ES2908060T3 - Procedimiento para la preparación de isocianatos - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la preparación de isocianatos mediante reacción de las aminas correspondientes con fosgeno que comprende las etapas (a) suministrar al menos una corriente de reactivos que contenga amina y al menos una corriente de reactivos que contenga fosgeno, (b) mezclar las corrientes de reactivos con al menos una mezcla de reacción en una zona de mezcla, (c) hacer reaccionar la al menos una mezcla de reacción en una zona de reacción, y (d) tratar la al menos una mezcla de productos obtenida a partir de (c), en cuyo caso (iii) la zona de mezcla y la zona de reacción se componen de al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado una de otra que comprenden respectivamente al menos una unidad de mezcla y al menos una unidad de reacción, en cuyo caso, controlables por separado una de otra significa que las ramas individuales conectadas en paralelo están separadas una de otra de manera bloqueable y pueden funcionar respectivamente de modo independiente una de la otra.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la preparación de isocianatos
La presente solicitud de patente reivindica la prioridad de la solicitud provisional de patente estadounidense pendiente 61/393,006 con fecha de presentación el 14 de octubre de 2010, que se incorpora por referencia en su totalidad a la presente solicitud de patente.
La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de isocianatos mediante la reacción de las aminas correspondientes con fosgeno, en el que el fosgeno y la amina se mezclan primero en una zona de mezcla y reaccionan en una zona de reacción para obtener isocianato. La zona de mezcla y la zona de reacción están compuestas de al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí que comprenden respectivamente al menos una unidad de mezcla y al menos una unidad de reacción.
La preparación de isocianatos por medio de fosgenación de las aminas correspondientes puede llevarse a cabo, en principio, mediante una fosgenación en fase líquida o una fosgenación en fase gaseosa. A diferencia de la fosgenación en fase gaseosa, la reacción durante la fosgenación en fase líquida se lleva a cabo a bajas temperaturas; además, no se requiere la evaporación de los reactivos.
Durante la fosgenación en fase líquida, se suministra una corriente de reactivo que contiene amina en la fase líquida. Esta se mezcla con una corriente de reactivos que contiene fosgeno. Aquí, el fosgeno puede disolverse en un disolvente inerte. Posteriormente, la corriente de reactivos que contiene fosgeno se inyecta en un dispositivo de mezcla en el que se mezcla con la corriente de reactivos que contiene amina. La amina y el fosgeno se convierten en los isocianatos correspondientes mediante la liberación de HCl.
Es necesaria una mezcla rápida de la amina con el fosgeno porque el isocianato resultante reacciona con el exceso de amina para dar urea u otros subproductos que interfieren y son altamente viscosos y sólidos a una concentración de fosgeno es demasiado baja. Por esta razón, se requiere una mezcla rápida y un corto tiempo de residencia en la cámara de reacción.
En la publicación WO 2010/015667 A1 se describe un procedimiento para la fosgenación en fase líquida de aminas para la preparación de isocianatos.
Durante la fosgenación en fase gaseosa, una corriente de reactivos que contienen amina y una corriente de reactivos que contiene fosgeno se mezclan en estado gaseoso. La amina y el fosgeno se convierten en los isocianatos correspondientes con liberación de HCl. La corriente de reactivos que contiene amina generalmente se encuentra en fase líquida y debe evaporarse y, si es necesario, sobrecalentarse antes de mezclarse con la corriente que contiene fosgeno.
Debido a la baja presión de vapor, especialmente de las diaminas, la evaporación tiene lugar a temperatura elevada. Sin embargo, esto también causa reacciones de descomposición de las aminas o diaminas, por ejemplo, desaminaciones, desmetilaciones y dimerizaciones, que tienen un efecto negativo en la selectividad del procedimiento general.
Además, se establecen rápidamente reacciones reactivas cuando las dos corrientes reactivas entran en contacto debido a las altas temperaturas. Además de la fosgenación de la amina para obtener isocianato, pueden tener lugar reacciones secundarias indeseables y posteriores. Por ejemplo, el isocianato, ya formado con amina que aún no ha reaccionado, puede formar una urea. Además, también se pueden originar carbodiimidas y cianuratos. Por un lado, esto afecta la selectividad del procedimiento, por otro lado, los subproductos sólidos formados pueden conducir a obstrucciones y, por lo tanto, tener un efecto negativo en la vida útil de los equipos. Por lo tanto, el objetivo es generalmente mezclar las corrientes de reactivos lo más rápido posible para evitar en la medida de lo posible las relaciones de mezcla que aceleran la formación de componentes secundarios.
En la publicación EP 1319655 A2 se describe un procedimiento para la preparación de (poli)isocianatos en la fase gaseosa con mezcla optimizada de los reactivos.
Otro ejemplo de un procedimiento para preparar (poli)isocianatos en la fase gaseosa, mediante la fosgenación de las (poli)aminas correspondientes, se divulga en la publicación EP 1449826 A1.
Por lo tanto, tanto en la fosgenación en fase gaseosa como en la fosgenación en fase líquida, la mezcla de los reactivos y el tiempo de residencia de la mezcla de reacción en los espacios de reacción correspondientes son parámetros críticos. Por lo tanto, los equipos para la preparación de isocianatos por fosgenación de aminas deben adaptarse a los requisitos especiales con respecto a la mezcla rápida de las corrientes de reactivos y las estrechas ventanas de tiempo de residencia. Los equipos para la fosgenación de aminas están diseñados esencialmente para las corrientes de cantidades máximas o la carga nominal respectiva. Esto significa que tanto los dispositivos de mezcla, como las boquillas, también las cámaras de reacción, por ejemplo, los reactores de tiempo de residencia, funcionan con la carga nominal en el rango óptimo con pureza de los productos, rendimiento optimizado, etc. Sin embargo, si el equipo no se utiliza completamente, es decir, solo se opera a una parte de la carga nominal, los tiempos de permanencia cambian, por ejemplo, y el equipo ya no funciona en el rango óptimo. Este es el caso, por ejemplo, durante las operaciones de puesta en marcha y parada, la utilización parcial del equipo o el mal funcionamiento del equipo. En estos casos de carga reducida, tanto los dispositivos de mezcla como los reactores de tiempo de residencia no funcionan en el rango óptimo. El resultado son pérdidas de rendimiento, problemas de ensuciamiento y/o pérdidas de calidad.
El objeto de la presente invención era, por lo tanto, proporcionar un procedimiento para la preparación de isocianatos haciendo reaccionar las aminas correspondientes con fosgeno, que también puede llevarse a cabo a diferentes tasas de utilización sin los problemas descritos anteriormente; la mezcla y/o la reacción en la respectiva ventana de tiempo de residencia optimizada se debe efectuar incluso particularmente al manejar el equipo en el rango de carga parcial.
Este objeto se logra según la invención mediante el siguiente procedimiento para la preparación de isocianatos haciendo reaccionar las aminas correspondientes con fosgeno que comprende las etapas
(a) proporcionar al menos una corriente de reactivos que contenga aminas y al menos una corriente de reactivos que contenga fosgeno,
(b) mezclar las corrientes de reactivos para obtener al menos una mezcla de reacción en una zona de mezcla,
(c) hacer reaccionar al menos una mezcla de reacción en una zona de reacción, y
(d) tratar la mezcla de productos obtenida a partir de (c),
en cuyo caso
iii) la zona de mezcla y la zona de reacción estén compuestas cada una de al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí, cada una de las cuales comprende al menos una unidad de mezcla y al menos una unidad de reacción.
Por "controlable por separado" se entiende, en el contexto de la invención, que las ramas individuales conectadas paralelamente son bloqueables por separado entre sí y cada una puede ser operada independientemente una de la otra.
Se entiende por "unidad" (unidad de mezcla, unidad de reacción o unidad de apagado) en el contexto de la invención, en cada caso, un dispositivo en el que se puede llevar a cabo la etapa del procedimiento respectivo (mezcla, conversión o apagado). Como unidad de reacción, por ejemplo, se puede utilizar un reactor tubular, como unidad de mezcla un mezclador dinámico con sistema de rotor/estator y como unidad de apagado un dispositivo adecuado para el apagado.
Dependiendo del número N de las ramas paralelas, las unidades de mezcla o las unidades de reacción están diseñadas para una capacidad de 1/N de la capacidad total. En el caso de una operación de carga parcial, solo se pone en funcionamiento el número requerido de ramas, por lo que cada una de estas ramas funciona en el rango óptimo. Las ramas individuales pueden tener cada una la misma capacidad, es decir, estar diseñadas para la misma carga nominal, pero las ramas individuales también pueden tener diferentes capacidades o estar diseñadas para diferentes cargas nominales. Según la invención, la zona de mezcla y la zona de reacción están compuestas cada una por dos ramas de la misma capacidad, tres ramas cada una con la misma capacidad o cuatro ramas cada una con la misma capacidad. Una rama puede comprender una o más unidades del mismo tipo, es decir, unidades de mezcla, unidades de reacción, unidades de apagado, que están conectadas una tras otra o en paralelo.
Con el procedimiento según la invención se pueden preparar diferentes cantidades de producto deseado en un equipo, pero siempre se pueden mantener los parámetros de funcionamiento óptimos para las ramas individuales, de modo que en cada caso se efectúe una buena y rápida mezcla de las corrientes de reactivos y/o se mantengan los tiempos de residencia de las corrientes de reactivos o de la mezcla de productos según los valores ventajosos para las ramas individuales. Esto conduce a menos subproductos no deseados. Al mismo tiempo, sin embargo, se pueden utilizar las ventajas de un tratamiento conjunto de las corrientes de producto en una rama, por ejemplo, guardando tuberías adicionales, equipos de destilación, depuradores, etc. También hay menos problemas de ensuciamiento. Además, el procedimiento según la invención permite de modo comparativamente fácil una ampliación de la capacidad posterior, ya que se pueden desarrollar una o más ramas nuevas que comprenden una o más unidades de mezcla, unidades de reacción y/o unidades de apagado o unidades adicionales para tratamiento, mientras que las ramas ya existentes esencialmente pueden continuar siendo operadas.
Según la invención, tanto la zona de mezcla como la zona de reacción están compuestas por al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí, en cuyo caso cada rama comprende al menos una unidad de mezcla y al menos una unidad de reacción (variante (iii)). Una forma de realización de la variante (iii) del procedimiento según la invención se muestra esquemáticamente en la Figura 1c.
Para la preparación del isocianato, la corriente de reactivos que contiene al menos un fosgeno y la corriente de reactivos que contiene al menos una amina se suministran primero a la zona de mezcla en la que tiene lugar la mezcla de corrientes de reactivos que contienen aminas y corrientes de reactivos que contienen fosgeno para obtener una mezcla de reacción [etapa b)]. Se debe prestar atención a una mezcla suficientemente rápida de los reactivos. en principio se conocen procedimientos para llevar a cabo tiempos de mezcla cortos. Los dispositivos de mezcla con mezcladores dinámicos o estáticos se pueden utilizar en las unidades de mezcla. Según la invención preferentemente se utilizan uno o más dispositivos de mezcla estáticos en las unidades de mezcla. Como dispositivos de mezcla estáticos son adecuados, por ejemplo, las boquillas conocidas por la tecnología de combustión, boquillas de chorro liso o boquillas de Venturi, así como boquillas Laval. Un diseño particularmente ventajoso de un dispositivo de mezcla estático se describe en la publicación WO2010/015667 A1. Como mezcladores dinámicos, por ejemplo, se pueden utilizar sistemas de rotor/estator que están dispuestos en las unidades de mezcla. Según la invención, se prefieren los dispositivos de mezcla estáticos, en particular las boquillas.
Después de mezclar las corrientes de reactivos para obtener al menos una mezcla de reacción, la mezcla de reacción reacciona en una zona de reacción de al menos una unidad de reacción (etapa c)). Los reactores que se pueden utilizar como unidades de reacción para la fosgenación de una amina para la preparación de isocianatos son conocidos por los expertos en la técnica. Preferiblemente, una zona de reacción comprende al menos un reactor de tiempo de residencia en cada caso. Preferiblemente, las columnas de reacción, los reactores tubulares y/o las cascadas de tanques agitados se utilizan como reactores de tiempo de residencia.
En la zona de reacción, la amina reacciona con el fosgeno para obtener el isocianato y el cloruro de hidrógeno correspondientes. Por lo general, el fosgeno se agrega en exceso, de modo que la mezcla de reacción formada en la zona de reacción también contiene fosgeno además del isocianato formado con el cloruro de hidrógeno.
A continuación de la etapa c), en la etapa d) se efectúa el tratamiento de la mezcla de productos obtenida en la etapa (c).
Según una forma de realización preferida de la invención, el tratamiento se lleva a cabo en la etapa (d) del procedimiento según la invención en una rama común. Esto significa que las mezclas de productos originarias de las zonas de reacción compuestas por al menos dos ramas conectadas paralelamente y controlables por separado una de otra, opcionalmente se combinan y se tratan juntas en una sola rama. La separación de los isocianatos deseados y la separación de los disolventes, gases inertes, reactivos y medios de apagado que están contenidos opcionalmente en la mezcla del producto, los lavados realizados opcionalmente de la mezcla del producto y las condensaciones se realizan conjuntamente.
Si una rama conectada en paralelo que comprende una o más unidades de mezcla, unidades de reacción y/o unidades de apagado u otras unidades para tratamiento se apagan completamente, la rama concerniente o una o más de las unidades concernientes generalmente se enjuaga después del apagado para recuperar cualquier residuo de reactivo, residuo de productos, etc. existentes y/o para limpiar la rama desconectada o las unidades desconectadas. Por el contrario, al conectar una rama que no se encuentra en funcionamiento previamente conectada en paralelo, que comprende una o varias unidades de mezcla, unidades de reacción y/o unidades de apagado u otras unidades para el tratamiento de la al menos una mezcla de producto obtenida de la etapa (c), estas unidades pueden enjuagarse y/o llenarse antes de conectarse con las correspondientes mezclas de reactivos/de reacción, etc. Las al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí según el procedimiento inventivo generalmente también incluyen, por lo tanto, los dispositivos correspondientes comúnmente utilizados por la persona experta para enjuagar/suministrar, etc.
El procedimiento según la invención es adecuado tanto para la fosgenación en fase gaseosa como también para la fosgenación en fase líquida.
Según una forma de realización de la invención, la reacción de la amina y el fosgeno tiene lugar en la zona de reacción en la fase gaseosa. Para este propósito, la presión en la zona de reacción suele estar en el rango entre 0,3 a 3 bar absoluto, preferiblemente en el rango de 0,8 a 3,0 bar absoluto. La temperatura suele estar en el rango de 250 a 550 °C, preferiblemente en el rango de 300 a 500 °C.
Para poder llevar a cabo la reacción en la fase gaseosa se prefiere agregar la amina y el fosgeno en forma gaseosa. Para este propósito la amina preferiblemente tiene una temperatura en el rango de 200 a 400 ° C. La presión en la zona de mezcla está preferiblemente en un rango de 0,05 a 3 bar absoluto y la temperatura en la zona de mezcla en un rango de 200 a 400 °C. La temperatura en la zona de mezcla resulta de la temperatura del fosgeno y la amina que fluyen hacia la zona de mezcla. La temperatura del fosgeno agregado está preferiblemente en el rango de 250 a 450 °C. Para este propósito, el fosgeno generalmente se calienta antes de la adición de una manera conocida por los expertos en la técnica.
Para calentar el fosgeno y la amina y para evaporar la amina se utiliza, por ejemplo, un calentador eléctrico o un calentamiento directo o indirecto por combustión de un combustible. Los gases combustibles como el gas natural generalmente, por ejemplo, se utilizan como combustibles. Sin embargo, reduciendo la temperatura de ebullición mediante disminución de la presión de la amina, también es posible un calentamiento, por ejemplo, por vapor de agua. Dependiendo de la temperatura de ebullición de la amina, se selecciona la presión del vapor de agua. Una presión de vapor adecuada del vapor de agua está, por ejemplo, en el rango de 40 a 100 bar. Esto da como resultado una temperatura del vapor de agua en el rango de 250 a 311 °C. Sin embargo, también es posible utilizar vapor de agua con una temperatura de más de 311 °C para evaporar la amina.
En general, es necesario calentar la amina a la temperatura de reacción en varias etapas. En general, la amina se precalienta primero, luego se evapora y luego se sobrecalienta. En general, la evaporación requiere los tiempos de residencia más largos y, por lo tanto, conduce a la descomposición de la amina. Para minimizar esto, es ventajosa la evaporación a temperaturas más bajas como resulta, por ejemplo, por la presión más baja. Para sobrecalentar la amina evaporada a la temperatura de reacción después de la evaporación, el calentamiento con vapor de agua generalmente no es suficiente. Para el sobrecalentamiento, por lo tanto, generalmente se utiliza un calentador eléctrico o un calentamiento directo o indirecto por combustión de un combustible.
En contraste con la evaporación de la amina, la evaporación del fosgeno generalmente tiene lugar a temperaturas significativamente más bajas. Por esta razón, el vapor de agua generalmente se puede utilizar para evaporar el fosgeno. Sin embargo, el sobrecalentamiento necesario del fosgeno para calentarlo a la temperatura de reacción generalmente solo es posible mediante un calentador eléctrico o un calentamiento directo o indirecto por combustión de un combustible.
Preferiblemente, la corriente de reactivos que contiene al menos una amina y la corriente de reactivos que contiene al menos un fosgeno se transfieren respectivamente a la fase gaseosa en al menos una zona de evaporación y, opcionalmente, se siguen sobrecalentando en al menos una zona de sobrecalentamiento. La zona de evaporación y/o la zona de sobrecalentamiento pueden estar compuestas por al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí, que comprenden respectivamente al menos una unidad de evaporación y/o al menos una unidad de sobrecalentamiento. Preferiblemente, tanto la zona de evaporación como la zona de sobrecalentamiento se componen respectivamente de una rama.
En este caso, la corriente de reactivos que contiene al menos una amina puede evaporarse en una zona de evaporación que está compuesta de al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí que comprenden respectivamente al menos una unidad de evaporación. La corriente de reactivos que contiene al menos una amina también puede sobrecalentarse en al menos una zona de sobrecalentamiento que está compuesta de al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí que comprenden respectivamente al menos una unidad de sobrecalentamiento. Preferiblemente, la corriente de reactivos que contiene al menos una amina se transfiere tanto a al menos una zona de evaporación en la fase gaseosa y se sobrecalienta en al menos una zona de sobrecalentamiento, cada una de las cuales se compone de al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí, cada una de las cuales comprende al menos una unidad de evaporación y al menos una unidad de sobrecalentamiento.
Lo mismo se aplica a la corriente de reactivos que contiene al menos un fosgeno. Preferiblemente, tanto la corriente de reactivos que contiene al menos una amina como la corriente de reactivos que contiene al menos un fosgeno se transfieren a la fase gaseosa en al menos una zona de evaporación y se sobrecalientan en al menos una zona de sobrecalentamiento. Tanto la zona de evaporación como también la zona de sobrecalentamiento pueden estar compuestas por al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí que comprenden respectivamente al menos una unidad de evaporación y al menos una unidad de sobrecalentamiento. Preferiblemente, tanto la zona de evaporación como también la zona de sobrecalentamiento se componen respectivamente de una rama.
La reacción en la fase gaseosa puede llevarse a cabo en presencia de al menos un medio inerte. El medio inerte se puede agregar a la corriente de reactivos que contiene fosgeno y/o a la corriente de reactivos que contiene amina.
Los medios inertes que se pueden agregar son aquellos que son gaseosos en la cámara de reacción y no reaccionan con los compuestos que se originan en el transcurso de la reacción. Como medio inerte se pueden utilizar, por ejemplo, nitrógeno, gases nobles como helio o argón, compuestos aromáticos como clorobenceno, o-diclorobenceno, triclorobenceno, tolueno, xileno, cloranaftalina, decahidronaftalina, dióxido de carbono o monóxido de carbono. Preferiblemente, sin embargo, como medio inerte se utilizan nitrógeno y/o clorobenceno.
En general, el medio inerte se añade en una cantidad tal que la relación entre los volúmenes de gas del medio inerte con la amina o con el fosgeno sea inferior a 0,0001 a 30, preferiblemente inferior a 0,01 a 15 y, en particular, preferiblemente inferior a 0,1 a 5.
Para evitar la formación de subproductos, se prefiere suministrar fosgeno en exceso. Para suministrar solo la fracción de aminas necesaria para la reacción, es posible mezclar la amina con un gas inerte. Debido a la fracción de gas inerte en la amina, se puede ajustar la cantidad de amina suministrada con una geometría dada de las aberturas de alimentación para la amina y el fosgeno.
En el caso de la fosgenación en fase gaseosa se debe procurar que los compuestos que están presentes en el transcurso de la reacción, es decir, los reactivos (amina y fosgeno), los intermedios (en particular los cloruros de monoy dicarbamoilo que se originan como intermedio), los productos finales (diisocianato) y los compuestos inertes añadidos opcionalmente, permanezcan en las condiciones de reacción en la fase gaseosa. Si estos u otros componentes de la fase gaseosa, por ejemplo, se depositan en la pared del reactor u otros componentes del aparato, estas deposiciones pueden cambiar indeseablemente la transferencia de calor o el flujo a través de los componentes afectados. Esto es especialmente cierto cuando se producen los clorhidratos de amina, que se forman a partir de grupos amino libres y cloruro de hidrógeno, ya que los clorhidratos de amina resultantes precipitan fácilmente y son difíciles de evaporar nuevamente.
Para reducir o evitar la formación de subproductos indeseables y también para evitar la descomposición del isocianato formado, el gas de reacción se enfría preferiblemente inmediatamente después de la reacción en un medio de apagado. Para este propósito, se agrega un medio de apagado preferiblemente líquido. Al evaporar el medio de apagado, éste absorbe calor y conduce a un enfriamiento rápido del gas de reacción.
Según una forma de realización preferida del procedimiento, en el caso de la fosgenación en fase gaseosa, la al menos una mezcla de producto obtenido de la etapa (c) se enfría en al menos una zona de apagado. El apagado se lleva a cabo en una zona de apagado, que se compone de una o al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado una de otra, que comprenden respectivamente al menos una unidad de apagado. En la realización según la invención de la fosgenación en la fase gaseosa, la zona de mezcla (etapa (b)) y la zona de reacción (etapa (c)) y/o el apagado (como parte del tratamiento de la al menos una mezcla de reacción obtenida de la etapa (c) en la etapa (d)) pueden estar compuestas de al menos dos ramas conectadas paralelamente y controlables por separado una de otra, en cuyo caso las ramas, dependiendo de la realización, comprenden al menos una unidad de mezcla y al menos una unidad de reacción y al menos una unidad de reacción y al menos una unidad de apagado.
De modo particularmente preferible, el procedimiento según la invención se lleva a cabo de tal manera que la zona de mezcla, la zona de reacción y la zona de apagado están compuestas por al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí, en cuyo caso cada una de estas ramas conectadas paralelas comprende al menos una unidad de mezcla, al menos una unidad de reacción y al menos una unidad de apagado. Por ejemplo, el procedimiento se puede llevar a cabo con dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí, en cuyo caso cada una de las dos ramas comprende al menos una unidad de mezcla, al menos una unidad de reacción y al menos una unidad de apagado, de modo que la zona de mezcla, la zona de reacción y la zona de apagado están compuestas cada una por dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí. Una rama puede comprender una o más unidades de la misma variedad, es decir, unidades de mezcla, unidades de reacción, unidades de apagado) que están conectadas una tras otra o en paralelo.
En particular, se logra un enfriamiento rápido añadiendo el medio de apagado finamente atomizado. Como resultado, el medio de apagado tiene una gran área de superficie y puede absorber rápidamente el calor y, por lo tanto, enfriar el gas de reacción.
En particular, cuando se utiliza un medio de apagado que tiene una temperatura de ebullición inferior a la temperatura de condensación del gas de reacción en las condiciones de la cámara de apagado, la presión en las líneas de suministro aumenta en comparación con la presión en la cámara de apagado para evitar la evaporación del medio de apagado antes de la adición a la cámara de apagado.
La presión con la que se añade el medio de apagado se encuentra preferentemente en el rango de 1 a 20 bares, más preferiblemente en el rango de 1 a 10 bares y, en particular, en el rango de 1 a 8 bares.
El medio de apagado utilizado para el enfriamiento contiene preferentemente un disolvente seleccionado del grupo formado por monoclorobenceno, diclorobenceno, triclorobenceno, hexano, benceno, 1,3,5-trimetilbenceno, nitrobenceno, anisol, clorotolueno, o-diclorobenceno, isoftalato de dietilo, tetrahidrofurano, dimetilformamida, xileno, cloranaftalina, decahidronaftalina y tolueno.
Preferiblemente, el medio de apagado contiene una fracción de la corriente de producto enfriado durante el apagado, de modo particularmente preferible una fracción de la corriente de producto ya enfriado durante el apagado se utiliza como medio de apagado. En este caso, el medio de apagado generalmente no contiene disolvente, sino solo las fracciones de la corriente de producto condensadas durante el apagado.
Para evitar la formación de depósitos en tuberías, dispositivos de control y otras piezas de aparatos, en particular en las boquillas atomizadoras del dispositivo de apagado, las partículas sólidas contenidas en el medio de apagado se eliminan opcionalmente antes de agregarse al apagado.
Si un isocianato está contenido en el medio de apagado, se prefiere particularmente si el isocianato formado durante la reacción se enfría primero durante el apagado y, opcionalmente, en las etapas de enfriamiento posteriores y después del enfriamiento se utiliza una corriente parcial como medio de apagado.
Se prefiere si el medio de apagado se agrega líquido para lograr un enfriamiento rápido del gas de reacción durante el apagado. La temperatura del medio de apagado está preferiblemente en el rango de 0 a 250 °C, en particular en el rango de 20 a 220 °C. Al introducir el medio de apagado en el gas de reacción caliente, el medio de apagado se calienta y/o se evapora. El calor requerido para calentar y evaporar el medio de apagado se extrae del gas de reacción y el gas de reacción se enfría de esta manera. La temperatura a la que se enfría el gas de reacción se puede ajustar, por ejemplo, por la cantidad y la temperatura del medio de apagado añadido.
Si es necesario, para ajustar la temperatura a la que se agrega el medio de apagado a la cámara de apagado, el medio de apagado se pasa preferiblemente a través de un intercambiador de calor. Dependiendo de la temperatura de entrada del medio de apagado en el intercambiador de calor, el medio de apagado se puede calentar o enfriar en este. Entonces, el apagado es necesario, por ejemplo, si una fracción de la corriente de producto que se utiliza como medio de apagado se retira directamente después del apagado. El calentamiento puede ocurrir, por ejemplo, si la fracción de la corriente de producto que se utiliza como medio de apagado se retira al final de la línea de tratamiento y tiene una temperatura que es inferior a la temperatura deseada a la que se agregará el medio de apagado a la operación de apagado. En general, sin embargo, será necesario enfriar el medio de apagado antes de agregarlo a la operación de apagado.
Si el medio de apagado contiene disolventes, se prefiere añadir el o los disolventes al medio de apagado antes de añadirlos a la operación de apagado. Como resultado, las pérdidas de disolvente en el medio de apagado pueden compensarse. Los disolventes adecuados, que pueden estar contenidos en el medio de apagado, son, por ejemplo, hidrocarburos opcionalmente sustituidos con halógeno. Preferiblemente, el disolvente contenido en el medio de apagado se selecciona del grupo formado por monoclorobenceno, diclorobenceno, triclorobenceno, hexano, benceno, 1,3,5-trimetilbenceno, nitrobenceno, anisol, clorotolueno, o-diclorobenceno, isoftalato de dietilo, isoftalato de dimetilo, tetrahidrofurano, dimetilformamida, xileno, cloranaftalina, decahidronaftalina y tolueno.
En una forma de realización preferida, para un tratamiento posterior al apagado le siguen otras etapas para enfriar el gas de reacción. En las etapas individuales para el enfriamiento, la corriente de producto se enfría aún más hasta que se alcanza la temperatura deseada, con lo que se suministra la corriente de producto, por ejemplo, para un tratamiento siguiente. Como corriente de producto, toda la corriente, que contiene tanto el medio de apagado como la mezcla de reacción y que sale del apagado se utiliza preferiblemente en el apagado.
Las otras etapas para el enfriamiento que pueden seguir al apagado pueden ser, por ejemplo, apagados o condensadores adicionales o cualquier otra etapa de enfriamiento conocida por el experto en la técnica. Preferiblemente, al menos una de las etapas posteriores al apagado para enfriar la corriente de producto es un condensador. Cualquier tipo de condensador conocido por los expertos en la técnica es adecuado como condensador. Por lo general, como condensador se utiliza un intercambiador de calor por el cual fluya un medio refrigerante. Por ejemplo, el agua se puede utilizar como refrigerante. En este caso, el gas se condensa al menos parcialmente en las paredes del condensador. El líquido resultante se escurre y se recoge y se retira del condensador.
Después de condensar la corriente de producto, generalmente sigue un tratamiento. Por ejemplo, es posible que la mezcla condensada se lave en un disolvente. Como disolvente, por ejemplo, se pueden utilizar las mismas sustancias que también se pueden utilizar como medio de apagado.
Además, es posible, por ejemplo, lavar con un disolvente el apagado y las etapas opcionalmente siguientes para enfriar el gas de reacción saliente preferiblemente a temperaturas de más de 130 °C. Los disolventes adecuados son, por ejemplo, las mismas sustancias que también se pueden utilizar como medio de apagado.
Como alternativa al enfriamiento de la corriente de producto, también es posible que la corriente de producto se suministre a una etapa de separación después de salir del apagado. Sin embargo, como alternativa al condensador también le puede seguir una etapa de separación correspondiente, por ejemplo. Preferiblemente, sin embargo, la etapa de separación le sigue directamente al apagado. Las columnas de destilación o depuradores, por ejemplo, son etapas de separación adecuadas.
Si la etapa de separación es un depurador, la corriente de producto que sale del apagado se lava preferiblemente con un disolvente. Aquí, el isocianato se transfiere selectivamente a la solución de lavado. Posteriormente, el gas restante y la solución de lavado obtenida se separan preferentemente por rectificación en isocianato, disolvente, fosgeno y cloruro de hidrógeno. Como depurador es particularmente adecuada una torre de lavado en la que el isocianato formado se separa de la corriente de producto gaseoso por condensación en un disolvente inerte, mientras que el exceso de fosgeno, cloruro de hidrógeno y opcionalmente el medio inerte pasan a través de la torre de lavado en forma gaseosa. Preferiblemente, la temperatura del disolvente inerte se mantiene por encima de la temperatura de solución del cloruro de carbamoilo correspondiente a la amina en el medio de lavado seleccionado. De modo particularmente preferible, la temperatura del disolvente inerte se mantiene por encima de la temperatura de fusión del cloruro de carbamoilo correspondiente a la amina.
Cualquier depurador conocido por los expertos en la técnica es adecuado como depurador. Por ejemplo, se pueden utilizar tanques agitados u otros equipos convencionales como, por ejemplo, columnas o equipos mezcladoressedimentadores.
El lavado y tratamiento de la mezcla de gas de reacción y medio de apagado que sale de la operación de apagado se lleva a cabo generalmente como se describe en la publicación WO-A 2007/028715.
Si la etapa de separación es una columna de destilación, también llamada columna de rectificación, la corriente de producto gaseoso se suministra a la columna de rectificación. La columna de rectificación se opera preferiblemente de tal manera que la temperatura en la cabeza de la columna de rectificación sea inferior a la temperatura de ebullición de la corriente de producto. De esta manera, los componentes individuales del flujo del producto se condensan selectivamente en la columna de destilación y se pueden sacar de la columna en el sumidero, por la cabeza y, si es necesario, a través de salidas laterales.
Si se utiliza un condensador para tratar la corriente de producto, es preferible sacar el medio de apagado del condensador. En el caso de un tratamiento por rectificación, se realiza preferentemente una separación del disolvente utilizado como medio de apagado. En este caso, el disolvente todavía contiene fracciones de isocianatos. La mezcla de disolvente e isocianato separada de esta manera se utiliza como medio de apagado.
Si se utiliza una fracción de la corriente de producto como medio de apagado, es posible, por ejemplo, desviar esta fracción de la corriente de producto después del apagado. Como alternativa, el medio de apagado también se puede desviar de cualquier corriente después de un tratamiento que sigue al apagado.
Según una forma de realización adicional de la invención, la reacción tiene lugar en fase líquida. Esta forma de realización se describe con más detalle a continuación. Según la invención, la amina está preferiblemente presente como solución o como suspensión en la corriente de reactivos que contiene al menos una amina.
Como corrientes de reactivos para el procedimiento según la invención con fosgenación en fase líquida se utilizan generalmente por un lado soluciones de fosgeno al 3 % en peso hasta al 100 % en peso, preferiblemente al 50 % en peso hasta al 100 % en peso y, por otro lado, soluciones o suspensiones al 5 % en peso hasta al 95 % en peso de aminas o sales de las mismas en disolventes adecuados.
Los disolventes adecuados para la preparación de las soluciones o suspensiones de fosgeno y amina son disolventes cualesquiera que son inertes en las condiciones de reacción como, por ejemplo, monoclorobenceno, o-diclorobenceno, triclorobenceno, tolueno, xileno, cloruro de metileno, percloroetileno, triclorofluorometano, acetato de butilo, hexano, heptano, octano, bifenilo, acetato de etilo, 1,2-diacetoxietano, 2-butanona, acetonitrilo y sulfano. Obviamente también puede utilizarse cualquier mezcla de los disolventes mencionados a modo de ejemplo. Convenientemente se utiliza el mismo disolvente o mezcla de disolvente para el componente de amina y el fosgeno, aunque esto no es obligatoriamente necesario en el contexto de la invención.
El suministro de los reactivos se ajusta y/o regula según una forma de realización preferida de la invención de modo que las soluciones de fosgeno y amina o las A-minisuspensiones se conducen en la cámara de mezcla en cantidades tales que en estas esté presente una relación molar fosgeno a grupos amino primarios de aproximadamente 15: 1 a 1: 1, preferiblemente 10: 1 a 2: 1.
Según una forma de realización preferida, la solución de fosgeno, es decir, la corriente de reactivos que contiene fosgeno, está libre de isocianatos. Esto significa que en la corriente de reactivos que contiene fosgeno los isocianatos están presentes en una cantidad menor o igual a 5 % en peso, preferiblemente menos de 2 % en peso, en particular menos de 1 % en peso. Es particularmente preferible que no haya isocianatos contenidos en la corriente de reactivos que contiene fosgeno, es decir, que no se puedan detectar con los procedimientos analíticos habituales. Ventajosamente, la formación de subproductos de reacción como los derivados de la urea, que tiene un efecto negativo en la selectividad del procedimiento y puede conducir a la contaminación del equipo hasta el bloqueo, puede reducirse significativamente. La formación de derivados de urea se reduce de esta manera no suministrando isocianatos o esencialmente no suministrando isocianatos al procedimiento en calidad de reactivos, los cuales en contacto con las aminas puedan conducir a la formación de derivados de urea.
Al realizar el procedimiento de fosgenación en fase líquida, la temperatura en la zona de mezcla generalmente se mantiene a una temperatura superior a la temperatura de descomposición del cloruro de carbamoilo de la amina utilizada. Para la mayoría de las aminas, el procedimiento según la invención se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 30 °C a 300 °C, preferiblemente de aproximadamente 40 °C a 150 °C, más preferiblemente de aproximadamente 50 °C a 120 °C.
En el caso de la fosgenación según la invención en la fase líquida, se obtiene al menos una mezcla de productos que generalmente se suministra directamente al tratamiento y se separa parcialmente en HCl, fosgeno, disolventes y productos y subproductos formados.
En general, las aminas conocidas por los expertos en la técnica para la preparación de isocianatos se pueden utilizar en el procedimiento según la invención. Se trata, por ejemplo, de monoaminas, diaminas, triaminas y aminas de mayor valencia. Se utilizan preferentemente monoaminas y diaminas, de modo particularmente preferible diaminas. Según las aminas utilizadas, resultan los correspondientes monoisocianatos, diisocianatos, triisocianatos o isocianatos de mayor valencia. Los monoisocianatos o diisocianatos se preparan preferiblemente por medio del procedimiento según la invención.
Las aminas y los isocianatos pueden ser alifáticos, cicloalifáticos o aromáticos. Preferiblemente, las aminas son alifáticas o cicloalifáticas, más preferiblemente alifáticas.
Los isocianatos cicloalifáticos son aquellos que contienen al menos un sistema cicloalifático de anillos.
Los isocianatos alifáticos son aquellos que tienen exclusivamente grupos de isocianatos que están unidos a cadenas rectas o ramificadas.
Los isocianatos aromáticos son aquellos que tienen al menos un grupo de isocianato unido a al menos un sistema aromático de anillos.
A continuación, el término isocianatos (ciclo)alifáticos se utiliza para los isocianatos cicloalifáticos y/o alifáticos.
Ejemplos de mono- y diisocianatos aromáticos son preferiblemente aquellos que tienen de 6 a 20 átomos de carbono, por ejemplo, isocianato de fenilo, 2,4'- y/o 4,4'-metilen-di(fenilisocianato) monomérico (MDI) y sus oligómeros superiores (polimetilen(fenalisocianato) PDMI) y mezclas de los mismos, diisocianato de 2,4 y/o 2,6-tolueno (TDI) y diisocianato de 1,5- o 1,8- naftilo (NDI).
Ejemplos de diisocianatos (ciclo)alifáticos son los diisocianatos alifáticos como diisocianato de 1,4-tetrametileno, diisocianato de 1,6-hexametileno (1,6-diisocianatohexano), diisocianato de 1,8-octametileno, diisocianato de 1,10-decametileno, diisocianato de 1,12-dodecametileno, diisocianato de 1,14-tetradecametileno, 1,5-diisocianatopentano, diisocianato de neopentano, 2-metil-1,5-diisocianatopentano, derivados de diisocianato de lisina, diisocianato de tetrametilxilileno (TMXDI), diisocianato de trimetilhexano o diisocianato de tetrametilhexano, y mezclas isoméricas de 3(o 4)-8(o 9)-bis(isocianatometil)-triciclo-[5.2.1.026]-decano, y diisocianatos cicloalifáticos como 1,4-, 1,3- o 1,2-diisocianato-ciclohexano, 4,4'- o 2,4'-di(isocianatociclohexil)metanp, 1-isocianato-3,3,5-tri-metil-5-(isocianatometil)ciclohexano (diisocianato de isoforona), 1,3- o 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano, 2,4- o 2,6-diisocianato-1-metilciclohexano.
Los diisocianatos (ciclo)alifáticos preferidos son 1,6-diisocianatohexano, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-(isocianatometil)ciclohexano y 4,4'-di(isocianatociclohexil)metano. Particularmente preferidos son 1,6-diisocianatohexano, 1,5-diisocianatopentano, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-(isocianatometil)ciclohexano y 4,4'-di (isocianatociclohexil)metano.
Las aminas adecuadas, que pueden utilizarse en el procedimiento según la invención con fosgenación en fase gaseosa para la conversión en los isocianatos correspondientes, son aquellas en las que la amina, los productos intermedios correspondientes y los isocianatos correspondientes son gaseosos en las condiciones de reacción seleccionadas. Se prefieren las aminas que se descomponen durante el transcurso de la reacción en las condiciones de reacción hasta un máximo de 2 % molar, de modo particularmente preferible hasta un máximo de 1 % molar y más preferiblemente hasta un máximo de 0,5 % molar. Particularmente adecuadas aquí son las aminas, en particular las diaminas, a base de hidrocarburos alifáticos o cicloalifáticos que tienen de 2 a 18 átomos de carbono. Los ejemplos de estas incluyen 1,6-diaminohexano, 1,5-diaminopentano, 1,3-bis (aminometil) ciclohexano, 1-amino-3,3,5-trimetil-5-aminometilciclohexano (IPDA) y 4,4-diaminodiciclohexilmetano. Se utiliza preferentemente 1,6-diaminohexano (HDA).
Para el procedimiento según la invención con fosgenación en fase gaseosa también se pueden utilizar aminas aromáticas que se puedan transferir a fase gaseosa sin descomposición significativa. Ejemplos de aminas aromáticas preferidas son la toluenodiamina (TDA), como isómero 2,4 o 2,6 o como una mezcla de los mismos, por ejemplo, como mezcla (mol/mol) 80:20 a 65:35, diaminobenceno, 2,6-xilidina, naftildiamina (NDA) y 2,4'- o 4,4'-metilen(difenildiamina) (MDA) o mezclas de isómeros de los mismos. Entre estas se prefieren las diaminas, particularmente preferidas son 2,4- y/o 2,6-TDA y 2,4'- y/o 4,4'-MDA.
Particularmente preferida para la fosgenación en fase gaseosa por medio del procedimiento según la invención, la amina se selecciona del grupo que consiste en 1,6-diaminohexano, 2,4'-metilen(difenilamina) monomérica, 4,4'-metilen(difenilamina) monomérica, 2,4-toluendiamina, 2,6-toluendiamina, 1-amino-3,3,5-trimetil-5-aminometilciclohexano y mezclas de los mismos.
Para el procedimiento según la invención con fosgenación en fase líquida, las aminas particularmente adecuadas son cualesquiera mono- y poliaminas primarias como, por ejemplo, metilamina, etilamina, butilamina, estearilamina, fenilamina, p-tolilamina, 1,4-diaminobutano, 1,6-diaminohexano, 1,8-diaminooctano, 1,4-diaminobenceno, 2,4-diaminotolueno, 2,6-diaminotolueno, mezclas de estos dos últimos isómeros, 2,2'-diaminodifenilmetano, 2,4'-diaminodifenilmetano, 4,4'-diaminodifenilmetano, mezclas de los tres últimos isómeros, diaminas alquil-sustituidas de la serie difenilmetano como, por ejemplo, 3,4'-diamino-4-metildifenilmetano, mezclas de poliamina de la serie difenilmetano, tal como se obtienen de una manera conocida per se por medio de condensaciones de anilinaformaldehído, p-xilendiamina, 2,4- y/o 2,6-diaminotolueno perhidratado, 2,2'-, 2,4'- y/o 4,4'-diaminodiciclohexilmmetano, 1-amino-3,3,5-trimetil-5-aminometil-ciclohexano (diamina de isoforona, abreviada IPDA), lisina-éster etílico, lisina- éster aminoetílico, 2,4- y 2,6-toluendiamina y 1,6,11-triamino-undecano.
En las Figuras 1a a 1c se presentan esquemáticamente las posibilidades de llevar a cabo la fosgenación para ilustrar el procedimiento según la invención. En la Figura 1a se puede ver la fosgenación habitual de aminas para obtener isocianatos, en la que la mezcla de los reactivos y la reacción de la mezcla de reacción se llevan a cabo respectivamente en una sola rama (no acorde con la invención). En la Figura 1c se muestra una forma de realización de la variante según la invención (iii), en la que tanto la zona de mezcla como también la zona de reacción se componen de dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado entre sí, las cuales comprenden respectivamente una unidad de mezcla y una unidad de reacción. "A" significa amina, opcionalmente mezclada con disolvente "(+S)", "P" denota fosgeno, opcionalmente mezclado con disolvente "(+S)", "S" significa disolvente e "I" representa isocianato. P1 > P2 significa que la presión en la primera unidad de reacción es mayor que en la segunda unidad de reacción. A continuación, la invención se explica utilizando ejemplos que se calculan a partir de datos termodinámicos y cinéticos.
Ejemplo comparativo 1:
En un equipo para la preparación de diisocianato de tolueno (TDI) por fosgenación de TDA en la fase líquida, se mezcla una solución al 30% de toluenodiamina (TDA) en monoclorobenceno con una corriente de fosgeno en una boquilla de mezcla (tiempo de mezcla 11,7 ms). La relación molar de fosgeno a TDA es de 10. La temperatura de mezcla de las corrientes es de aproximadamente 60 °C. Corriente abajo de la boquilla de mezcla se instala un reactor tubular adiabático con un tiempo de residencia de aproximadamente 2 min. En este tiene lugar la reacción de la amina para obtener isocianato o cloruro de carbamoilo como precursor. Por el aumento de la temperatura adiabática, así como por la liberación de HCl se forma una fase gaseosa. La mezcla de reacción bifásica se suministra a una columna de reacción.
El rendimiento de la etapa de reacción con respecto a TDA es del 93,4%.
Ejemplo comparativo 2 :
El equipo descrito anteriormente está destinado a producir solo el 50 % de su carga nominal. En consecuencia, las corrientes de reactivos que contienen amina y fosgeno se reducen a la mitad. Como resultado, el tiempo de mezcla aumenta a 23,4 ms. Al mismo tiempo, el tiempo de residencia en el reactor se duplica.
El rendimiento de TDI cae de 93,4 % a 80,2 %
Ejemplo 1 según la invención:
En el equipo descrito anteriormente se instalan dos boquillas paralelas según la invención. Cada uno de ellas está diseñada para el 50% de la carga nominal total del equipo de tal manera que se realice el tiempo de mezcla mencionado en el Ejemplo 1. Durante el funcionamiento del equipo al 50% de la carga nominal se bloquea una de las boquillas. La segunda boquilla se opera según su diseño, de modo que el tiempo de mezcla se mantiene en 11,7 ms. En consecuencia, el rendimiento del 93,4% se logra con los mismos costes de energía específicos y, por lo tanto, sin las desventajas del ejemplo comparativo 2.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la preparación de isocianatos mediante reacción de las aminas correspondientes con fosgeno que comprende las etapas
(a) suministrar al menos una corriente de reactivos que contenga amina y al menos una corriente de reactivos que contenga fosgeno,
(b) mezclar las corrientes de reactivos con al menos una mezcla de reacción en una zona de mezcla,
(c) hacer reaccionar la al menos una mezcla de reacción en una zona de reacción, y
(d) tratar la al menos una mezcla de productos obtenida a partir de (c),
en cuyo caso
(iii) la zona de mezcla y la zona de reacción se componen de al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado una de otra que comprenden respectivamente al menos una unidad de mezcla y al menos una unidad de reacción, en cuyo caso, controlables por separado una de otra significa que las ramas individuales conectadas en paralelo están separadas una de otra de manera bloqueable y pueden funcionar respectivamente de modo independiente una de la otra.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la (las) unidad(es) de mezcla se utilizan dispositivos de mezcla estáticos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la unidad o las unidades de reacción comprenden al menos un reactor de tiempo de residencia.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque como reactores de tiempo de residencia se utilizan reactores tubulares y/o cascadas de tanques agitados.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el tratamiento en la fase (d) se lleva a cabo en una rama común.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo en fase líquida.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque en la corriente de reactivos que contiene al menos una amina, la amina está presente como solución o como suspensión.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque la amina se utiliza en una concentración de 5 a 95 % en peso con respecto a la corriente de reactivos suministrada que contiene al menos una amina.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque la relación molar de fosgeno a grupo amino primario es de 15:1 a 1:1.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque la amina se selecciona del grupo formado por metilamina, etilamina, butilamina, estearilamina, fenilamina, p-tolilamina, 1,4-diaminobutano, 1,6-diaminohexano, 1,8-diaminooctano, 1,4-diaminobenceno, 2,4- y/o 2,6-diaminotolueno, 2,2'-, 2,4'- y/o 4,4'-diaminodifenilmetano, diaminas sustituidas con alquilo de la serie de difenilmetano como, por ejemplo, 3,4'-diamino-4-metildifenilmetano, mezclas de poliaminas de la serie de difenilmetano, tal como son obtenidas de manera conocida per se por medio de condensaciones de anilina-formaldehído, p-xilenodiamina, 2,4- y/o 2,6-diaminotolueno perhidratado, 2,2'-, 2,4'- y/o 4,4'-diaminodiciclohexilmetano, 1-amino-3,3,5-trimetil-5-aminometilciclohexano (diamina de isoforona, abreviada IPDA), lisina-éster de etillo, lisina éster de aminoetilo, 2,4- y/o 2,6-toluenediamina, 1,6,11-triaminoundecano y mezclas de los mismos.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque como disolvente para los reactivos se utiliza monoclorobenceno, o-diclorobenceno, triclorobenceno, tolueno, xileno, cloruro de metileno, percloroetileno, triclorofluorometano, acetato de butilo, hexano, heptano, octano, bifenilo, acetato de etilo, 1,2-diacetoxietano, 2-butanona, acetonitrilo, sulfano o mezclas de los mismos.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo en una fase gaseosa.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la al menos una mezcla de productos obtenida de la etapa (c) se enfría en al menos una zona de apagado.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque la zona de mezcla, la zona de reacción y la zona de apagado están compuestas por al menos dos ramas conectadas en paralelo y controlables por separado una de otra, en cuyo caso cada una de estas ramas conectadas en paralelo comprende al menos una unidad de mezcla, al menos una unidad de reacción y al menos una unidad de apagado.
15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo en presencia de al menos un medio inerte.
16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque la amina se selecciona del grupo formado por 1,6-diaminohexano, 2,4'-metilen(difenilamina) monomérica, 4,4'-metilen(difenilamina) monomérica, 2,4-toluenodiamina, 2,6-toluenodiamina, 1-amino-3,3,5-trimetil-5-aminometilciclohexano y mezcla de los mismos.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9321720B2 (en) 2010-10-14 2016-04-26 Basf Se Process for preparing isocyanates
US8969615B2 (en) 2011-03-31 2015-03-03 Basf Se Process for preparing isocyanates
US8816126B2 (en) 2011-09-02 2014-08-26 Basf Se Process for preparing isocyanates
US8791291B2 (en) 2011-11-29 2014-07-29 Basf Se Process for preparing isocyanates by phosgenation of the corresponding amines in the gas phase
JP6297602B2 (ja) * 2013-02-08 2018-03-20 コベストロ、ドイチュラント、アクチエンゲゼルシャフトCovestro Deutschland Ag ホスゲン化のガス状粗生成物からの、気相中の第一級アミンをホスゲン化することにより調製されたイソシアネートの分離方法
US9266824B2 (en) 2014-01-13 2016-02-23 Warsaw Orthopedic, Inc. Methods and compositions for making an amino acid triisocyanate
CN104356028B (zh) * 2014-09-29 2017-10-20 湖南海利常德农药化工有限公司 一种连续化生产制备3,4二氯苯基异氰酸酯的方法
CN107848960B (zh) * 2015-07-16 2020-09-22 科思创德国股份有限公司 用于制备异氰酸酯的方法
US20230084014A1 (en) 2020-02-10 2023-03-16 Unimatec Co., Ltd. Soft water- and oil-repellent comprising fluorine-containing polymer as active ingredient
CN114749116B (zh) * 2021-01-11 2024-04-09 万华化学集团股份有限公司 一种制备多异氰酸酯的方法及反应装置
CN117500782A (zh) * 2021-05-25 2024-02-02 巴斯夫欧洲公司 用于制备至少一种多异氰酸酯的方法
CN113499747B (zh) * 2021-07-15 2023-04-18 扬州天启新材料股份有限公司 一种用于氰酸酯合成的氯化反应装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10161384A1 (de) 2001-12-14 2003-06-18 Bayer Ag Verbessertes Verfahren für die Herstellung von (/Poly)-isocyanaten in der Gasphase
DE10222023A1 (de) * 2002-05-17 2003-11-27 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Isocyanaten in der Gasphase
DE10260082A1 (de) * 2002-12-19 2004-07-01 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Isocyanaten
DE10307141A1 (de) * 2003-02-20 2004-09-02 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von (Poly)isocyanaten in der Gasphase
DE10349504A1 (de) * 2003-10-23 2005-05-25 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren zur Herstellung von Isocyanaten in der Gasphase
DE102005042392A1 (de) * 2005-09-06 2007-03-08 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Isocyanaten
US7547801B2 (en) * 2006-06-26 2009-06-16 Bayer Materialscience Llc Process for the continuous preparation of isocyanates
ES2476248T3 (es) * 2006-10-26 2014-07-14 Basf Se Procedimiento para la preparación de isocianatos
KR101455876B1 (ko) * 2006-11-07 2014-11-03 바스프 에스이 이소시아네이트의 제조 방법
EP2091912B1 (de) * 2006-11-07 2016-02-17 Basf Se Verfahren zur herstellung von isocyanaten
KR20100075863A (ko) * 2007-08-30 2010-07-05 바스프 에스이 이소시아네이트의 제조 방법
CN101796022B (zh) * 2007-08-30 2016-03-02 巴斯夫欧洲公司 制备异氰酸酯的方法
KR101560009B1 (ko) * 2007-09-19 2015-10-13 바스프 에스이 이소시아네이트의 제조 방법
JP5548684B2 (ja) * 2008-07-23 2014-07-16 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア イソシアネートの製造方法
PT2323973E (pt) 2008-08-07 2012-05-07 Basf Se Processo para a produção de isocianatos aromáticos
JP2011132160A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 脂肪族ポリイソシアネートの製造方法
JP2011132159A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 芳香族ポリイソシアネートの製造方法

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