JP5460327B2 - イソシアネートの製造方法 - Google Patents
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Description
− より短い混合経路長を可能にすること、
− 逆混合が全くないこともしくは非常に少ないこと、
− 固体の堆積傾向が低いにすぎないことにより閉塞が起こりづらいこと、
− 好ましい滞留時間分布
の少なくとも1つを有する気相ホスゲン化のための反応実施方法を開発することであった。
環状間隙空間は、中空円筒の一般化(中空円筒の定義については、ブロンシュタイン(Bronstein)著の"Taschenbuch der Mathematik" 第21版、第199頁を参照されたい)として解釈される。環状間隙空間は、それぞれ空間的に曲げられ閉鎖した外側及び内側の側面と、境界を示す端面とによって閉じられており、その両方の側面が相互に貫通しない容積である。
スリットは、スタック形で互いに配置されていてよい。この場合には、例えば、アミンが導入される1つのスリットは、好ましくは平行に走るホスゲンが導入されるスリットの2つ長側面で隣接している。これらは、改めて同様に、アミン導入用の2個のスリットによって取り囲まれており、それらは改めて2個の、ホスゲンが導入されるスリットと隣接していてよい。
(n+1)個のホスゲン流及びn個のアミン流は、一般に、反応器の終わりで混合ユニットを介して滞留時間反応器に供給される。それぞれ2個のホスゲン流の間で、1つのスリットを介して高い速度を有するアミン流が供給される。全てのホスゲン流とアミン流の供給は、それぞれスリットスタック中のスリットを介して行われる。好ましくは、各スリットは、相応して適合された別の反応成分用の導入手段によって取り囲まれている(図1bを参照のこと)。該スリットは、隣接したホスゲン流とその間にあるアミン流が供給されるスリットであり、好ましくは内側のアミン流が完全にホスゲン流によって取り囲まれているスリットである。
反応空間は、ホスゲン、アミン、必要であれば不活性媒体と混合された気体状の混合物の混合(一般的に反応の開始により同時に起こる)が主に実施される混合空間を、前部領域に含む。次いで、本質的に、反応、及び多くても副次的な程度の混合のみが、反応空間の後部で実施される。
− 第一に、長さL1を有する出発材料についての供給装置の下流の通常は短い区域、
− 第二に、長さL2を有する区域、
− 第三に、長さL3を有する区域、それに続き、
− 第四に、内部押しのけ体を有しない管型反応器を表わし、急冷に続く、長さL4を有する区域(以下を参照)。
第一の代替構成(図3、a)において、流過面Fは、反応器に沿って変化しない。すなわち、区域間に構造的な相違はなく、たった1個の区域1において相違があるにすぎない。この過程においては、R1は反応器の全ての長さにわたって一定に維持され、α1は、0°である。従って、全体の反応器は、1個の混合空間から、好ましくは長方形の混合空間から形成される。
アミンの導入のための間隙の周りに、2つの取り囲まれたホスゲンの導入のための間隙1が配置されている。反応空間3/4は、外側反応器壁部5によって区分され、反応の進行に従って、その中で流過面の点で異なる、長さL1、L2、L3及びL4を有する4つの区域に分割される。第一の区域に従い、出発物質流の混合の直後に、流過面F1は、R1を縮小することによって縮小され、区域2で一定に維持され、R3の拡大の結果として区域3で再び拡大し、第四の区域で一定に維持される。
Claims (24)
- イソシアネートを、相応のアミンとホスゲンとを、場合により少なくとも1種の不活性媒体の存在下で気相中で反応させることによって製造する方法において、1つの反応器中でn個のアミン流と少なくともn個のホスゲン流とを反応させ、その際、nが少なくとも1の正の整数であり、かつ少なくとも1個のアミン流もしくはホスゲン流を、少なくとも1個のスリットを介して導入して、該反応器中で混合し、その際、該反応器の壁と接する最外流がホスゲン流のみであり、かつ、アミン流を導入する前記スリットの幅が該スリットの高さの少なくとも2倍の長さである製造方法。
- 請求項1に記載の方法において、イソシアネートが、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、4,4′−ジ(イソシアナトシクロヘキシル)メタン及びトルイレンジイソシアネート異性体混合物からなる群から選択されることを特徴とする方法。
- 請求項1又は2に記載の方法において、窒素、ヘリウム、アルゴン、クロロベンゼン、クロロトルエン、o−ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン、クロロナフタリン、デカヒドロナフタリン、二酸化炭素及び一酸化炭素からなる群から選択される少なくとも1種の不活性媒体を使用することを特徴とする方法。
- 請求項3に記載の方法において、アミンもしくはホスゲンに対する不活性媒体のガス容量が、0.0001超〜30であることを特徴とする方法。
- 請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法において、該方法での温度が200〜600℃であることを特徴とする方法。
- 請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法において、ホスゲンとアミノ基とのモル比が1.1:1〜20:1に調整されることを特徴とする方法。
- 請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法において、アミン流の全面積とホスゲン流の全面積との比率が、0.00002より大きくかつ5未満であることを特徴とする方法。
- 請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法において、混合装置中の個々の出発物質を20〜400メートル/秒の流動速度で反応器に導くことを特徴とする方法。
- 請求項8に記載の方法において、ホスゲン流が、それが取り囲むアミン流よりも少なくとも10m/s高い流動速度で混合空間に供給されることを特徴とする方法。
- 請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法において、ホスゲンが導入されるスリットによって両方の長側面で隣接されているスリットを通じてアミンを導入することを特徴とする方法。
- 請求項10に記載の方法において、n個のスリットを通じてアミンを導入し、かつ(n+1)個のスリットを通じてホスゲンを導入し、その際、アミンが導入されるn個のスリットの各々は、ホスゲンが導入されるそれぞれ2個のスリットによって隣接されていることを特徴とする方法。
- 請求項11に記載の方法において、前記n個のアミン流の温度が、(n+1)個のホスゲン流の温度よりも少なくとも5℃高いことを特徴とする方法。
- 請求項11又は12に記載の方法において、アミン供給スリットによって分離されている2つのホスゲン供給面の面積比が、0.1〜10であることを特徴とする方法。
- 請求項1から13までのいずれか1項に記載の方法において、ホスゲンが導入されるつながったスリットによって全ての側で取り囲まれている内側スリットを通じてアミンを導入することを特徴とする方法。
- 請求項14に記載の方法において、ホスゲンが導入される外側スリットが、更なるつながった又はつながっていないアミン導入用のスリットによって隣接されており、該スリットは再び全ての側で、ホスゲンが導入されるつながったスリットによって取り囲まれていることを特徴とする方法。
- 請求項1〜15いずれかに記載の方法において、外側ホスゲン流及びアミン流は、互いに1〜60°の放射角を形成することを特徴とする方法。
- 請求項1から16までのいずれか1項に記載の方法において、ホスゲン含有の出発物質流とアミン含有の出発物質流との混合時間が10ms未満であることを特徴とする方法。
- 請求項1から17までのいずれか1項に記載の方法において、反応混合物の平均接触時間が0.001秒〜5秒未満であることを特徴とする方法。
- 請求項1から18までのいずれか1項に記載の方法において、反応器中の流動が10より大きいボーデンシュタイン数を有することを特徴とする方法。
- 請求項1から19までのいずれか1項に記載の方法において、反応混合物の流動が、少なくとも2300のレイノルズ数を有することを特徴とする方法。
- 請求項1から20までのいずれか1項に記載の方法において、出発物質の混合が99%の程度まで行われる空間におけるアミンの転化率が15%以下であることを特徴とする方法。
- 請求項1〜21までのいずれか1項に記載の方法において、前記幅対高さの比が3:1〜500:1の範囲であることを特徴とする方法。
- 請求項1〜22までのいずれか1項に記載の方法において、nが1、2又は3であることを特徴とする方法。
- 請求項1〜23までのいずれか1項に記載の方法において、混合路長が200mmより短いことを特徴とする方法。
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