KR101004305B1 - 포스겐화 반응기로부터 배출되는 반응 물질의 가공 - Google Patents

포스겐화 반응기로부터 배출되는 반응 물질의 가공 Download PDF

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Abstract

반응 배출물이 액체로서 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체로서 카르바밀 클로라이드를 포함하는 현탁액 형태로 존재하고, 현탁액이 필름 증발기에서 워크업 처리되는 공정에 의해 반응기에서 일차 아민과 포스겐을 반응시켜서 이소시아네이트를 제조하며, 이 제조 공정은 생산 플랜트에서 수행된다.

Description

포스겐화 반응기로부터 배출되는 반응 물질의 가공{REPROCESSING OF REACTION MATERIAL DISCHARGED FROM PHOSGENATION REACTORS}
본 발명은 반응기 내에서 포스겐과 일차 아민의 반응에 의한 이소시아네이트의 제조 공정과 이 과정을 수행하기 위한 생산 설비와 관련되어있다. 여기서 반응 배출물은 액체인 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체인 카르바밀 클로라이드를 포함한 현탁액의 형태로 존재하고, 현탁액은 필름 증발기에서 워크업 처리된다.
포스겐과 일차 아민의 반응에 의한 이소시아네이트의 제조를 위한 수많은 제조 공정이 알려져 있다. 예를 들면, US 3,140,305에 포스겐과 아민의 반응과 그 후 반응 생성물의 증류에 의한 대체로 순수한 방향족 디이소시아네이트의 제조를 위한 공정이 설명되어있다.
더욱이 사용되는 아미노기에 상대적으로 과량의 포스겐을 사용하면 제조되는 이소시아네이트와 관련하여 높은 선택성을 나타내며, 공정의 비용-효율에 대한 결정적인 영향을 가질 수 있다는 것이 알려져 있다. 하지만, 플랜트의 포스겐 유지(hold-up)는 아미노기에 대한 포스겐의 비율 증가와 함께 증가되는 바, 포스겐의 독성 때문에 플랜트의 매우 짧은 포스겐 유지가 바람직하다.
본 발명의 목적은 매우 짧은 포스겐 유지와 조합하여 수득률의 손실이 매우 작은 반응을 수행하는 것이 가능하도록한 이소시아네이트 제조 공정을 제공하는 것이다.
본 발명자는 포스겐화 반응기로부터 액체인 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체인 카르바밀 클로라이드를 포함한 현탁액의 형태로 존재하는 반응 배출물을 반응 수행을 위해 필름 증발기로 이동시키면 목적이 달성된다는 것을 발견했다. 필름 증발기, 특히 박막 증발기에서 고체의 사용은 상당히 오랫동안 보류되어 왔기 때문에 이러한 목적의 성취는 당업자에게는 놀랄만하다.
본 발명은 반응기에서 포스겐과 일차 아민의 반응에 의한 이소시아네이트의 제조 공정에 관한 것인데, 여기서 반응 배출물은 액체인 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체인 카르바밀 클로라이드를 포함한 현탁액의 형태로 존재하고, 상기 현탁액은 필름 증발기에서 워크업 처리된다.
더욱이 본 발명은 포스겐화 반응기로부터 반응 배출물의 워크업을 위한 필름 증발기의 사용에 관한 것인데, 여기서 반응 배출물은 액체인 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체인 카르바밀 클로라이드를 포함한 현탁액의 형태로 존재한다.
마지막으로, 본 발명은 일차 아민과 포스겐을 반응시켜서 이소시아네이트를 생산하기 위한 제조 설비에 관한 것인데, 이 설비는 일차 아민과 포스겐의 반응이 일어나는 반응기와, 액체인 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체인 카르바밀 클로라이드를 포함하고 있는 현탁액 형태로서 존재하는 반응기의 반응 배출물이 공급되는 적어도 1 이상의 필름 증발기를 포함하다.
어떤 원하는 일차 아민이나 이 아민들의 두 개 이상의 혼합물을 새로운 제조 공정에 사용할 수 있다. 바람직하게는, 방향족 아민, 특히 디아미노디페닐메탄 계열 또는 그것의 더 높은 동족체가 사용된다. 실례로는 메틸렌디페닐아민 (MDA; 개개의 이성체, 이성체 혼합물 및/또는 그것의 올리고머), 톨루엔디아민 (TDA), n-펜틸아민, 6-메틸-2-헵탄아민, 시클로펜틸아민, R,S-1-페닐에틸아민, 1-메틸-3-페닐프로필아민, 2,6-크실리딘, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸아민, 2-(N,N-디이소프로필아미노)에틸아민, C11-네오디아민, 3,3'-디아미노디페닐 술폰 및 4-아미노메틸-1,8-옥탄디아민이 있다. MDA 및 TDA를 사용하는 것이 바람직하다. 제조 공정에 지방족 아민을 또한 사용할 수 있다. 1,6-디아미노헥산 및 이소포론디아민을 사용하는 것이 여기서 바람직하다.
따라서, 새로운 제조 공정은 어떤 원하는 이소시아네이트의 제조에 적합하다 . 이 제조 공정은 특히 메틸렌 (디페닐 디이소시아네이트) (MDI) 및 톨릴렌 디이소시아네이트 (TDI)의 제조에 유용하게 사용할 수 있다.
포스겐과 일차 아민의 반응에 의한 이소시아네이트의 제조에서, 카르바밀 클로라이드는 하기 식에 따라 첫 번째 빠른 단계에서 중간체로서 형성되고, 카르바밀 클로라이드는 평형 반응의 속도-결정 느린 단계에서 이소시아네이트와 HCl로 분해된다 :
R-NH2 + COCl2 → R-NH-COCl + HCl ↔ R-NCO + 2 HCl,
여기서 R은 유기 라디칼이다.
더욱이, 형성된 염화수소는 아민과 반응하여 아민 하이드로 클로라이드 (R-NH3 +Cl-)를 생성할 수 있다.
디아민과 포스겐의 반응은 반응기에서 새로운 제조 공정으로 수행한다. 이것은 선행 기술로부터 알려진 어떤 종래의 반응기이고, 이것은 포스겐화, 바람직하게는 연속적인 포스겐화에 적합하며 통상의 압력에 견딜 수 있다. 적합한 물질로는 예를 들면, 강철, 은, 또는 구리와 같은 금속, 유리, 세라믹 또는 이들의 동종 또는 이종 혼합물이 있다. 바람직하게는 강철 반응기가 사용된다.
선행 기술로부터 알려진 반응기 디자인을 일반적으로 사용할 수 있다. 바람직하게는 관 모양 반응기, 컬럼 및 교반기가 사용된다.
새로운 제조 공정에서는, 반응물 (아민과 포스겐)의 혼합이 혼합 장치를 통과하는 반응 흐름의 높은 전단 응력이 가능한 혼합 장치에서 수행된다. 바람직하게 사용되는 혼합 장치는 회전 혼합 장치, 혼합 펌프 또는 혼합 노즐이며, 이것은 반응기의 상부에 위치한다. 특히 혼합 노즐을 사용하는 것이 바람직하다.
새로운 제조 공정은 연속적, 반연속적 그리고 배치식 공정을 포함한다. 연속적 공정이 바람직하다.
포스겐과 아민의 반응은 액상이나 기상에서 수행할 수 있다. 예를 들면 압력 및 온도의 반응 조건은 일반적으로 선행 기술로부터 알려진 파라미터이다.
새로운 제조 공정은 액상에서 수행하는 것이 바람직하다.
액상에서 포스겐과 아민의 반응에서는, 새로운 공정에 불활성 용매를 첨가할 수 있다. 이 불활성 용매는 일반적으로 유기 용매나 그것의 혼합물이다. 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 헥산, 디에틸 이소프탈레이트 (DEIP), 테트라하이드로퓨란 (THF), 디메틸포름아미드 (DMF), 벤젠 및 그것의 혼합물이 바람직하다. 클로로벤젠이 특히 바람직하다. 바람직하게는 반응 시작 시 아민에 불활성 용매를 첨가할 수 있다. 불활성 용매는 대개 사용한 아민의 양을 기준으로 5 ~ 1000, 바람직하게는 50 ~ 500 중량%의 양으로 사용된다.
반응기로부터 생겨난 반응 혼합물 (반응 배출물)은 현탁액의 형태로 존재한다. 현탁액은 액체인 제조하고자하는 이소시아네이트와 아직 분해되지 않은 고체인 카르바밀 클로라이드를 포함한다. 반응기로부터 생겨난 현탁액은 더욱이 고체로서 아민 하이드로 클로라이드 및/또는 우레아 (R-NH-CO-NH-R)를 포함할 수 있다.
일반적으로, 카르바밀 클로라이드는 현탁액 (반응 배출물)에서 제조하고자 하는 이소시아네이트의 양을 기준으로 0.01 ~ 35, 바람직하게는 0.02 ~ 30 중량%의 양으로 존재한다. 카르바밀 클로라이드는 일반적으로 MDI 제조에서 제조하고자 하는 이소시아네이트의 양을 기준으로 5 ~ 35, 바람직하게는 15 ~ 30 중량%의 양으로로 존재한다. TDI 제조에서, 카르바밀 클로라이드는 일반적으로 제조하고자 하는 이소시아네이트의 양을 기준으로 0.01 ~ 30, 바람직하게는 0.02 ~20 중량%의 양으로 존재한다.
더욱이, 아민 하이드로클로라이드는 일반적으로 현탁액 (반응 배출물)에서 제조하고자 하는 이소시아네이트의 양을 기준으로 0.01 ~ 10, 바람직하게는 0.1 ~ 5, 특히 바람직하게는 0.5 ~ 3 중량%의 양으로 존재한다.
마지막으로, 우레아는 일반적으로 현탁액 (반응 배출물)에서 제조하고자 하는 이소시아네이트의 중량을 기준으로 0.05 ~ 15, 적합하게는 0.5 ~ 10, 가장 적합하게는 1 ~ 5 중량%로 존재한다.
본 발명에 있어서, 필름 증발기는 증발시키고자 하는 매체의 액상이 가열 표면 위에서 필름 (필름 증발기는 박막 증발기에 대응됨)으로서 적용되고 증발을 위해서 역혼합 없이 상기 표면을 따라 이동되는 모든 장치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 필름은 한 면은 가열 표면에 의해, 다른 한 면은 기체 상에 의해 경계 지어진다. 낙하-필름 (falling-film)증발기와 박막 증발기는 필름 증발기의 예이다.
일반적으로, 필름 증발기에서 증발되는 액체 또는 현탁액은 0.01 ~ 10　mm, 바람직하게는 0.1 ~ 6 mm, 특히 바람직하게는 0.5 ~ 3　mm의 필름 두께를 가진다.
가능한 구체 예에서, 사용되는 필름 증발기는 박막 증발기일 수 있다. 박막 증발기는 선행 기술에서 알려져 있고, 예를 들면, Ullmanns Enzyklopadie 에 기술되어있다. 일반적으로, 박막 증발기는 높은 끓는점을 가진 잔류물로부터 열적으로 민감한 물질을 기화시키고 열적으로 불안정한 물질을 농축시키는데 제공되는데, 여기서 액체는 조금씩 떨어드리거나, 또는 원심력이나 와이퍼 등의 작용에 의해 가열된 표면에 박막으로서 적용된다.
적합한 박막 증발기의 예는 액체 필름이 기계적으로 생성되는 장치, 예를 들면 SAMBAY와 LUWA 박막 증발기, Sako 박막 증발기와 ALFA-LAVAL Centritherm 증발기 등이다.
바람직한 구체 예에서, 이동 부품이 없는 필름 증발기를 사용한다. 이것의 예는 낙하-필름 증발기(또한 하부 증발기로도 나타냄)와 나선관 증발기이다.
본 발명에서, 사용된 필름 증발기는 바람직하게는 낙하-필름 증발기이다. 열 전달 표면은 관이나 판의 형태일 수 있다. 바람직하게는 원형관이 사용된다.
새로운 제조 공정에 사용되는 필름 증발기, 바람직하게는 낙하-필름 증발기는 일반적으로 0.5　mbar ~ 25　bar, 바람직하게는 0.5 ~ 20, 특히 바람직하게는 1 ~ 18 bar로 작동된다.
제조하고자 하는 이소시아네이트가 TDI라면, 새로운 제조 공정에 사용되는 필름 증발기, 바람직하게는 낙하-필름 증발기는, 0.5　mbar ~ 25　bar, 바람직하게는 0.5 ~ 20, 특히 바람직하게는 1 ~ 18 bar, 특히 2 ~ 17 bar로 작동된다.
제조하고자 하는 이소시아네이트가 MDI라면, 새로운 제조 공정에 사용되는 필름 증발기, 바람직하게는 낙하-필름 증발기는, 0.5　mbar ~ 25　bar, 바람직하게는 0.5 ~ 20, 특히 바람직하게는 1 ~ 18 bar, 특히 1.5 ~ 10 bar에서 작동된다.
일반적으로 필름 증발기의 온도는 30 ~ 300℃, 바람직하게는 50 ~ 200℃이다.
기화되는 액체의 잔류 시간 (residencs time)은 설정 온도에 의존한다. 일반적으로, 필름 증발기에서의 잔류 시간은 5초 ~ 20분, 바람직하게는 20초 ~ 10분, 특히 바람직하게는 40 ~ 400 초이다. 원하는 잔류 시간을 얻기 위해서는, 일련의 필름 증발기를 두 개 또는 그 이상, 바람직하게는 두 개를 연결하는 것이 좋을 수 있다. 위에서 말한 잔류 시간은 일렬로 연결된 필름 증발기들에서의 잔류 시간의 합에 기초한다.
현탁액 상과 액상은 공동 순류 (cocurrent) 또는 역류 (countercurrent)로 흐를 수 있다. 액상과 기상은 사용되는 필름 증발기에서 역류 수송으로 하는 것이 바람직하다.
가능한 구체 예에서는, 현탁액 (반응 배출물)은 일렬로 연결된 두 필름 증발기, 또는 필요하다면 둘 이상의 필름 증발기에서 워크업 처리한다. 적합한 구체 예, 직렬로 배열된 두 개의 필름 증발기를 다른 압력으로 작동하는 것이다.
바람직한 구체 예에서는, 두 개의 필름 증발기가 사용되는데, 제1의 필름 증발기는 0.5 ~ 25, 바람직하게는 0.5 ~ 20, 특히 바람직하게는 1 ~ 18 bar에서 작동하고, 제2의 필름 증발기는 제1의 필름 증발기의 압력보다 더 낮은 압력인 0.01 ~ 1, 바람직하게는 0.02 ~ 0.5, 특히 바람직하게는 0.05 ~ 0.2 bar의 압력에서 작동한다.
두 개 이상의 필름 증발기가 일렬로 연결되있다면, 제1의 필름 증발기는 0.5 ~ 25, 바람직하게는 0.5 ~ 20, 특히 바람직하게는 1 ~ 18 bar에서 작동되고 그리고 각각의 추가의 필름 증발기는 각 경우 바로 앞의 필름 증발기의 압력보다 더 낮은, 0.01 ~ 1, 바람직하게는 0.05 ~ 0.2 bar인 압력을 가진다.
반응 배출물의 워크업을 위한 필름 증발기 사용의 바람직한 디자인은 도면 1에 도시되어 있다:
도면 1은 일렬로 배치된 두 낙하-필름 증발기 유니트 I 및 II를 보여준다:
I은 제1의 낙하-필름 증발기
II는 제2의 낙하-필름 증발기
III는 반응기 배출물의 급송
IV는 기상의 제거
V는 상 분리 용기
VI는 자켓 히팅 (jacket heating)이 있는 관다발
VII는 원하는 생성물 (액체)의 제거
VIII는 감압 수단
IX는 액체 분배기
X는 액체 수집기
낙하-필름 증발기 I은 0.5 초과, 바람직하게는 1 ~ 5 bar 절대치에서 작동된다; II는 I보다 낮은 압력이지만 바람직하게는 3 mbar 초과, 매우 바람직하게는 50　mbar 초과의 압력에서 작동된다.
현탁액-유사 반응 배출물을 I의 상부에 첨가한다. I의 상부에 첨가하기 전, 반응 배출물은, 필요하다면, 다시 감압 수단, 바람직하게는 감압 밸브를 통과시키고, I의 작동 압력으로 압력을 감소시키기 위하여 상 분리 용기에 공급한다. I의 상부에 첨가 후, 상 분리 용기로부터 취해진 현탁액은 먼저 분배기, 예컨대 박스 분배기에 들어가서, 관다발의 관 상에서 분배된다.
관은 10 ~ 200　mm, 바람직하게는 25 ~ 80 mm의 외부 지름을 갖는다. 관의 길이는 0.5 ~ 15 m, 바람직하게는 3 ~ 9 m이다. 낙하-필름 증발기당 관의 갯수는 일반적으로 10 ~ 10000, 적합하게는 100 ~ 1000 개이다.
예를 들면 관은 외부 지름 38 mm, 벽 두께 2.3 mm이고 길이는 6000　mm이다. 예를 들면, 약 560 개의 관이 존재한다. 현탁액은 관의 하부의 출구에서 수집되고, 추가의 분배기로 공급된다. 또다른 관다발도 상술한 바와 같다.
이 관다발의 하부에는 수위 조절기 (level regulator)가 있는데, 여기서 편탁액을 II의 압력 적응을 위한 확장형 용기에 밸브를 거쳐 공급된다. II는 I과 유사하게 설계된다.
초기 액상 현탁액은 분배기와 관다발을 포함하는 각 유니트에서 약 10초의 잔류 시간을 갖는다. 결과적으로 전체 잔류 시간은 약 4　x　10　초 = 40 초이다. 표면 구조에 의하여, 고체의 잔류 시간은 순수한 액상에 비해 약 3 인수 (factor)만큼 증가할 수 있다. 단위 I과 II의 최대 잔류 시간이 약 2　분이 되게한다.
40초의 잔류 시간 내에, 카르바밀 클로라이드는 초기량을 기준으로 하여 150℃의 벽 온도에서 0.1 ~ 0.01 중량%에서의 초기 함량으로부터 1 ppm으로 감소될 수 있다. 표면 구조의 결과에 따라 심지어 10 - 0.1 중량%에서 1 ppm으로 감소가 가능하다.
그 다음 액상은 추가 워크업을 위해 공급되어지고, 그것은 제조하고자 하는 이소시아네이트에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 불활성 용매는 다음 단계에서 분리된다. 이것은 컬럼에서 또는 필름 증발기, 바람직하게는 낙하-필름 증발기에서 다시 한번 이루어질 수 있다.
바람직한 구체 예에서, 증류 컬럼은 사용되는 하나의 필름 증발기 또는 사용되는 복수개의 필름 증발기의 하류에 연결된다.
필름 증발기에서, 이소시아네이트의 주된 분할은 포스겐의 분리와 동시에 일어난다. 본 발명에 따르면, 낮은 포스겐 함량으로의 분할은 필름 증발기를 사용함으로써 이루어진다. 비교적 오랜 시간이 요구되는 카르바밀 클로라이드로의 마지막 전환은 증류 컬럼에 포스겐-부족 용액을 첨가함으로써 이루어지는데, 더 많은 부가적인 포스겐 유지없이 유지와 그 후의 잔류 시간이 적당히 생성된다. 이소시아네이트 용액을 증류 컬럼 바닥에서 제거하고, 나머지 분할시 형성된 HCl, 그리고 잔여 포스겐은 증류 컬럼의 상부에서 제거한다.
대다수의 필름 증발기의 사용과 함께 증류 컬럼은 일반적으로 연속적인 공정에서 마지막에 배열된 필름 증발기의 하류에 연결되어 있다.
주로 HCl과 포스겐, 더욱 작은 양의 용매와 미량의 이소시아네이트를 포함하는, 제거된 기상은 추가의 워크업 처리에 의해, HCl과 포스겐이 분리된다. 어떤 미량의 이소시아네이트 및/또는 용매가 포스겐에 남는다. 포스겐은 반응부로 재순환된다.
새로운 공정은 포스겐과 일차 아민의 반응이 일어나는 반응기와, 액체인 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체인 카르바밀 클로라이드를 포함하는 현탁액의 형태로 배출물이 존재하는, 반응기의 반응 배출물이 공급되는 적어도 1 이상의 필름 증발기를 포함한 생산 플랜트에서 수행된다.
반응기와 필름 증발기 외에, 생산 플랜트는 일반적으로 선행 기술로부터 알려진 반응 단계, 예를 들면 저장 용기, 혼합 장치 및 워크업 처리 단계를 더 추가로 포함한다.
새로운 생산 플랜트의 바람직한 구체 예는 도2에 따른 일반적 공정 다이어그램을 기초로 하여 좀 더 상세히 설명한다:
I은 포스겐 용기
II는 아민 용기
III는 혼합 장치
V는 반응기
VI는 필름 증발기
VII는 제2의 워크업 처리 장치
VIII 는 이소시아네이트 용기
IX는 포스겐 워크업 처리
X는 용매 워크업 처리
1은 포스겐 공급물
2는 아민 공급물
3는 불활성 용매 공급물
4는 분리된 염화수소와 불활성 용매
5는 재순환된 이소시아네이트 흐름(선택적)
6은 배출된 염화수소
7은 분리된 이소시아네이트
8, 11는 분리된 불활성 용매
9는 워크업 처리된 불활성 용매
10은 워크업 처리된 포스겐
아민 용기 II의 아민과 포스겐 용기 I의 포스겐은 적합한 혼합 장치 III에서 혼합된다. 임의의 구체 예에서는, 아민과 포스겐의 혼합물은 용매로서 재순환된 이소시아네이트와 추가적으로 혼합된다. 혼합 후, 혼합물을 반응기 V로 옮긴다. 혼합 장치 및 반응 장치인 장치, 예를 들면 테두리-연결 노즐을 가지고 있는 관 반응기를 또한 사용할 수 있다.
워크업 장치 VI는 위에서 설명한 구체 예들 중 하나에서 필름 증발기이다. 일반적으로, 염화수소 및 어떤 불활성 용매 및/또는 소량의 이소시아네이트 흐름은 이소시아네이트 흐름으로부터 여기서 분리된다.
워크업 장치 VII는 통상의 증류 유니트 또는 추가의 필름 증발기이다. 제2의 분리 장치 VII에서 불활성 용매는 바람직하게는 분리되 그 후 워크업 처리되 (X), 아민 용기 II로 재순환된다.
새로운 공정과 새로운 생산 플랜트 이외에, 본 발명은 추가로 포스겐화 반응기로부터 액체인 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체인 카르바밀 클로라이드를 포함하는 현탁액의 형태로 존재하는 반응 배출물을 워크업 처리하기 위한 필름 증발기의 사용과 관련되어있다. 따라서, 공정 및 생산 설비에 대해 위에서 설명한 바람직한 구체 예는 새로운 용도에 적용된다.
포스겐화 반응기로부터 반응 배출물의 워크업 처리를 위한 필름 증발기의 사용은 다음과 같은 이점이 있다:
● 전체 플랜트의 포스겐 유지는 영구적으로 감소되고, 이것은 실질적인 안전상의 특징이다.
● 생산 플랜트는 각각 작은 장치가 각각 갖추어지고 전체 플랜트의 하우징을 없앨 수 있게 설계할 수 있다.
● 자산 비용이 감소된다, 즉, 비용 효율이 증가한다.
필름 증발기는 다음의 기능을 가지고 있다:
● 포스겐과 HCl의 완만한 기화.
● 실질적으로 역혼합이 없고, 화학반응, 특히 카르바밀 클로라이드의 생성물인 이소시아네이트 및 HCl로의 분해 반응의 중첩을 나타내는 유체의 공급.
● 기화열과 반응열의 도입.
● 포스겐, HCl, 현탁된 고체와 용해된 반응의 실질적인 감소 (약 0.5 %에서 0.01 ppm).
포스겐화 반응기로부터 반응 배출물의 워크업 처리
0.111　kg/s의 질량 유속을 가진 모노클로로벤젠 중의 톨루엔디아민 용액과 포스겐의 혼합물 스트림 III은 위로부터 내부 지름이 1.5 인치이고 길이가 4　m인 제1의 낙하-필름 증발관 VI 속으로 액체 형태로 통과시키고, 그 후 혼합 동안 형성된 기체 상을 분리시켰다. 스트림은 T　=　70oC의 온도를 가졌다. 그것은 포스겐 36 질량% , MCB 46 질량%, 카르바밀 클로라이드 17 질량% 및 HCl 1 질량%를 포함한다. 절대압 4.5　bar (abs)의 압력에서, 약 8.5　kilowatt (kW)의 화력이 낙하-필름 증발관으로 케이싱을 경유하여 전달되었다. 증기상과 액상은 역류하여 통과한다. 액상은 수집기 X에서 수집되고 상부에서 제1의-필름 증발관과 같은 면적을 가진 제2의 낙하-필름 증발관 VI로 공급되었다. 이것도 역시, 약 8.5　kW의 화력에서 4.5　bar (abs)에서 전달되었다. 증기상과 액상은 역류하여 통과한다. 제2의 낙하-필름 증발관의 증기 상은 제1의 낙하-필름 증발관을 통과하지 않았다. 제2의 낙하-필름 증발관에서 취해진 액상은 온도 T　=　140oC에서 포스겐 8 질량%, 모노클로로벤젠 66 질량%, TDI 12 질량% 그리고 카르바밀 클로라이드 13 질량%을 포함하고, 그 후 2.5　bar로 밸브 VIII을 지나 용기 V 속으로 들어가게했다. 용기 V에서 취해진 액체는 추가의 워크업 처리를 위해 길이 6 m와 내부 지름 1.5인치의 제3의 낙하-필름 증발관 VI에 공급되었다. 2.5　bar (abs)의 압력에서, 약 3.9　kW의 화력으로 낙하-필름 증발관에 전달되었다. 증기상과 액상은 역류하여 통과하였다. 하부에서 취해진 액상은 수집기 X에서 수집되고 상부로부터 길이 6 m와 지름 1.5인치의 제4의 낙하-필름 증발관 VI으로 공급되었다. 2.5　bar (abs)의 압력에서, 약 3.9　kW의 화력으로 낙하-필름 증발관에 전달되었다. 증기상과 액상은 역류하여 통과한다. 제4의 낙하-필름 증발관의 증기상은 제3의 낙하-필름 증발관을 통과하지 않는다. 제4의 낙하-필름 증발관의 액체 배출물은 T = 160oC의 온도에서 포스겐 0.5 질량%, MCB 68 질량%, TDI 27 질량% 그리고 카르바밀 클로라이드 3 질량%를 포함하였다. 액체 배출물은 먼저 증류 컬럼에서 증류된 포스겐 제거를 위해 통상의 방법에 의해 공급되었고, 그 후 추가로 증류에 의해 워크업 처리되어 순수한 TDI를 얻었다. 포스겐 제거를 위한 증류 컬럼에서, 남아있는 카르바밀 클로라이드가 TDI와 HCl로 분해되었다.

Claims (10)

  1. 반응기 내에서 포스겐과 일차 아민의 반응에 의하여 이소시아네이트를 제조 하는 방법으로서, 반응 배출물은 액체로서 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체로서 카르바밀 클로라이드를 포함하는 현탁액의 형태로 존재하고, 현탁액은 필름 증발기 내에서 워크업 처리되는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 필름 증발기는 움직이는 부품이 없는 장치인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 필름 증발기는 낙하-필름 증발기인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 증류 컬럼이 필름 증발기의 하류에 연결되어 있는 것인 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 현탁액은 일렬로 배열되고 상이한 압력 수준에서 작동되는 두 개 또는 그 이상의 필름 증발기에서 워크업 처리되는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 제1의 필름 증발기는 0.5 ~ 25 bar에서 작동하고, 제2의 필름 증발기는 제1의 필름 증발기의 압력보다 더 낮은 0.01 ~ 1　bar의 압력을 갖는 것인 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 카르바밀 클로라이드는 제조하고자 하는 이소시아네이트의 중량을 기준으로 하여, 0.01 ~ 35 중량%의 양으로 현탁액 내에 존재하는 것인 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 현탁액은 추가 고형 성분으로서 아민 하이드로클로라이드 및 우레아를 포함하는 것인 방법.
  9. 일차 아민과 포스겐을 반응시켜서 이소시아네이트를 생성하기 위한 생산 플랜트로서, 일차 아민과 포스겐의 반응이 일어나는 반응기 및, 액체로서 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체로서 카르바밀 클로라이드를 포함하는 현탁액 형태로 존재하는, 반응기의 반응 배출물이 공급되는 1 이상의 필름 증발기를 포함하는 것인 생산 플랜트.
  10. 포스겐화 반응기로부터, 액체로서 제조하고자 하는 이소시아네이트와 고체로서 카르바밀 클로라이드를 포함하는 현탁액의 형태로 존재하는 반응 배출물을 워크업 처리하기 위한 필름 증발기.
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