JP5361178B2 - 気相中でのイソシアネートの製造方法 - Google Patents
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Description
a)気化されたアミンであって、場合により不活性ガスでもしくは不活性溶剤の蒸気で希釈されたものと、ホスゲンとを、別々に200〜600℃の温度に加熱し、そして連続的に混合する工程、
b)気化されたアミンとホスゲンとから構成される反応混合物を、逆混合を避けて連続的に反応チャンバに通過させ、そしてそこで平均接触時間0.05〜15秒にわたって断熱条件下で反応させる工程、
c)前記反応チャンバを出た気体状混合物を冷却させて、形成されたイソシアネートを、反応された1種以上のアミンに相当する1種以上の塩化カルバミルの分解点より高い温度に保持して凝縮させる工程、及び
d)凝縮されていないイソシアネートを、気体状混合物から、液体でスクラビングすることによって分離する工程。
2,4−及び2,6−トルエンジアミンから構成される質量比80%対20%の混合物20kg/hを気化させ、そして400℃において気体の形態において管形反応器中に導入した。同時に、並行作業において、気体状のホスゲン100kg/hを、310℃に加熱し、同様に管形反応器中に導入した。それらの流れを、混合領域へとノズルを通じて注入し、そして反応チャンバに入れる前に混合した。混合領域は、混合の前後の熱損失を避けるために断熱となっている。反応チャンバは断熱的ではなく、熱放射によって冷却された。反応条件はこのように非断熱的であった。2.2秒後に管形反応器を出た気体状の混合物は、最終温度380℃を有しており、それをオルト−ジクロロベンゼンの注入によって冷却した。形成されたイソシアネートを凝縮させ、洗出させ、次いで公知法による蒸留によって後処理した。TDA供給ラインと凝縮段階との間の圧力差は、混合領域への供給ラインと凝縮段階との間の方向付けされたガス流を達成するために、200ミリバールであった。反応時間96時間後に、TDA供給ライン中の圧力が急激に増加した。それというのも、管形反応器中の反応チャンバは、反応中に形成された沈殿物によって管壁について狭窄化されたからである。その沈殿物の形成は、副生成物形成の増大の原因となった。従って、実験を停止する必要があった。
2,4−及び2,6−トルエンジアミンから構成される質量比80%対20%の混合物20.5キロモル/hを、窒素500kg/hと一緒に気化させ、そして320℃の温度で管形反応器中に気体状の形態において導入した。同時に、並行作業において、気体状のホスゲン182キロモル/hと一緒にオルト−ジクロロベンゼン1000kg/hを、360℃に加熱し、同様に管形反応器中に導入した。それらの流れを、混合領域へとノズルを通じて注入し、そして反応チャンバに入れる前に混合した。混合領域と反応チャンバは断熱的であるので、加熱による付加的な入熱も、外部冷却もしくは熱放射による熱放散も起こらなかった。このように反応は、断熱条件下で実施された。最終温度405℃が、反応チャンバの出口にある表面温度計によって測定された。5.5秒後に反応チャンバを出た気体状混合物を、オルト−ジクロロベンゼンの注入によって冷却し、そして形成されたイソシアネートを、凝縮させ、洗出させ、そして次いで公知法による蒸留によって後処理した。TDA供給ラインと凝縮段階との間の圧力差は、混合領域への供給ラインと凝縮段階との間の方向付けされたガス流を達成するために、60ミリバールであった。その圧力差において、反応時間720時間後でさえも増大は測定されず、それは沈殿物がその反応において形成されていないことを示している。また、反応チャンバの調査によっても、残留物形成は示されなかった。
イソホロンジアミン17.6キロモル/hを、窒素42kg/hと一緒に気化させ、温度300℃にまで過熱し、そして気体状の形態において管形反応器中に導入した。同時に、並行作業において、気体状のホスゲン64キロモル/hを、300℃に加熱し、同様に管形反応器中に導入した。それらの流れを、混合時間0.02秒にわたって混合し、そして反応チャンバに入れた。混合領域と反応チャンバは断熱的であるので、加熱による付加的な入熱も、外部冷却もしくは熱放射による熱放散も起こらなかった。このように反応は、断熱条件下で実施された。最終温度450℃が、反応チャンバの出口にある表面温度計によって測定された。0.1秒後に反応チャンバを出た気体状混合物を、モノクロロベンゼンの注入によって冷却し、そして形成されたイソシアネートを、凝縮させ、洗出させ、そして次いで公知法による蒸留によって後処理した。混合領域への供給ラインと凝縮段階との間に方向付けされたガス流を達成するために、IPDA供給ラインと凝縮段階との間の圧力差は、200ミリバールであり、そしてホスゲン供給ラインと凝縮段階との間の圧力差は、40ミリバールであった。反応時間1000時間後でさえも、圧力の上昇は観察されなかった。引き続き、反応チャンバを調査したが、重大な残留堆積物は見出されなかった。
Claims (9)
- イソシアネートの製造方法であって、気相中で、第一級アミンとホスゲンとを、当該アミンの沸点より高い温度で、平均接触時間0.05〜15秒にわたって、断熱条件下で反応させる工程を含む、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、更に、
(i) 前記の第一級アミンとホスゲンの反応混合物中において、イソシアネートを含有するガス流を、前記アミンに相応する塩化カルバミルの分解点より高い温度にまで冷却することによって、イソシアネートを凝縮する工程と、
(ii) 前記の第一級アミンとホスゲンの反応混合物から過剰のホスゲンを取り出す工程と、
(iii) 塩化水素ガスを再循環させて、ホスゲン合成に必要な塩素を回収する工程と
を含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記のホスゲンと反応させる工程に先立って、
前記アミンを気化しかつ場合により不活性ガスでもしくは不活性溶剤の蒸気で希釈するとともに、200〜600℃の温度に加熱して、蒸気状のアミンであって最大0.5質量%の気化されていない小滴の形態にあるアミンを含有するアミンを形成する、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、更に、
a) アミンガスであって、場合により不活性ガスでもしくは不活性溶剤の蒸気で希釈されたものと、ホスゲンとを、別々に200〜600℃の温度に加熱し、そして連続的にそのアミンとホスゲンとを混合して、気体状反応混合物を得る工程と、
b) 工程a)で得られた気体状混合物を反応チャンバに逆混合が起こらないように連続的に通過させ、そしてそのアミンとホスゲンとを前記反応チャンバ中で平均接触時間0.05〜15秒にわたって断熱条件下で反応させて、イソシアネートを含有するガス流を形成させる工程と、
c) 前記反応チャンバを出たイソシアネートを含有するガス流を、前記アミンに相応する塩化カルバミルの分解点より高い温度にまで冷却して、イソシアネートを凝縮させる工程と、
d) 凝縮されていないイソシアネートを、前記ガス流から、液体でスクラビングすることによって分離する工程と
を含む方法。 - 請求項4に記載の方法であって、
前記反応チャンバが、回転対称形状であって、反応混合物の流れ方向において流れ面積が一定の形状もしくは増大している形状を有する、
方法。 - 請求項4に記載の方法であって、
前記反応チャンバが、反応混合物の流れ方向において流れ面積が一定の区間と増大している区間とを有する、
方法。 - 請求項4に記載の方法であって、
前記反応チャンバから出ている気体状混合物は、少なくとも1種のイソシアネート、ホスゲン、及び塩化水素を含有しており、かつ、当該気体状混合物は、工程c)において、その中に1種以上の液流が噴霧されることによって冷却され、かつ、
工程d)においてガススクラバ中で使用した後に得られるスクラビング液の少なくとも一部は、工程c)において、前記反応チャンバから出ている気体状混合物を冷却させるために使用される、
方法。 - 請求項4に記載の方法であって、
前記反応チャンバから出ている気体状混合物は、少なくとも1種のイソシアネート、ホスゲン、及び塩化水素を含有しており、かつ、当該気体状混合物は、工程c)において、その中に1種以上の液流が噴霧されることによって冷却され、かつ、
工程c)における凝縮の後に得られる混合物の少なくとも一部は、工程c)において、前記反応チャンバから出ている気体状混合物を冷却させるために使用される、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記イソシアネートが、トルエンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、及び/又は、イソホロンジイソシアネートである、
方法。
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