KR20110084922A - 이소시아네이트의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해당 아민과 포스겐을 기상에서, 적절한 경우 불활성 매질의 존재 하에 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법으로서, 반응기에서 우선 상기 아민과 포스겐을 혼합하고 상기 이소시아네이트로 전환시키며, 이소시아네이트 및 염화수소를 포함하고 반응기로부터 배출되는 반응 기체를 켄칭의 켄칭 공간에서 켄칭 매질을 첨가하여 냉각시키는 방법에 관한 것이다. 켄칭 공간으로의 첨가 시의 켄칭 매질은 상기 반응 기체의 응축 온도 또는 탈승화 온도 이상의 온도를 가진다.

Description

이소시아네이트의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING ISOCYANATES}

본 발명은 해당 아민과 포스겐을 기상에서, 적절한 경우 불활성 매질 하에 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법으로서, 반응기에서 상기 아민과 포스겐을 우선 혼합하고, 이소시아네이트로 전환시키며, 이소시아네이트와 염화수소를 포함하고 반응기로부터 배출되는 반응 기체를 켄칭의 켄칭 공간에서 켄칭 매질을 첨가하여 냉각시키는 것인 제조 방법으로부터 진행된다.

기상 포스겐화에서, 아민 함유 반응물 스트림 및 포스겐 함유 반응물 스트림이 각각 기체 상태로 혼합된다. 상기 아민과 포스켄은 염화수소(HCl) 방출물과 반응하여 상응하는 이소시아네이트를 산출한다. 상기 아민 함유 반응물 스트림은 일반적으로 액상으로 존재하며, 포스겐 함유 스트림과 혼합하기 전에 증발시키고, 임의로 과열해야 한다.

기상에서 이소시아네이트를 제조하는 해당 방법이, 예를 들어 EP-A 1 319 655 또는 EP-A 1 555 258에 기술되어 있다.

추가 반응을 방지하기 위해, 반응 종결 후에 신속히 상기 반응 혼합물을 냉각시키는 것이 필요하다. 이를 위해, 액체 켄칭이 사용된다. 상기 액체 켄칭은, 예를 들어 EP-A 1 403 248 또는 DE-A 10 2006 058 634에 기술되어 있다. 냉각시키는 데 사용되는 켄칭 매질은 50∼200℃ 범위의 온도를 가진다. 분사되는 액체 스트림은 상기 반응 기체를 일반적으로 100∼200℃의 온도로 신속하게 냉각시킨다. 이는 이소시아네이트가 풍부한 액상 및 이소시아네이트가 적은 기상을 갖는 2상 혼합물을 형성한다. 이어서, 상기 둘은 공동 분리 단계 또는 임의로 개별 분리 단계, 예를 들어 한편으로는 염화수소 및 포스겐, 및 다른 한편으로는 이소시아네이트를 분리하기 위한 증류 단계로 이송된다.

그러나, 공지된 켄칭 장치의 단점은 특히 상기 켄칭 매질의 공급부에 근접한 켄칭 장치의 벽이 상기 반응 기체의 응축점 또는 탈승화점 이하의 온도를 가진다는 점이다. 이러한 이유로, 상기 반응 기체 일부가 상기 온도점만큼 빨리 응축 또는 탈승화될 수 있다. 상기 응축물 또는 탈승화물은 상기 온도점에서 상대적으로 높은 체류 시간을 가지며, 전체 공정의 선택성에 부정적인 영향을 갖는 추가 반응을 거칠 수 있다.

또한, 상기 반응 기체의 응축 또는 탈승화는 켄칭 매질이 첨가되는 노즐을 차단할 수 있다. 또한, 벽 침적물이 켄칭 공간 내에 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 해당 아민을 포스겐과 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법으로서, 켄칭 매질의 첨가 지점 영역에서의 반응 기체의 응축 또는 탈승화가 방지되는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적은 해당 아민과 포스겐을 기상에서, 적절한 경우 불활성 매질의 존재 하에 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법으로서, 반응기에서 우선 상기 아민과 포스겐을 혼합하고 상기 이소시아네이트로 전환시키며, 이소시아네이트 및 염화수소를 포함하고 반응기로부터 배출되는 반응 기체를 켄칭의 켄칭 공간에서 켄칭 매질을 첨가하여 냉각시키는 방법에 의해 달성된다. 켄칭 공간으로의 첨가 시의 켄칭 매질은 상기 반응 기체의 응축 온도 또는 탈승화 온도 이상의 온도를 가진다.

상기 반응 기체의 응축 온도 또는 탈승화 온도 이상의 켄칭 매질 온도는, 상기 켄칭 매질의 첨가부에서의 켄칭 매질의 첨가 부분에서 또는 상기 켄칭 공간의 벽 상에서 반응 기체가 응축 또는 탈승화하는 것을 방지한다. 이러한 방법에서, 상기 켄칭 매질의 첨가부가 차단되게 되는 것이 방지된다. 상기 켄칭 장치의 세정 간격은 연장될 수 있다.

상기 이소시아네이트를 제조하기 위해서, 포스겐과 아민은 우선 바람직하게는 혼합 영역으로 공급되며, 여기서 아민과 포스겐은 혼합되어 반응 혼합물을 산출한다. 이어서, 상기 반응 혼합물은 상기 이소시아네이트로의 전환이 실시되는 반응기로 공급된다. 상기 반응기 중 아민과 포스겐의 전환은 기상에서 실시된다. 이를 위해, 상기 반응기 중 압력은 바람직하게는 0.3∼3 bar(절대), 더욱 바람직하게는 0.8∼3.0 bar(절대) 범위에 있다. 상기 온도는 바람직하게는 250∼500℃ 범위, 특히 300∼480℃ 범위에 있다.

상기 반응을 기상에서 실시할 수 있기 위해서, 상기 아민과 포스겐은 기체 형태로 첨가하는 것이 또한 바람직하다. 이를 위해, 상기 아민은 바람직하게는 200∼400℃ 범위의 온도를 가진다. 첨가되는 아민의 압력은 바람직하게는 0.05∼3 bar(절대) 범위에 있다. 첨가되는 포스겐의 온도는 바람직하게는 250∼450℃ 범위에 있다. 이를 위해, 상기 포스겐은 전형적으로 첨가 전에 당업자에게 공지된 방식으로 가열된다.

상기 포스겐 및 아민을 가열하고, 동시에 상기 아민을 증발시키기 위해서, 예를 들어 전기 히터, 또는 연료 연소에 의한 직접 또는 간접 가열이 이용된다. 사용되는 연료는 전형적으로 연료 기체, 예를 들어 천연 가스이다. 아민의 비등 온도를 낮춤으로써, 또한 예를 들어 스팀에 의해 가열하는 것이 가능하다. 여기서 스팀 압력은 아민의 비등 온도에 따라 선택된다. 상기 스팀의 적합한 증기압은, 예를 들어 40∼100 bar 범위에 있다. 이는 250∼311℃의 스팀 온도를 발생시킨다.

일반적으로, 아민을 복수의 단계로 상기 반응 온도로 가열하는 것이 필요하다. 일반적으로, 이러한 목적으로, 상기 아민을 예비가열한 후, 증발시키고, 이어서 과열시킨다. 일반적으로, 상기 증발은 가장 긴 체류 시간이 걸리며, 따라서, 아민의 분해를 유도한다. 이를 최소화하기 위해, 예를 들어 저압을 통해 발생하는 저온에서의 증발이 이롭다. 증발된 아민을 증발 후의 반응 온도로 과열시키기 위해, 스팀으로 가열시키는 것은 일반적으로 불충분하다. 따라서, 과열을 위해, 전기 히터, 또는 연료 연소에 의한 직접 또는 간접 가열이 전형적으로 이용된다.

아민의 증발과는 대조적으로, 포스겐은 일반적으로 보다 상당히 낮은 온도에서 증발된다. 이러한 이유로, 상기 포스겐은 일반적으로 스팀을 이용해서 증발시킬 수 있다. 그러나, 포스겐을 반응 온도로 가열하기 위해 필요한 이의 과열은 또한 일반적으로 전기 히터, 또는 연료 연소에 의한 직접 또는 간접 가열에 의해서만 가능하다.

상기 혼합 영역 부분에서의 반응을 방지하거나 반응 속도를 낮추기 위해서, 상기 혼합 영역에서 난류를 형성하여 신속한 혼합을 달성하는 것이 이롭다. 더욱이, 상기 혼합 영역 내의 온도를 상기 실질 반응 온도 이하로 유지하고 상기 반응 혼합물을 상기 반응 영역과 반응기 사이의 반응 온도로 가열하는 것이 이롭다. 이를 위해, 예를 들어 상기 혼합 영역과 반응기 사이에 확산기를 사용할 수 있다.

아민을 포스겐화시켜 이소시아네이트를 제조하는 데 사용되는 반응기가 당업자에게 공지되어 있다. 일반적으로, 사용되는 반응기는 관형 반응기이다. 상기 반응기에서 아민은 포스겐과 반응하여 상응하는 이소시아네이트와 염화수소를 산출한다. 전형적으로, 상기 포스겐은 과량으로 첨가되어, 형성된 이소시아네이트 및 염화수소뿐만 아니라, 상기 반응기 내에 형성되는 반응 기체는 또한 포스겐을 포함한다.

이소시아네이트를 제조하는 데 사용될 수 있는 아민으로는 모노아민, 디아민, 트리아민 또는 고작용기화도의 아민이 있다. 모노아민 또는 디아민을 사용하는 것이 바람직하다. 사용되는 아민에 따라, 상응하는 모노이소시아네이트, 디이소시아네이트, 트리이소시아네이트 또는 고작용기화도의 이소시아네이트가 얻어진다. 본 발명에 따른 방법에 의해 모노이소시아네이트 또는 디이소시아네이트를 제조하는 것이 바람직하다.

아민 및 이소시아네이트는 지방족, 지환족 또는 방향족일 수 있다.

지환족 이소시아네이트는 1 이상의 지환족 고리계를 포함하는 것이다.

지방족 이소시아네이트는 직쇄형 또는 분지쇄형 사슬에 결합된 이소시아네이트기를 배타적으로 갖는 것이다.

방향족 이소시아네이트는 1 이상의 지방족 고리계에 결합된 1 이상의 이소시아네이트기를 갖는 것이다.

용어 '지방(환)족 이소시아네이트'는 이후 지환족 및/또는 지방족 이소시아네이트에 대해서 사용된다.

방향족 모노- 및 디이소시아네이트의 예로는 바람직하게는 6∼20개의 탄소 원자를 갖는 것, 예를 들어 페닐 이소시아네이트, 단량체 2,4'- 및/또는 4,4'-메틸렌디(페닐이소시아네이트)(MDI), 2,4- 및/또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트(TDI) 및 1,5- 또는 1,8-나프틸디이소시아네이트(NDI)가 있다.

바람직한 지방(환)족 디이소시아네이트는 4∼20개의 탄소 원자를 갖는 것이다.

통상적인 지방(환)족 디이소시아네이트의 예로는 지방족 디이소시아네이트, 예컨대 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트 (1,6-디이소시아나토헥산), 1,8-옥타메틸렌 디이소시아네이트, 1,10-데카메틸렌 디이소시아네이트, 1,12-도데카메틸렌 디이소시아네이트, 1,14-테트라데카메틸렌 디이소시아네이트, 1,5-디이소시아나토펜탄, 네오펜탄 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트 유도체, 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트(TMXDI), 트리메틸헥산 디이소시아네이트 또는 테트라메틸헥산 디이소시아네이트, 및 3(또는 4),8(또는 9)비스(이소시아나토메틸)트리시클로[5.2.1.0^2,6]데칸 이성질체 혼합물, 및 지환족 디이소시아네이트, 예컨대 1,4-, 1,3- 또는 1,2-디이소시아나토시클로헥산, 4,4'- 또는 2,4'-디(이소시아나토시클로헥실)메탄, 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-(이소시아나토메틸)시클로헥산 (이소포론 디이소시아네이트), 1,3- 또는 1,4-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 2,4- 또는 2,6-디이소시아나토-1-메틸시클로헥산이 있다.

1,6-디이소시아나토헥산, 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-(이소시아나토메틸)시클로헥산, 4,4'-디(이소시아나토시클로헥실)메탄 및 톨릴렌 디이소시아네이트 이성질체 혼합물이 바람직하다. 1,6-디이소시아나토헥산, 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-(이소시아나토메틸)시클로헥산 및 4,4'-디(이소시아나토시클로헥실)메탄이 특히 바람직하다.

해당 이소시아네이트를 산출하는 반응을 위한 본 발명에 따른 방법에 사용되는 아민은, 선택된 반응 조건 하에서 상기 아민, 해당 중간생성물 및 해당 이소시아네이트가 기체 형태로 존재하는 것이다. 상기 반응 조건 하의 반응 지속 시간에 걸쳐 최대 2 mol%, 더욱 바람직하게는 최대 1 mol%, 가장 바람직하게는 최대 0.5 mol% 정도로 분해하는 아민이 바람직하다. 여기서 특히 적합한 아민으로는 특히 2∼18개의 탄소 원자를 갖는 지방족 또는 지환족 탄화수소를 주성분으로 하는 디아민이 있다. 이의 예로는 1,6-디아미노헥산, 1,5-디아미노펜탄, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, 1-아미노-3,3,5-트리메틸-5-아미노메틸시클로헥산(IPDA) 및 4,4-디아미노디시클로헥실메탄이 있다. 1,6-디아미노헥산(HDA)이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법에서, 마찬가지로, 유의적인 분해 없이 기상에서 전환될 수 있는 방향족 아민을 사용하는 것이 가능하다. 바람직한 방향족 아민의 예로는 2,4 또는 2,6 이성질체로서 또는 이의 혼합물, 예를 들어 80:20 내지 65:35(mol/mol) 혼합물로서의 톨릴렌디아민(TDA), 디아미노벤젠, 2,6-크실리딘, 나프틸디아민(NDA) 및 2,4'- 또는 4,4'-메틸렌(디페닐디아민)(MDA) 또는 이의 이성질체 혼합물이 있다. 이들 중, 디아민이 바람직하고, 2,4- 및/또는 2,6-TDA 또는 2,4'- 및/또는 4,4'-MDA가 특히 바람직하다.

모노이소시아네이트를 제조하기 위해, 마찬가지로, 지방족, 지환족 또는 방향족 아민, 전형적으로 모노아민을 사용하는 것이 가능하다. 바람직한 방향족 모노아민으로는 특히 아닐린이 있다.

상기 기상 포스겐화에서, 반응 중에 발생하는 화합물, 즉, 반응물(아민 및 포스겐), 중간생성물(특히, 중간생성물로서 형성되는 모노- 및 디카르바모일 염화물), 최종 생성물(이소시아네이트), 및 계량투입되는 임의의 불활성 화합물은 상기 반응 조건 하에서 기상에서 잔존하는 것이 바람직하다. 상기 또는 다른 성분들이, 예를 들어 반응기 벽 또는 기타 장치 성분 상에 기상에서부터 침착되는 경우, 이러한 침착은 영향받는 성분들을 통한 열전달 또는 흐름을 바람직하지 않게 변경시킬 수 있다. 이는, 자유 아미노기 및 염화수소로부터 형성되는 아민 염산염 발생에 대해서 특히 그러하며, 이는 생성되는 아민 염산염이 용이하게 침전되고 어렵게만 재증발하기 때문이다.

관형 반응기를 사용하는 것 이외에, 실질적으로 입방형인 반응 공간, 예를 들어 플레이트 반응기를 사용하는 것이 가능하다. 상기 반응기의 임의의 바람직한 다른 단면도 가능하다.

부산물 형성을 방지하기 위해서, 포스겐을 과량으로 공급하는 것이 바람직하다. 상기 반응에 필요한 아민 비율만을 공급하기 위해서, 상기 아민을 불활성 기체와 혼합할 수 있다. 상기 아민 중 불활성 기체의 비율을 이용하여 상기 아민 및 포스겐을 위한 공급 오리피스의 소정 기하구조에 공급되는 아민의 양을 조절할 수 있다. 첨가될 수 있는 불활성 매질은, 상기 반응 챔버 내에서 기체 형태로 존재하고 반응 과정 중에 발생하는 화합물과 반응하지 않는 것이다. 사용되는 불활성 매질은, 예를 들어 질소, 희가스, 예컨대 헬륨 또는 아르곤, 방향족, 예컨대 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로나프탈렌, 데카히드로나프탈렌, 이산화탄소 또는 일산화탄소일 수 있다. 그러나, 불활성 매질로서 질소 및/또는 클로로벤젠을 사용하는 것이 바람직하다.

그러나, 대안적으로, 예를 들어 너무 많은 과량의 포스겐을 피하기 위해서, 상기 포스겐에 불완전 매질을 첨가하는 것이 또한 가능하다.

일반적으로, 상기 불활성 매질은, 아민 또는 포스겐에 대한 불활성 매질의 기체 부피 비율이 0.0001∼30 미만, 바람직하게는 0.01∼15 미만, 더욱 바람직하게는 0.1∼5 미만이 되는 양으로 첨가된다.

바람직하지 않은 부산물의 형성을 감소 또는 방기하기 위해 및 또한 형성되는 이소시아네이트의 분해를 억제하기 위해, 상기 반응 기체는 상기 반응 직후에 켄칭 공간에서 냉각된다. 이를 위해, 바람직하게는 액체인 켄칭 매질이 첨가되며, 이는 증발을 통해 열을 흡수하고 상기 반응 기체의 신속한 냉각을 유도한다.

반응 생성물 또는 반응 부가물이 켄칭 매질의 첨가 부분에서 응축하여, 예를 들어 켄칭 매질의 첨가점이 차단될 수 있는 것을 방지하기 위해서, 첨가되는 켄칭 매질은 본 발명에 따라 상기 반응 기체의 응축 또는 탈승화 온도 이상의 온도를 가진다.

상기 켄칭 매질은 바람직하게는 1 이상의 노즐을 통해 첨가된다. 더욱 바람직하게는, 상기 켄칭 매질은 2 이상의 노즐을 통해 첨가되며, 그 노즐은 바람직하게는 동일한 축 위치에서 주변 방향으로 균일하게 분포하여 위치한다. 이로써 켄칭 매질을 균일하게 첨가할 수 있다.

상기 반응 기체의 응축 온도 또는 탈승화 온도 이상의 켄칭 매질 온도는 상기 첨가 위치, 구체적으로는 상기 노즐 및 또한 상기 켄칭 공간의 벽이 상기 응축 또는 탈승화 온도 이하의 온도로 냉각되는 것을 방지한다. 이러한 방식으로, 상기 반응 기체의 일부가 상기 벽 또는 노즐 상에서 침전, 응축 또는 탈승화하여 상기 노즐이 차단되거나 상기 벽이 오염될 수 있는 것이 방지된다.

상기 반응 기체를 냉각시키는 데 첨가되는 적합한 켄칭 매질은 원칙적으로 상기 반응 기체에 존재하는 성분들에 대해서 불활성인 임의의 소정 액체이다. 그러나, 켄칭 매질로서 임의로 할로겐 치환된 탄화수소를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 켄칭 매질은 더욱 바람직하게는 모노클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 헥산, 벤젠, 1,3,5-트리메틸벤젠, 니트로벤젠, 아니솔, 클로로톨루엔, o-디클로로벤젠, 디에틸이소프탈레이트, 테트라히드로푸란, 디메틸포름아미드, 크실렌, 클로로나프탈렌, 데카히드로나프탈렌 및 톨루엔으로 구성된 군으로부터 선택된다. 켄칭 매질로서 모노클로로벤젠을 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.

그러나, 할로겐 원자에 의해 임의로 치환된 탄화수소 이외에, 적합한 켄칭 매질로는, 예를 들어 이소시아네이트가 있다.

구체적으로는 미세하게 분무화된 형태로 상기 켄칭 매질을 첨가하여 신속하게 냉각시킨다. 결과적으로, 상기 켄칭 매질은 표면적이 크고, 열을 신속하게 흡수하여 상기 반응 기체를 냉각시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 켄칭 매질을 상기 반응 기체의 응축 온도 이상의 온도를 갖는 액체 형태로 첨가한다. 상기 켄칭 매질의 조기 증발을 방지하기 위해, 상기 켄칭 공간 내의 압력에 비해 상기 공급 라인의 압력을 상승시키는 것이 필요할 수 있다. 상기 켄칭 공간 압력의 감압은 상기 노즐 그 자체 또는 다른 적합한 제어 유닛을 통해 실시할 수 있다. 상기 켄칭 매질을 감압시키고 상기 고온 반응 기체와 혼합시켜 상기 켄칭 매질을 가열 및/또는 일부 또는 전부 증발시킨다.

특히, 상기 켄칭 공간 중 조건 하의 상기 반응 기체의 응축 온도 이하로 비등 온도를 갖는 켄칭 매질을 사용하는 경우, 상기 공급 라인 내의 압력은 상기 켄칭 공간 내의 압력에 비해 상승하여 상기 공간으로의 첨가 전의 켄칭 매질의 증발을 방지한다.

상기 켄칭 매질이 첨가되는 압력은 바람직하게는 1∼20 bar 범위, 더욱 바람직하게는 1∼10 bar 범위, 특히 1∼8 bar 범위에 있다.

본 발명의 한 실시양태에서, 상기 켄칭 후에 상기 반응 기체를 냉각시키기 위한 추가 단계가 따를 수 있다. 개별 냉각 단계에서, 상기 반응 기체는 각 경우에 소정의 최종 온도가 얻어질 때까지 추가로 냉각되며, 이러한 온도를 갖는 반응 기체는, 예를 들어 하류 워크업으로 이송된다.

한 실시양태에서, 상기 켄칭 후의 반응 기체를 냉각시키기 위한 단계 중 1 이상은 추가 켄칭이다.

예를 들어, 켄칭, 및 바람직하게는 130℃의 초과의 온도에서 용매와 함께 후속할 수 있는 냉각 단계에서 배출되는 반응 기체를 스크러빙하는 것이 가능하다. 적합한 용매로는, 예를 들어 켄칭 매질로도 사용될 수 있는 동일한 물질이 있다.

상기 스크러빙에서, 상기 이소시아네이트는 상기 스크러빙 용액으로 선택적으로 이송된다. 이후, 상기 잔류 기체 및 생성된 스크러빙 용액은 정류에 의해 이소시아네이트, 용매, 포스겐 및 염화수소로 분리하는 것이 바람직하다.

상기 반응기에서 배출되는 기체 혼합물은 바람직하게는 형성된 이소시아네이트를 불활성 용매 중 응축에 의해 상기 기상 기체 혼합물로부터 제거하여 스크러빙 타워에서 스크러빙하는 반면, 과량의 포스겐, 염화수소 및 적절한 경우 불활성 매질을 기체 형태로 상기 워크업 장치에 통과시킨다. 상기 불활성 용매의 온도는 상기 선택된 스크러빙 매질 중 아민에 상응하는 염화카르바모일의 용해 온도 이상으로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 불활성 용매의 온도는 상기 아민에 상응하는 염화카르바모일의 용융 온도 이상으로 유지되는 것이 더욱 바람직하다.

상기 스크러빙은 당업자에게 공지된 임의의 소정의 장치에서 실시할 수 있다. 예를 들어, 교반 용기 또는 다른 통상의 장치, 예를 들어 칼럼 또는 혼합-침강기 장치가 적합하다.

상기 반응기에서 배출되는 반응 기체는, 예를 들어 WO-A 2007/028715호에 기술된 바와 같이 일반적으로 스크러빙 및 워크업 처리된다.

실시예

이소시아네이트를 제조하기 위한 플랜트에서, TDA 약 1.8 kg/h을 포스겐화시켰다. 반응기에서 형성된 반응 기체 스트림 15.95 kg/h는 458℃의 온도를 갖고, TDI 15.7 중량%, 포스겐 71.2 중량% 및 HCl 13.1 중량%를 포함하였다. 상기 기체의 이슬점은 183℃였다. 상기 반응 기체는 켄칭 장치에서 모노클로로벤젠에 의해 냉각시켰다. 이를 위해, 켄칭 매질로서 사용되는 모노클로로벤젠을 액체 형태로 6 bar의 압력에서 200℃로 가열하고, 분무 노즐을 통해 켄칭 공간에 공급하였다. 상기 켄칭 공간 내의 압력은 2 bar(절대)였다. 상기 켄칭 공간 내에 형성된 혼합 온도는 약 157℃였다. TDI 함량이 약 64 중량%인 TDI 농후 액체 약 2.15 kg/h, 및 TDI 함량이 대략 3.3 중량%인 저급 TDI 기상 33.8 kg/h를 얻었다.

183℃의 반응 기체의 응축 온도에 비교되는 200℃의 켄칭 매질의 공급 온도로 인해, 상기 반응 기체 일부가 조기 응축하여 상기 켄칭 매질의 공급 부분에 침착물이 형성하는 것을 방지할 수 있었다.

Claims (14)

1. 해당 아민과 포스겐을 기상에서, 적절한 경우 불활성 매질의 존재 하에 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법으로서, 반응기에서 우선 상기 아민과 포스겐을 혼합하고 상기 이소시아네이트로 전환시키며, 이소시아네이트 및 염화수소를 포함하고 상기 반응기로부터 배출되는 반응 기체를 켄칭의 켄칭 공간에서 켄칭 매질을 첨가하여 냉각시키고, 켄칭 공간으로의 첨가 시의 켄칭 매질은 상기 반응 기체의 응축 온도 또는 탈승화 온도 이상의 온도를 갖는 것인 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 아민과 포스겐은 기상에서 반응하는 것인 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아민과 포스겐은 기체 형태로 첨가하는 것인 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭 매질은 1 이상의 노즐을 통해 첨가하는 것인 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭 매질은 임의로 할로겐 치환된 탄화수소인 것인 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭 매질은 모노클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 헥산, 벤젠, 1,3,5-트리메틸벤젠, 니트로벤젠, 아니솔, 클로로톨루엔, o-디클로로벤젠, 디에틸 이소프탈레이트, 테트라히드로푸란, 디메틸포름아미드, 크실렌, 클로로나프탈렌, 데카히드로나프탈렌 및 톨루엔으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭 매질은 상기 반응 기체의 응축 온도 이상의 온도를 갖는 액체 형태로 첨가하는 것인 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭 매질은 상기 켄칭 공간 내의 조건 하에서 상기 반응 기체의 응축 온도 이하인 비등 온도를 갖고, 상기 켄칭 매질의 공급 라인 내의 압력은 상기 켄칭 공간으로의 첨가 전에 상기 매질의 증발을 방지하기 위해서 상기 켄칭 공간 내의 압력에 비해 상승하는 것인 방법.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭 매질은 공급 조건 하에서 상기 반응 기체의 응축 온도 이상인 비등 온도를 갖는 것인 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭 매질은 1∼20 bar 범위의 압력으로 첨가하는 것인 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭 매질은 상기 첨가 직후에 감압하여, 상기 켄칭 매질의 온도를 상기 반응 기체의 응축 온도 이하로 낮추는 것인 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭 매질은 상기 켄칭 공간으로의 첨가 후에 적어도 부분적으로 증발하는 것인 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 켄칭에 이어서 상기 반응 기체의 냉각을 위한 추가 단계를 수행하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 켄칭에 이어서 수행하는 상기 반응 기체를 냉각시키기 위한 단계 중 1 이상은 추가 켄칭인 것인 방법.