtures are used, - iie unxtr the trademarks "ftisella oil 33" and "Risella oil 17" sold v : e: "den. Its particularly suitable inert liquid is ~ iiej-iiire, which comes under the common name" liquid? Faraffiii ' 1 or "Nedisinian paraffin" known i.-t, vocei it s ~ .h a mixture of high-boiling Eohit-nvaf: £ first cf fen hsnielt. - ■ -
Flüssiger ■?: raffln hat sich als besonders brauchbare ■· Flü££igl:.it erwiesen, wenn es bei der Destillation -r:r. 1 ^-Biir-(:Lc :cyanato3ieth3.rl}-durol verwendet wird. E; l:Lixi:e:i Dis-Liquid ■ ?: raffln has proven to be particularly useful ■ · Flü ££ igl: .it if it is -r: r. 1 ^ -Biir- (: Lc: cyanato3ieth3. R l} -durol is used. E; l: Lixi: e: i Dis-
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persionen mit bis zu 30 Gew.-% Isocyanat hergestellt werden,' aber Dispersionen von ungefähr 20 Gew.-% Isocyanat sind weniger viskos und leicht handzuhaben.persions with up to 30 wt .-% isocyanate are produced, ' but dispersions of about 20 wt% isocyanate are less viscous and easy to handle.
Zwar können Dispersionen aus der inerten Flüssigkeit und aus Isccyanat durch direkte Dispergierung des festen'Isocyanate durch physikalische Maßnahmen hergestellt werden, aber gegebenenfalls können auch oberflächenaktive Kittel einverleibt werden, die Dispergiermittel sind.It is true that dispersions from the inert liquid and from isocyanate can be obtained by direct dispersion of the solid isocyanate by physical means, but surface-active gowns can also be incorporated if necessary that are dispersants.
In der Praxis der Erfindung wird eine Dispersion des Ιεο-cyar-ats in der inerten Flüssigkeit durch irgendeine der be-. kannten Techniken hergestellt und kontinuierlich in eine Destillationsvorrichtung eingeführt, die von irgendeiner Type sein kann, die normalerweise für die kontinuierliche Destillation von Isocyanat verwendet v/ird. So kann es sich um eine zylindrische Kolonne handeln, in welche das Isocyanat in einer heißen Flüssigkeit eingeführt wird, welche ücer den Siedepunkt des Isocyanats beim Arbeitsdruck gehalten wird, oder es kann sich um eine Dünnfilmvorrichtur.g oder einen Verdampfer handeln, worin die Destillation aus einem dünnen Film stattfindet, der die inneren Wandungen eines Eehälters hinabfließt.In the practice of the invention, a dispersion of the Ιεο-cyar-ats in the inert liquid by any of the loading. known techniques and continuously integrated into one Distillation apparatus introduced, which may be of any type normally used for continuous Distillation of isocyanate is used. It can be like that act around a cylindrical column in which the isocyanate is introduced in a hot liquid which keeps the boiling point of the isocyanate at the working pressure or it may be a thin film device g or act an evaporator, wherein the distillation off a thin film that flows down the inner walls of a container.
Schwierigkeiten werden manchmal bei der Destillation von festen Isocyanaten dieser Art angetroffen, da das destillierte Isccyanat sublimiert. Ξε wurde gefunden, daß dies weitgehend dadurch beseitigt werden kann, daß man das Isocyanst in ein niedrigsiedendes Lösungsmittel eindestilliert, wobei das Lösungsmittel in Destillaticnsauffangbehälter auf Rücl:- fluf: rehalten v/ird. Auf diese Weise wird daß Isocyanat in Lesung im Lösungsmittel aufgefangen, wodurch eine Sublin.aticn verhindert v/ird, durch welche Verstopfungen ausgelöst werden können. Durch eine geeignete Auswahl des Lösungsmittels der gebildeten Isocyanatlösung wird beim- Abkühlen dasDifficulties are sometimes encountered in the distillation of solid isocyanates of this type as this distilled Isccyanate sublimates. Ξε has been found to largely do this can be eliminated by distilling the isocyanate into a low-boiling solvent, with the solvent in the distillation container on the back: - fluf: rehalten v / ird. In this way, the isocyanate in Reading trapped in the solvent, creating a Sublin.aticn prevents clogging which can cause blockages. By a suitable selection of the solvent the isocyanate solution formed becomes the
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±sccyanat in kristalliner Form abgeschieden. Auf diese Veise kann eine Kristallisationsstufe in die Destillation einverleibt v/erden. 3in geeignetes Lösungsmittel für die Verwendung nit 1,4-Bis-(isocyanatomethyl)-durql ist ortho-DichlorobenEol, aber andere chlorierte Bensole können ebenfalls verwendet werden.± sccyanate deposited in crystalline form. In this way a crystallization stage can be incorporated into the distillation. 3in suitable solvent for use nit 1,4-bis (isocyanatomethyl) -durql is ortho-dichlorobeneol, but other chlorinated benzene sols can also be used.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläuert, worin alle Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind.The invention is explained in more detail by the following examples, wherein all parts and percentages are expressed by weight are.
6OC Teile rohes 1,4-Bis-(isocyanatomethyl)durol (Konzentration gemäß Isocyanattitration auf ein Molekulargewicht von 244, 84,3 £) und 2 400 Teile flüssiges Paraffin B.P. wurden in einen Silverson-Mischerr-Smulgator (Labormodell, welches mit einem Emulgierkopf ausgerüstet war) gemahlen, um eine stabile Dispersion herzustellen. Diese wurde in eineinit einen Kantel versehenen Tropftrichter.eingebracht, der dadurch auf 95 bis 100 C erhitzt worden war, daß Dampf durch den Kante! hindurchgeführt und daß"er durch sorgfältiges Anwenden von Vakuum entlüftet wurde. Die heiße Dispersion wurde- langsam auf 640 Teile flüssiges Paraffin B.P. geführt, welches unter einem Vakuum von 5 bis 3. am Hg bei 24C bis 2500C gerührt wurde. Das Isocyanat destillierte entlang eines elektrisch erhitzten Armes zum Aufnahmebehälter, der 1560 Teile auf Rückfluß gehaltenes (55 bis 600C) o-Dichlorobenzol enthielt, um eine Verstopfung-aufgrund von Sublimation zu verhindern. Nach beendeter Zugabe wurde die Destillen-Tenperatur während 30 Minuten auf 2600C angeheben. Die Destille, wurde auf 230°C abkühlen gelassen, worauf der Druck auf 40 mm Hg erhöht wurde, so daß die Rückflußtenperatur des o-Dichlorobenzols, auf 95 bis 100 C stieg. liacJ den alles Isocyanat aufgelöst worden war, wurde die o-Di-6OC parts of crude 1,4-bis (isocyanatomethyl) durol (concentration according to isocyanate titration to a molecular weight of 244.84.3 pounds) and 2,400 parts of liquid paraffin BP were placed in a Silverson-Mischerr-Smulsifier (laboratory model, which has an emulsifying head was equipped) milled to produce a stable dispersion. This was placed in a dropping funnel provided with a bevel, which had been heated to 95 to 100 ° C. by letting steam flow through the edge! passed, and in that "he The hot dispersion was deaerated by carefully applying a vacuum. wurde- slowly to 640 parts of liquid paraffin BP out, which was stirred under a vacuum of 5 to 3. On Hg at 24C to 250 0 C. The isocyanate distilled held along an electrically heated arm to the receiving container, of 1560 parts to reflux (55 to 60 0 C) o-dichlorobenzene containing a to prevent constipation due to sublimation. After complete addition, the Destillen-Tenperatur during 30 minutes at 260 0 C. The still was allowed to cool to 230 ° C., whereupon the pressure was increased to 40 mm Hg, so that the reflux temperature of the o-dichlorobenzene rose to 95 to 100 ° C. When all the isocyanate had been dissolved, the o-tue-
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chlorcbenzcl-Lösung durch einen vorerhitzen ^c-iirrcrrt-n Glastrichter filtriert, der Filtrierhilfsnitiel enthielt. Die Filtrate wurden auf unter 5°C abgekühlt, und'durch Filtration wurde ein Feststoff erhalten. Der Filterkuchen wuri-?. rit 300 Teilen Petroläther 100 bis 12C0C gewaschen und bei 6C bis 70 C 24 Stunden unter einem Vakuum von 15 se: Hg gexrocknet. . ■■The chlorobenzene solution was filtered through a preheated glass funnel containing filter aid. The filtrates were cooled to below 5 ° C and a solid was obtained by filtration. The filter cake wuri- ?. Washed with 300 parts of petroleum ether at 100 to 12C 0 C and dried at 6C to 70 C for 24 hours under a vacuum of 15 sec: Hg. . ■■
Das Gewicht des getrockneten destillierter. 1,4-5i£-(is"ccyanatometfcyl)-durols betrug 420 Teile. Die Zcnzentratior.The weight of the dried distilled. 1,4-5i £ - (is "ccyanatometfcyl) -durols was 420 parts. The Zcnzentratior.
geiza3 NCC-Titration war 9o,6 γ. = 81,9 % Ausbeute bei 100./;.geiza3 NCC titration was 9o, 6γ . = 81.9 % yield at 100./ ;.
50 Teile rohes trans-trans-4>41-Diisocyanato-dicyclchv:<vlnethan (Konzentration durch Isocyanattitraticn bei einen II.G. von 262, S7,3 %) und 200 Teile flüssiges Paraffin 3.P. 7/urden mit einem Silvers on-Mi ε ehe r-Er:ulgator (LaborEcdeli, velches nit einen Emulgierlcopf ausgerüstet v/ar) gemahlen, xizi eine stabile Dispersion herzustellen. Die Dispersion AOirde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 bei 220 bis 24CGC und 5 bis 6 Em Kg destilliert, wobei 1GC Teile c-Dichlorbenzol im Aufnahmebehälter verwendet wurden. Das rohe Produkt wurde durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 1 erhalten und enthielt gemäß einer Bestimmung der Iscoyanat-.. gruppen trans-trans-4,4'-Diisccyanato-dicyclchexylC'3u;:a::50 parts of crude trans-trans-4 > 4 1 -diisocyanato-dicyclchv: <vinethane (concentration by isocyanate nitrate with an II.G. of 262, S7.3 %) and 200 parts of liquid paraffin 3.P. 7 / are ground with a Silvers on-Mi ε ehe r-Er: ulgator (LaborEcdeli, Velches not equipped with an emulsifying head) to produce a stable dispersion. The dispersion AOirde as to 24C G C and 5 to 6 Em Kg distilled at 220 in a similar manner to Example 1, whereby parts have been 1GC c-dichlorobenzene used in the receiving container. The crude product was obtained by a method similar to Example 1 and, according to a determination of iscoyanate .. groups, contained trans-trans-4,4'-diisccyanato-dicyclchexylC'3u;: a ::
ifif
nit einer Reinheit von 98,2 %. with a purity of 98.2 %.
e i 3 D i e 1e i 3 D i e 1
250 Teile rohes 1f4-Bic-(i3ocyana'tcnethyl)-iurol (Hen zentraticn durch Titration auf ein Molekular;rev/icht von 24^, 90,6 %), 550 Teile Risolla ül 17 und 2CC Teils Risülia Cl '}'f> wurden mit einem Silver-scri-^iseli-r-krailj^- ~or (Labornodell, welches aix eineia Eiiulgierkopf ausgerll.250 parts crude 1 f 4-bic- (i3ocyana'tcnethyl) -iurol (Hen centraticn by titration on a molecular; rev / icht of 24 ^, 90.6 %), 550 parts Risolla ul 17 and 2CC parts Risülia Cl '} 'f> were equipped with a silver-scri- ^ iseli-r-krailj ^ - ~ or (laboratory model, which aix an egg emulsifier head.
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Y'sr) gemahlen, um eine stabile Dispersion herzustellen. Di-ise wurde sorgfältig unter einem vermindertem Druck von 10 zn Hg entlüftet. Proben "wurde -nach .Bedarf entnommen, um zwei Behälter eines Labordünnfilm-Verdampfers, bei dem die Wände gewiß ent wurden, zu füllen und zu ergänzen.Y'sr) milled to make a stable dispersion. Di-ise was carefully deaerated under a reduced pressure of 10 zn Hg. Samples "were taken as required, around two containers of a laboratory thin-film evaporator in which the walls were certainly designed to fill and complete.
Der Verdampfer wurde dadurch erhitzt, da3 Thermex-Dampf bei seiner atmosphärischen Siedetemperatur vor. 256"C durch den Mantel hindurchgeführt'wurde. Bei einem Druck ■ vor. 10 EJIi1Kg in der gesamten Vorrichtung wurde die Emulsion von einem jeden der Zuführbehälter mit einer Maximaigeschwir.digkeit -zugeführt, welche eine Aufrechterhal~ung der Manteltemperatur gestattete.The evaporator was heated by having Thermex steam at its atmospheric boiling point. 256 "C was passed through the jacket. At a pressure of 10 EJIi 1 Kg in the entire device, the emulsion was fed from each of the feed containers with a maximum speed which allowed the jacket temperature to be maintained.
Das Destillat ging durch einen luftgekühlten Arm hindurch, ir. welchem es teilweise kondensiert wurde, und ging cu eir.sm Aufnahmebehälter, der in einem mit einer Schlange gekühlten Wasserbad angeordnet war. Die Temperatur des Wasserbaues stellte sich auf etwa.40 C ein. Unter diesen Bedingungen destillierte etwas Risella Cl in den vertikalen Ausgang vom Aufnahmebehälter, wodurch Verstcpfungen vermieden wurden.The distillate passed through an air-cooled arm, ir. which it was partially condensed, and went cu eir.sm receptacle that is in one with a snake chilled water bath was arranged. The temperature of the Hydraulic engineering set itself at around .40 C. Under these Some Risella Cl distilled in the vertical conditions Exit from the receptacle, eliminating blockages were avoided.
790 Teile des Destillats vairden mit 6JC Teilen o-Dichlcrobensol verdünnt,und es wurde eine Lösung durch Erhitzen auf 9C"C hergestellt. Diese heiße Lesung wurde durch einen vorerhitzen gesinterten Giactrichter hindurchgeführt. 95 Teile einer heißen c—Dlchlorobsnzol-Waschung Vfurd -.i ir. di? gc-filterten Flüssigkeit en einverleibt. Dio Flüs-J-.?!:cit;on vairden auf Räumtc3if eratur abkühlen gel^ssrr. und dir Eris~r-.lle vraraeii dciin durch Filtration abrrrr-"'nr.t, Machieix. -:ie mit 270 Teiler. c-Dichlcrobenzol und 20c Teiler. Fv~:r3"lä~lisr" (Ξ.0 bis 'CODC) ■ r-2v:&sehen worden war^r., v.'^rir.n eic·. 24 Stunden bei oOVJC fretrocknet. ■790 parts of the distillate were diluted with 6C parts of o-dichlorobenzene and a solution was prepared by heating to 9C. This hot reading was passed through a preheated sintered glass funnel. 95 parts of a hot c-dichlorobenzene wash Vfurd -.i ir. di? gc-filtered liquid en incorporated. Dio Flüs-J -.?!: cit; on vairden to cool down to room temperature let ^ ssrr. and you eris ~ r-.lle vraraeii dciin by filtration abrrrr - "'no. t, Machieix. -: ie with 270 divisors. c-Dichlcrobenzene and 20c divider. Fv ~: r3 "lä ~ lisr" (Ξ.0 to 'CO D C) ■ r-2v: & had been seen ^ r., V.' ^ Rir.n eic ·. 24 hours at oO VJ C f retry. ■
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Zas Gev.'icht des getrockneten destillierten 1,4-Bis-(isocyar.atcr:5thyl)-durols war 169 Teile (Konzentration durch KCC-Titraticn = 100 %) = Ausbeute von 74,6 >i bei 100 fr. The total of the dried distilled 1,4-bis- (isocyar.atcr: 5thyl) -durols was 169 parts (concentration by KCC-Titraticn = 100 %) = yield of 74.6> i at 100 fr.
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