KR101213954B1

KR101213954B1 - 이소시아네이트 제조 방법

Info

Publication number: KR101213954B1
Application number: KR1020067025595A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 뵐페르트; 한스-위르겐 팔라쉬; 에크하르트 슈트뢰퍼; 울리치 펜젤; 필립 데베르트
Original assignee: 바스프 에스이
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2012-12-18
Also published as: HUE045895T2; DE102004026095A1; BRPI0511449A; PT1753715T; WO2005115974A1; ES2753382T3; JP4833966B2; EP1753715B1; EP1753715A1; JP2008500296A; CN1956948A; BRPI0511449B1; KR20070029188A; US20070232827A1

Abstract

아민을 포스겐과 반응시킴으로써 이소시아네이트를 제조하는 방법으로, 출발물질의 상기 포스겐-함유 스트림은 (i) 실질적으로 이소시아네이트가 없고, (ii) 0.4 질량% 미만의 염화수소(이하에서는 HCl이라 함)의 질량 함량을 갖는 것인 방법이 개시된다. 또한, 본 발명에 따른 상기 방법을 수행하기 위한 생산 플랜트도 개시된다.

이소시아네이트, 포스겐

Description

이소시아네이트 제조 방법{ISOCYANATE PRODUCTION METHOD}

본 발명은 아민을 포스겐과 반응시킴으로써 이소시아네이트를 제조하는 방법으로, 출발물질의 포스겐-함유 스트림은

(i) 실질적으로 이소시아네이트가 없고,

(ii) 0.4 질량% 미만의 염화수소(이하, HCl 이라 함)의 질량 함량을 갖는 것인 방법과, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 생산 플랜트에 관한 것이다.

아민을 포스겐과 반응시킴으로써 이소시아네이트를 제조하는 여러가지 방법이 문헌에 기술되어 있다.

EP-A-322 647은 아민 스트림과 포스겐 스트림을 완전히 혼합하는 혼합 노즐과, 유공 트레이(perforated tray)에 의해 단계적으로 진행되는 다운스트림 수직관 반응기(downstream vertical tubular reactor)를 결합하여 모노- 또는 폴리이소시아네이트의 연속적인 제조를 기술하였다. 이 방법의 단점은 혼합 노즐에서 폐색(blockage)되는 경향이 있는 것인데, 이것은 상기 방법의 작업 안정성을 감소시킨다.

따라서, EP 0830 894는 혼합 노즐의 작업성(operability)을 향상시키기 위해서 혼합장치에 세정핀을 사용하는 것을 기술한다. 단점은 혼합장치에서 움직이는 부분을 사용하는 것이다. 통로에서, 독한 포스겐의 원하지 않는 발생 위험이 있다.

공간-시간 수율과 관련하여 상기 방법을 개선하기 위해, 상기 방법의 최적화와 관련한 추가적인 노력은 사용된 출발 물질의 스트림을 최적화하는 것으로 이루어진다.

WO 96/16028은 이소시아네이트 제조를 위한 연속적 방법을 기술하였고, 이것은 온도에 관한 1단계 반응과 이소시아네이트를 포스겐에 대한 용매로서 사용하는 것을 포함하되, 이소시아네이트의 염소 함량은 2% 미만이다. 관 반응기(tubular reactor)를 포스겐화에 사용할 수 있다. 이 방법의 단점은 고체로서 침전되는 우레아를 형성하는 유리 아민의 존재하에 반응할 수 있는 반응 영역에 이소시아네이트를 계속해서 재순환시켜야 한다는 것이다. 그러나, 이런 방법의 안정된 작업은 고체의 문제로 인해 위험하게 된다. 순환되는 대량의 이소시아네이트로 인해, 상대적으로 큰 반응 체적이 존재하며, 이것은 장치의 관점에서 예상외의 높은 경비와 관련되어 있다.

US 4,581,174는 이소시아네이트-함유 반응 혼합물의 부분적 재순환과 함께 혼합 순환에서 일차 아민의 포스겐화에 의한 유기 모노- 및/또는 폴리이소시아네이트의 연속적인 제조를 기술하는데, 재순환된 혼합물의 HCl 함량은 0.5% 미만이다. 여기서는 또한, 유리 아민과 반응 영역으로 이소시아네이트의 연속적인 재순환은 우레아 형성을 촉진하는 것이 사실이다. 침전된 우레아는 상기 방법의 안정한 작동을 위태롭게 한다.

GB 737　442는 이소시아네이트의 합성으로부터 포스겐의 회수를 기술한다. 회수된 포스겐은 HCl 함량이 0.5 ~ 0.7%이다.

또한 사용된 아민에 비해 과량의 포스겐을 사용하는 것은 제조되는 이소시아네이트에 대한 높은 선택성을 나타내고, 따라서 제조 방법의 경제성에 중대한 영향을 미친다는 것이 알려져 있다. 포스겐 대 아미노기 비율의 증가에 따라, 플랜트에서 포스겐의 정체(hold-up) 및 플랜트 체적이 증가하는 경향이 있다. 반면, 포스겐의 독성 때문에, 매우 짧은 포스겐 정체 및 매우 조밀한 설계의 플랜트가 바람직하다. 이것은 플랜트의 자본금을 감소시키는 동시에 공정의 경제성을 향상시킨다.

우수한 경제성을 달성하기 위한 다른 측면은 플랜트의 조업정지(shutdown)없이 플랜트의 계속적인 긴 온스트림(on-stream) 시간이다. 포스겐화 중에 형성되는 고체에 의해 플랜트 성분이 폐색되는 경우 이소시아네이트 생산 플랜트에서의 조업정지가 통상 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 높은 선택성 및 높은 시간당 공간 수율 및 높은 작동 안정성을 갖는 반응을 수행할 수 있게 하는 이소시아네이트의 제조 방법을 제공하는데, 이러한 방법은 공간적으로 조밀하게 설계될 수 있고, 경제적으로 운영될 수 있다.

특히, 본 발명의 목적은 생산 플랜트, 특히 혼합 노즐 및 체류 시간 반응기(residence time reactor)에서 낮은 수준의 고체 형성 및 고체 침전을 일으킬 수 있는 이소시아네이트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

첫째로 종래 기술에 종종 기재되는 이소시아네이트의 순환이나 용매로서 이소시아네이트의 사용이 없다면, 그리고 둘째로 혼합 장치 또는 반응 장치로 공급되는 포스겐-함유 스트림 내 HCl 함량이 낮게 유지된다면, 작업성의 관점에서 본 방법은 특히 효율적으로 운영될 수 있다는 것을 발견하였다.

따라서, 본 발명은 아민을 포스겐과 반응시킴으로써 이소시아네이트를 제조하는 방법으로, 출발물질의 상기 포스겐-함유 스트림은

(i) 실질적으로 이소시아네이트가 없고,

(ii) 0.4 질량%(% by mass) 미만의 염화수소의 질량 함량을 갖는 것인 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 1차 아민의 포스겐화에 의해 이소시아네이트를 제조하기 위한 포스겐의 용도로, 상기 포스겐은 이소시아네이트가 실질적으로 없고, 0.4 질량% 미만의 염화수소 질량 함량을 갖는 것인 용도에 관한 것이다.

마지막으로, 본 발명은 1차 아민을 포스겐과 반응시킴으로써 이소시아네이트를 제조하는 생산 플랜트로, 상기 생산 플랜트는 아민 용기, 포스겐 용기, 혼합장치, 반응기 및 워크업 장치를 포함하되, 상기 포스겐 용기에 존재하는 포스겐은

(i) 0.00001 내지 1%의 이소시아네이트 질량 함량 및,

(ii) 0.00001 내지 0.4 질량% 미만의 염화수소 질량 함량을 갖는 것인 생산 플랜트에 관한 것이다.

본 발명에 다른 방법의 바람직한 실시예는 도 1에 도시된다. 도 1에서, 참조부호는 다음과 같다:

I 포스겐 용기

II 아민 용기

III 혼합장치

V 반응기

VI 제1 처리장치

VII 제2 처리장치(임의적)

VIII 이소시아네이트 용기

IX 포스겐 워크업

X 용매 워크업 (임의적)

1 새로운 포스겐의 공급

2 새로운 아민의 공급

3 불활성 용매의 공급(임의적)

4 분리된 염화수소, 포스겐, 불활성 용매 및 임의적으로 소량의 이소시아네이트

6 배출된 염화수소

7 분리된 이소시아네이트(임의적)

8, 11 분리된 불활성 용매(임의적)

9 워크업된 불활성 용매(임의적)

10 워크업된 포스겐

11 본 발명에 따른 특징 (i) 및 (ii)를 갖는 출발 물질의 포스겐-함유 스트림

12 출발 물질의 아민-함유 스트림

아민 용기(II)로부터의 아민과 포스겐 용기(I)로부터의 포스겐은 적절한 혼합 장치(III)에서 혼합된다. 포스겐 용기(I)는 새로운 포스겐(1)으로 또는 재순환되고 워크업된 포스겐(10)으로 채워질 수 있다. 포스겐 용기(I)로부터 혼합 장치(III) 내로 이동되는 물질 스트림은 본 발명에 따른 특징 (i) 및 (ii)를 갖는 출발 물질의 포스겐-함유 스트림(11)이다.

혼합 후, 혼합물은 반응기(V)로 이동된다. 또한, 혼합장치 및 반응장치를 모두 구성하는 장치(즉, III 및 V가 하나의 장치로 결합됨), 예를 들어 플랜지-연결 노즐을 갖는 관형 반응기를 사용할 수 있다.

처리 장치(VI)에서, 염화수소 및, 적절하다면, 불활성 용매 및/또는 소량의 이소시아네이트 스트림은 일반적으로 이소시아네이트 스트림으로부터 분리된다. 임의의 처리 장치(VII)에서, 바람직하게 불활성 용매가 분리되고, 그 후 적절한 장치(X)에서 워크업되고, 아민 용기(II)로 재순환된다. 예를 들면, 처리 장치는 통상의 증류 유니트일 수 있다.

공급되고 반응에 요구되는 포스겐(=공급되는 출발물질의 포스겐-함유 스트림 (11))이 0.4 질량% 미만의 염화수소 질량 함량을 갖는 것(ii)은 본 발명에 있어서 필수적이다. 바람직하게는 출발 물질의 포스겐-함유 스트림은 0.00001 내지 0.4 질량% 미만, 보다 바람직하게는 0.0001 내지 0.3 질량% 미만, 특히 바람직하게는 0.0005 내지 0.25 질량% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.001 내지 0.2 질량% 미만의 염화수소 질량 함량을 갖는다.

본 발명의 문맥에서, 출발 물질의 포스겐-함유 스트림의 질량 퍼센트 정보(특징 (i) 및(ii))는 포스겐, HCl 및, 적절하다면, 이소시아네이트의 불순물의 합의 전체 질량에 기초한다. 만일 반응 또는 혼합 장치로 공급되는 출발 물질의 포스겐-함유 스트림이 하나 이상의 용매를 추가적으로 포함한다면, 질량 퍼센트에서의 이러한 정보는 용매를 포함하여 출발 물질의 포스겐-함유 스트림의 질량에 기초하지는 않는다.

출발물질의 포스겐-함유 스트림(11) 내 HCl의 요구량은 새로운 포스겐에 HCl을 첨가함으로써, 또는 바람직하게는 포스겐 스트림(10)의 상응하는 워크업에 의해 제공될 수 있다(즉, 포스겐 워크업(IX)은 -공급되는 새로운 포스겐(1)의 양을 고려하여- 포스겐 스트림(10)이 스트림(11) 중 본 발명에 따른 HCl의 양(ii)을 제공하도록 맞춰진다).

또한, 출발 물질의 포스겐-함유 스트림은 실질적으로 이소시아네이트를 포함하지 않는다는 것(i)은 본 발명에 있어서 필수적이다. 이것은 본 발명에 따른 방법에서 반응기 내에서 제조된 어떠한 이소시아네이트(또는 다른 이소시아네이트 화합물)도 재순환되지 않고 출발물질의 포스겐-함유 스트림으로 공급되지 않는다는 것, 또는 이소시아네이트가 용매로서 사용되고 출발 물질의 포스겐-함유 스트림에 공급된다는 것의 의미로 이해될 수 있다.

워크업 장치(VI)에서, HCl, 포스겐 및, 적절하다면, 불활성 용매, 그리고 또한 소량의 이소시아네이트는 주 생성물 스트림(제조되는 이소시아네이트)로부터 분리된다. 장치(VI) 내 이소시아네이트의 분리는 통상 기술적인 이유로 일어나지만 바람직하진 않다. 또한, 이소시아네이트는 일반적으로 포스겐 워크업(IX)에서 다시 분리되고 (7), 상기 이소시아네이트는, 예를 들어, 제1 워크업 장치(VI)로 공급될 수 있다. 그러나, 기술적인 이유로, 워크업 장치(VI)는 이소시아네이트의 완전한, 즉 100%, 분리를 제공할 수는 없다.

본 발명의 문맥에서, 출발 물질의 포스겐-함유 스트림은 실질적으로 이소시아네이트를 포함하지 않는 것(i)이 중요하다. 그럼에도 불구하고, 앞서 설명한 바와 같이, 출발 물질의 포스겐-함유 스트림은 적은 양의 이소시아네이트를 포함할 수 있는데, 예를 들어 이소시아네이트가 완전히 없는 스트림(10)을 얻는 것은 기술적으로 가능하지 않기 때문이다. 따라서, "실질적으로 이소시아네이트가 없다"는 것은 출발물질의 포스겐-함유 스트림이 일반적으로 1 중량% 미만, 바람직하게는 0.00001 내지 1 질량% 미만, 보다 바람직하게는 0.0001 내지 0.5 질량% 미만, 보다 더 바람직하게는 0.001 내지 0.3 질량% 미만, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.2 질량% 미만의 이소시아네이트를 포함한다는 의미로 이해될 수 있다.

본 발명의 문맥에 있어서, "이소시아네이트"는 적어도 하나의 유리 이소시아네이트기를 갖는 모든 화합물을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

출발물질의 포스겐-함유 스트림 중 HCl 및 이소시아네이트의 함량을 계산하기 위해서, 카바모일 클로라이드를, 적절하다면, 또한 포함시킬 수 있다. 카바모일 클로라이드는 평형 반응에서 이소시아네이트와 HCl의 반응에 의해 형성된다. 출발 물질의 포스겐-함유 스트림이 카바모일 클로라이드를 포함한다면, 이들은 "이론적으로" HCl 및 포스겐으로 분열되고, 분열 생성물(cleavage product)의 각각의 양은 이소시아네이트(i) 및 HCl(ii)의 양 계산에 포함된다.

만일 아민 스트림과 포스겐 스트림의 혼합에 공급되는 포스겐 스트림이 이미 상기 언급된 양의 HCl을 포함한다면 더욱 바람직하다. US 3,234,253에 기재되어 있듯이, HCl의 양은 단지 아민과 포스겐의 반응 혼합물에 그 후에 도입되어서는 안된다.

본 발명에 따른 방법에서, 반응물의 혼합은 혼합장치를 통해 공급된 반응 스트림의 높은 전단가공(shearing)에 의해 구별되는 혼합장치에서 이루어진다. 바람직하게 사용되는 혼합 장치는 회전식 혼합장치, 혼합 펌프 또는 혼합 노즐인데, 이것은 반응기의 상류에 장착된다. 혼합 노즐은 특히 바람직하게 사용된다. 이 혼합 장치에서의 혼합 시간은 일반적으로 0.0001초 내지 5초, 바람직하게는 0.0005 내지 4초, 특히 바람직하게는 0.001 내지 3초이다. 혼합 시간은 혼합 공정의 시작에서부터, 완전한 혼합 상태에 도달하자마자 얻어지는 혼합물의 혼합 분획의 이론적 종말값의 수치에 근거하여, 혼합 분획의 이러한 종말값으로부터 2.5% 미만으로 벗어나는 혼합 분획을 얻어진 혼합물의 유체 요소의 97.5%가 가질 때까지 경과한 시간을 의미하는 것으로 이해될 수 있다(혼합 분획의 개념에 대해서는 예를 들어 J. Warnatz, U. Maas, R.W. Dibble: Verbrennung, Springer Verlag, Berlin Heidelberg New York, 1997, 2nd Edition, 134쪽 참조).

바람직한 실시예에서, 아민과 포스겐의 반응은 절대 압력 0.9 bar 내지 400 bar, 바람직하게는 3 내지 35 bar에서 수행된다. 포스겐 대 사용된 아미노기의 몰비는 일반적으로 1.1　:　1 내지 12　:　1, 바람직하게는 1.25　:　1 내지 8　:　1이다. 반응기에서의 전체 체류 시간은 일반적으로 10초 내지 15시간, 바람직하게는 3분 내지 12시간이다. 반응 온도는 일반적으로 25 내지 260℃(섭씨 온도), 바람직하게는 35 내지 240℃이다.

본 발명에 따른 방법은 모든 통상적인 지방족 및 방향족 이소시아네이트 또는 2 이상의 그러한 이소시아네이트의 제조에 적합하다. 예를 들면, 모노머성(monomeric) 메틸렌-디(페닐 이소시아네이트) (m-MDI) 또는 폴리머성(polymeric) 메틸렌-디(페닐 이소시아네이트 (p-MDI), 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI), R,S-1-페닐에틸 이소시아네이트, 1-메틸-3-페닐프로필 이소시아네이트, 나프틸 디이소시아네이트 (NDI), n-펜틸 이소시아네이트, 6-메틸-2-헵탄 이소시아네이트, 시클로펜틸 이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 디이소시아네이토메틸시클로헥산 (H₆TDI), 크실렌 디이소시아네이트 (XDI), 디이소시아네이토시클로헥산 (t-CHDI) 및 디(이소시아네이토시클로헥실)메탄 (H₁₂MDI)이 바람직하다.

본 방법은 TDI, m-MDI, p-MDI, HDI, IPDI, H₆TDI, H12MDI, XDI, t-CHDI 및NDI의 제조, 특히 TDI의 제조에 사용되는 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 방법은 연속식, 반연속식(semicontinuous) 및 회분식(batchwise) 방법을 포함한다. 연속식 방법이 바람직하다.

이소시아네이트의 제조는 일반적으로 대응하는 1차 아민을 과잉의 포스겐과 반응시킴으로써 이루어진다. 이러한 방법은 액상에서 수행하는 것이 바람직하다.

추가적인 불활성 용매를 본 발명에 따른 방법에 추가할 수 있다. 이러한 추가적인 불활성 용매는 일반적으로 유기 용매 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 헥산, 디에틸 이소프탈레이트(DEIP), 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸포름아미드(DMF), 벤젠 및 이들의 혼합물이 바람직하다. 종래 기술 분야에서의 수많은 발표와는 달리, 플랜트에서 제조된 이소시아네이트는 용매로서 사용될 수 없다. 용매로서 클로로벤젠이 특히 바람직하다.

아민/용매 혼합물을 기준으로, 아민 함량은 통상 1 내지 50질량%, 바람직하게는 2 내지 40질량%, 특히 바람직하게는 3 내지 30질량%이다.

반응 후, 성분의 혼합물은 정류(rectification)에 의해 이소시아네이트(들), 용매, 포스겐 및 염화수소로 바람직하게 분리된다. 이소시아네이트(들)에 잔류하는 소량의 부생성물은 추가적인 정류 또는 결정화에 의해 원하는 이소시아네이트(들)로부터 분리될 수 있다.

반응 조건의 선택에 의존하여, 생성물은 불활성 용매, 카바모일 클로라이드 및/또는 포스겐을 포함할 수 있고, 공지된 방법에 의해 더 처리될 수 있다.

반응에서, 포스겐은 먼저 아미노기와 반응하여 염화수소를 제거하고 카바모일 클로라이드를 얻는다. 그런 다음, 카바모일기는 염화수소를 더 제거하면서 반응하여 이소시아네이트기를 얻는다.

반응 종결 후, 형성된 염화수소와 여분의 포스겐은 일반적으로 증류에 의해 또는 불활성 기체와 함께 제거됨으로써 반응 혼합물로부터 분리된다. 염화수소/포스겐 혼합물은 일반적으로 증류에 의해(FR 1 469 105 ), 또는 탄화수소로 세정(scrubbing)함으로써 염화수소 및 포스겐으로 분리되는데, HCl 및 포스겐의 분리 비용은 HCl 및/또는 포스겐에 대한 순도요건에 의해 결정된다. 여기서, HCl 내 포스겐의 함량과 포스겐 내 HCl 함량 간에는 구분되어야 한다. 따라서, 얻어지고 HCl이 없는 포스겐은 포스겐 합성으로부터 새로은 포스겐과 혼합되고, 이소시아네이트의 제조를 위한 반응으로 재순환된다.

플랜트의 작업 모드에 의존하여, 반응 또는 혼합 장치로 공급되는 포스겐-함유 스트림은 단지 포스겐과 언급된 HCl 부분 뿐만 아니라, 포스겐화가 수행되는 용매도 포함한다. 이것은 특히 포스겐과 염화수소의 분리가 용매로 세정(scrubbing)에 의해 수행되는 경우이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 적절한 생산 플랜트와 관련된다. 본 발명에 따른 생산 플래트의 바람직한 실시예는 장치 도 1에 따른 I, II, III, V, VI, 적절하다면, 장치 VII, VIII, IX 및 IX를 포함한다. 포스겐화 용기 I에 존재하는 포스겐은

(i) 0.00001 내지 1%, 바람직하게는 0.0001 내지 0.5 질량% 미만, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.3 질량% 미만, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.2 질량% 미만의 이소시아네이트 질량 함량을 갖고,

(ii) 0.00001 내지 0.4 질량%미만, 바람직하게는 0.0001 내지 0.3 질량% 미만, 특히 바람직하게는 0.0005 내지 0.25 질량% 미만, 매우 특별하게 바람직하게는 0.001 내지 0.2 질량% 미만의 염화수소 질량 함량을 가져야 한다.

따라서, 본 발명에 따른 방법은 노즐을 청소하기 위한 조업 정지의 수와, 따라서 플랜트 정지 시간의 수를 공지의 방법과 비교하여 현저하게 감소시킬 수 있다. 노즐의 청소를 위해, 플랜트는 일반적으로 포스겐이 없게 한 다음 열려져야 한다. 따라서, 동시에, 플랜트의 작업성은 개방을 감소시킴으로써 향상되었다. 이소시아네이트의 형성 반응동안, 과잉의 포스겐을 상기 공정으로 재순환시킴으로써 도입된 염화수소의 양이 여러번 형성되므로, 본 발명에 따른 방법의 기술적인 효과는 특히 놀랍다.

본 발명에 따른 실시예 1

톨루일렌 용액 스트림과 포스겐 용액 스트림을 시험 공장의 동축 이중 튜브 혼합 노즐(coaxial double-tube mixing nozzle)에서 혼합하였다. 모노클로로벤젠(MCB) 85중량% 및 톨루엔디아민(TDA) 15중량%로 이루어진 5kg/h의 톨루엔디아민 용액 스트림을 7　m/s의 속력으로 내부 튜브를 통해 분사하였는데, TDA는 2,4-TDA 80중량%와 2,6-TDA 20중량%로 이루어졌다. 6.78　kg/h의 포스겐 용액 스트림을 5.8　m/s의 속력에서 외부 애뉼러 갭(outer annular gap)을 통해 공급하였다. 포스겐 용액 스트림은 90중량%의 포스겐 및 적어도 9중량%의 MCB에 더하여, 염화수소(HCl) 0.02중량%를 포함한다. 출발물질 스트림의 온도는 혼합 노즐로부터 나오는 스트림이 150℃의 온도를 갖도록 조절되었다. 그런 다음, 이러한 스트림을 체류시간 20분을 갖는 교반된 케틀을 통해 통과시켰다. 교반된 케틀에서 압력은 10 bar abs.였다. 액체 반응 배출물을 레벨 컨트롤 밸브를 통해, 기체 반응 배출물을 압력 조절 밸브를 통해, 포스겐-함유 스트림과 염화수소-함유 스트림이 증류되는 컬럼위에 통과시켰다. 컬럼은 3.5 bar abs.에서 조작되었다. 플랜트는 폐색 문제 없이 72시간동안 작동되었다.

비교실시예 2

실시예 1에서와 같이, 톨루엔디아민 용액 스트림과 포스겐 용액 스트림을 시험 공장의 동축 이중 튜브 혼합 노즐에서 혼합하였다. 모노클로로벤젠(MCB) 85중량% 및 톨루엔디아민(TDA) 15중량%로 이루어진 5kg/h의 톨루엔디아민 용액 스트림을 7　m/s의 속력에서 내부 튜브를 통해 분사하였다. 6.78　kg/h의 포스겐 용액 스트림을 5.8　m/s의 속력에서 외부 애뉼러 갭을 통해 공급하였다. 포스겐 용액 스트림은 포스겐 90중량% 및 적어도 9중량%의 MCB에 더하여, 염화수소(HCl) 0.70중량%를 포함한다. 출발물질의 스트림의 온도는 혼합 노즐로부터 나오는 스트림이 150℃의 온도를 갖도록 조절되었다. 그런 다음, 이러한 스트림을 체류시간 20분을 갖는 교반된 케틀을 통해 통과시켰다. 교반된 케틀의 압력은 10 bar abs.였다. 액체 반응 배출물을 레벨 컨트롤 밸브를 통해, 기체 반응 배출물을 압력 조절 밸브를 통해, 포스겐-함유 스트림과 염화수소-함유 스트림이 증류되는 컬럼위에 통과시켰다. 컬럼은 3.5 bar abs.에서 작업되었다. 3.6 시간 후, 교반된 케틀의 레벨 조절 밸브에서의 막힘 문제로 인하여 플랜트를 정지시켜야 했다.

Claims

아민을 포스겐과 반응시킴으로써 이소시아네이트를 제조하는 방법으로, 출발물질의 포스겐-함유 스트림은

(i) 1 중량% 미만의 이소시아네이트를 포함하고,

(ii) 0.4 질량% 미만의 염화수소의 질량 함량을 가지며,

연속적인 방법으로 수행되는 것인 방법.
제1항에 있어서,

아민 용기의 아민과 포스겐 용기의 포스겐이 혼합 장치에서 혼합되고, 포스겐 용기로부터 혼합 장치로 이송된 물질 스트림은, 혼합 후 혼합물이 반응기로 이송되는 동안 특징 (i) 및 (ii)을 갖는 출발 물질의 포스겐-함유 스트림인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

출발 물질의 포스겐-함유 스트림은 염화수소의 질량 함량이 0.00002 % 내지 0.3%인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

출발 물질의 포스겐-함유 스트림은 0.0001 내지 5초의 혼합 시간에서 출발 물질의 아민-함유 스트림과 혼합되는 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 방법은 톨루엔 디이소시아네이트, 모노머성(monomeric) 메틸렌-디(페닐 이소시아네이트), 폴리머성(polymeric) 메틸렌-디(페닐 이소시아네이트), 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 디이소시아네이토메틸시클로헥산, 디(이소시아네이토시클로헥실)메탄, 크실렌 디이소시아네이트, 디이소시아네이토시클로헥산, 및 나프틸 디이소시아네이트를 제조하는데 사용되는 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 반응은 25 ~ 260℃의 온도 범위 및 0.9 bar ~ 400 bar의 절대 압력에서 수행되고, 사용되는 포스겐 대 아미노기의 몰비는 1.1:1 ~ 12:1인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

포스겐과 아민의 반응은 액상에서 일어나는 것인 방법.
포스겐을 사용하여 1차 아민의 포스겐화에 의해 이소시아네이트를 제조하는 방법으로, 상기 포스겐은 이소시아네이트 함량이 1 중량% 미만이고, 염화수소 질량 함량이 0.4 질량% 미만인 방법.
포스겐과 1차 아민을 반응시킴으로써 이소시아네이트를 제조하는 생산 플랜트로서, 상기 생산 플랜트는 아민 용기, 포스겐 용기, 혼합장치, 반응기 및 워크업 장치를 포함하되, 상기 포스겐 용기에 존재하는 포스겐은

(i) 0.00001 내지 1%의 이소시아네이트 질량 함량, 및

(ii) 0.00001 질량% 내지 0.4 질량% 미만의 염화수소 질량 함량을 갖는 것인 생산 플랜트.