KR20120000078A - 이소시아네이트를 제조하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 먼저 포스겐 및 아민을 기화시키고 이후 반응 온도로 과열하고, 과열된 포스겐 및 아민을 혼합하여, 포스겐 및 아민이 이소시아네이트로 전환되는 반응기에 공급하는, 가능한 경우 불활성 매질의 존재 하에 기상으로 상응하는 아민을 포스겐으로 전환시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법으로서, 300℃ 초과의 온도에서의 포스겐의 체류 시간이 최대 5 초이고/이거나, 포스겐과 접촉하는 열 전달 표면의 온도가 최대로 설정되는 포스겐 온도보다 20 K 이하 높은 것인 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 기상으로 상응하는 아민을 포스겐으로 전환시켜 이소시아네이트를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

이소시아네이트를 제조하기 위한 방법 및 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR PREPARING ISOCYANATES}

본 발명은 먼저 포스겐 및 아민을 증발시키고 이후 반응 온도로 추가로 과열하고, 과열된 포스겐 및 아민을 혼합하여, 포스겐 및 아민이 이소시아네이트로 전환되는 반응기에 공급하는, 임의로 불활성 매질의 존재 하에 기상으로 상응하는 아민을 포스겐과 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 아민 및 포스겐을 혼합하기 위한 장치와 통해 있는 반응기, 및 포스겐 및 아민을 증발 및 과열하기 위한 장치를 포함하는, 임의로 불활성 매질의 존재 하에 기상으로 상응하는 아민을 포스겐과 반응시켜 이소시아네이트를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

원칙적으로 액상 포스겐화 또는 기상 포스겐화에 의해 상응하는 아민을 포스겐화하여 이소시아네이트를 제조할 수 있다. 기상 포스겐화에서, 더 높은 선택도, 더 낮은 독성 포스겐의 역류(holdup) 및 감소된 에너지량이 필요하다.

기상 포스겐화에서, 아민 함유 반응물 스트림 및 포스겐 함유 반응물 스트림을 각각 기상 상태에서 혼합한다. 아민 및 포스겐은 염화수소(HCl)를 방출하면서 반응하여 상응하는 이소시아네이트를 생성시킨다. 아민 함유 반응물 스트림은 일반적으로 액상으로 존재하여, 포스겐 함유 스트림과 혼합하기 전에 증발시키고 적절한 경우에는 과열시켜야 한다.

기상으로 이소시아네이트를 제조하는 상응하는 방법이 예를 들면 EP A 1 319 655 또는 EP A 1555 258에 기재되어 있다.

필요한 특정 반응물 스트림의 전체 증발에 의해 또는 그외 증발기 유입구에 남은 응축 부분의 재순환에 의한 액체 스트림의 부분 증발에 의해 반응 온도로의 아민 및 포스겐의 증발 및 과열을 수행할 수 있다.

그러나, 특히 포스겐을 과열하는 경우에, 해당하는 화학 평형에 따라, 염화카바모일이 염소 및 일산화탄소로 재분해될 수 있다. 예를 들면, 문헌[Atkinson et al., J. Chem. Soc. Trans. 117, Vol. Ⅱ, 1920, page 1410]에 따르면, 210℃ 및 표준 압력에서 약 0.2%의 포스겐이 분해된 형태로 존재한다. 그러나, 355℃에서 이미 약 10%가 분해된 형태로 존재한다. 그러나, 포스겐 스트림에 존재하는 염소는 이소시아네이트가 360 내지 450℃의 범위에서의 반응 온도에서 반응기 내에서 염소화된다는 단점을 갖는다. 그러나, 이것은 품질 문제를 야기한다. 예를 들면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 제조시, 염소화된 성분은 제품에서 색상 문제에 원인이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 염소 및 일산화탄소로의 염화카바모일의 재분해가 감소되거나, 심지어는 방지되는, 상응하는 아민을 포스겐과 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 먼저 포스겐 및 아민을 증발시키고 이후 반응 온도로 추가로 과열하고, 과열된 포스겐 및 아민을 혼합하여, 포스겐 및 아민이 이소시아네이트로 전환되는 반응기에 공급하는, 임의로 불활성 매질의 존재 하에 기상으로 상응하는 아민을 포스겐과 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법에 의해 성취된다. 상기 방법은

(a) 300℃ 초과의 온도에서의 포스겐의 체류 시간이 5 초 이하인 특성,

(b) 포스겐과 접촉하는 열 전달 표면의 온도가 확립되는 포스겐 온도보다 20 K 이하 높은 특성

중 하나 이상을 갖는다.

고온, 즉 300℃ 초과의 온도를 갖는 플랜트 부품에서의 5 초 미만, 바람직하게는 2.5 초 미만의 포스겐의 체류 시간은, 결과로서 실현되는 낮은 열 응력으로 인해, 염소 및 일산화탄소로의 포스겐의 분해가 감소할 수 있다는 이점을 갖는다.

예를 들면, 포스겐의 비교적 신속한 과열에 의해 300℃ 초과의 온도에서 5 초 미만, 바람직하게는 2.5 초 미만의 포스겐의 체류 시간이 얻어진다. 예를 들면, 증발기 표면적 대 용적 비가 750 1/m 초과인 통상의 열 교환기 내에서 포스겐의 증발 및 과열을 수행할 때 비교적 신속한 과열이 얻어진다. 750 1/m 초과의 증발기 표면적 대 용적 비에 의해 신속한 열 전달 및 이에 따른 신속한 포스겐 가열이 얻어진다. 이것은 마찬가지로 체류 시간이 감소하도록 하고 이산화탄소 및 염소로의 포스겐의 분해가 감소하도록 하여, 반응물 스트림 내 염소 함량을 최소화시킨다.

염소 및 일산화탄소로의 포스겐의 분해가 온도가 증가함에 따라 증가하므로, 500℃ 미만, 바람직하게는 450℃ 미만, 특히 400℃ 미만의 온도로 포스겐을 과열하는 것이 추가로 바람직하다. 이러한 조치는 마찬가지로 염소 및 일산화탄소로의 포스겐의 분해가 감소하도록 한다.

이소시아네이트를 얻기 위한 포스겐 및 아민의 반응에 필요한 온도는 일반적으로 250℃ 내지 550℃ 범위, 특히 300 내지 500℃ 범위이다. 반응이 수행되는 압력은 바람직하게는 0.3 내지 3 bar의 절대 압력, 더 바람직하게는 0.8 내지 3.0 bar의 절대 압력의 범위이다.

반응 부산물의 회피를 위해, 이소시아네이트의 분해 또는 추가 반응을 방지하기 위해 반응 온도에서의 반응 혼합물의 짧은 체류 시간이 바람직하므로, 필요한 반응 온도로의 가열이 포스겐 및 아민 혼합에 선행하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 전기 가열 또는 연료 연소에 의한 직접 또는 간접 가열 또는 그외 열 매체와의 열 교환에 의해 포스겐 및 아민 혼합 전에 이들의 가열을 수행할 수 있다. 연료를 연소시켜 가열을 수행할 때, 전형적으로 연료 가스, 예를 들면 천연 가스를 사용할 수 있다. 열 매체에 의한 가열에 적합한 예로는 열 전달 오일 또는 그외 증기를 들 수 있다. 증기를 사용하는 경우에, 상이한 압력 및 상이한 온도를 갖는 증기가 사용될 수 있는 다단계 가열을 전형적으로 수행한다. 그러나, 열 전달 오일에 의해 또는 예를 들면, 전기 가열 또는 연료 연소에 의한 직접 또는 간접 가열에 의해 포스겐 및 아민을 이후 전형적으로 과열한다. 증기를 사용하여 포스겐을 증발시키고 아민을 가열할 때, 증기의 증기압은 예를 들면, 40 내지 100 bar 범위이다. 과열된 증기를 사용하지 않는 경우, 이는 250 내지 311℃ 범위의 증기 온도를 발생시킨다.

포스겐 및 아민의 증발 및 과열 과정에서, 열점은 회피되어야 한다. 따라서, 열 매체를 사용하여 증발 및 가열하는 것이 특히 바람직하다.

이소시아네이트를 제조하기 위해 아민의 포스겐화에 사용되는 반응기가 당업자에게 공지되어 있다. 일반적으로, 사용되는 반응기는 관 반응기이다. 이 반응기에서, 아민은 포스겐과 반응하여 상응하는 이소시아네이트 및 염화수소를 생성시킨다. 통상적으로, 포스겐을 과량 첨가하여 반응기 내에 형성된 반응 가스뿐만 아니라, 형성된 이소시아네이트 및 염화수소가 또한 포스겐을 포함하도록 한다.

이소시아네이트를 제조하는 데 사용될 수 있는 아민은 모노아민, 디아민, 트리아민 또는 고차 작용성 아민이다. 모노아민 또는 디아민을 사용하는 것이 바람직하다. 사용되는 아민에 따라, 상응하는 모노이소시아네이트, 디이소시아네이트, 트리이소시아네이트 또는 고차 작용성 이소시아네이트가 형성된다. 본 발명에 따른 방법에 의해 모노이소시아네이트 또는 디이소시아네이트를 제조하는 것이 바림직하다.

디아민 및 디이소시아네이트는 지방족, 지환족 또는 방향족일 수 있다.

지환족 이소시아네이트는 하나 이상의 지환족 고리계를 포함하는 것이다.

지방족 이소시아네이트는 오로지 직쇄 또는 분지쇄에 결합된 이소시아네이트 기만을 갖는 것이다.

방향족 이소시아네이트는 하나 이상의 방향족 고리계에 결합된 하나 이상의 이소시아네이트 기를 갖는 것이다.

"(지환족)지방족 이소시아네이트"란 용어는 이하 지환족 및/또는 지방족 이소시아네이트에 사용된다.

방향족 모노이소시아네이트 및 디이소시아네이트의 예로는 바람직하게는 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 것, 예를 들면 페닐 이소시아네이트, 단량체 메틸렌 2,4'- 및/또는 4,4'-디(페닐 이소시아네이트)(MDI), 톨릴렌 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트(TDI) 및 나프틸 1,5- 또는 1,8-디이소시아네이트(NDI)를 들 수 있다.

(지환족)지방족 디이소시아네이트의 예로는 지방족 디이소시아네이트, 예컨대 테트라메틸렌 1,4-디이소시아네이트, 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트(1,6-디이소시아네이토헥산), 옥타메틸렌 1,8-디이소시아네이트, 데카메틸렌, 1,10-디이소시아네이트, 도데카메틸렌, 1,12-디이소시아네이트, 테트라데카메틸렌, 1,14-디이소시아네이트, 1,5-디이소시아네이토펜탄, 네오펜탄 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트의 유도체, 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트(TMXDI), 트리메틸헥산 디이소시아네이트 또는 테트라메틸헥산 디이소시아네이트 및 또한 3(또는 4),8(또는 9)-비스(이소시아네이토메틸)트리사이클로[5.2.1.0^2,6]데칸 이성체 혼합물 및 또한 지환족 디이소시아네이트, 예컨대 1,4-, 1,3- 또는 1,2-디이소시아테이토사이클로헥산, 4,4'- 또는 2,4'-디(이소시아네이토사이클로헥실)메탄, 1-이소시아네이토-3,3.5-트리메틸-5-(이소네이토메틸)사이클로헥산(이소포론 디이소시아네이트), 1,3- 또는 1,4-비스(이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 2,4- 또는 2,6-디이소시아네이토-1-메틸사이클로헥산을 들 수 있다.

바람직한 (지환족)지방족 디이소시아네이트는 1,6-디이소시아네이토헥산, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-(이소시아네이토메틸)사이클로헥산 및 4,4'-디(이소시아네이토사이클로헥실)메탄이다. 1,6-디이소시아네이토헥산, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-(이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 1,5-디이소시아네이토펜탄 및 4,4'-디(이소시아네이토사이클로헥실)메탄이 특히 바람직하다.

방향족 디이소시아네이트의 예로는 톨릴렌 2,4-, 2,6-디이소시아네이트, 메틸렌디페닐 이소시아네이트 또는 이의 이성체 혼합물을 들 수 있다.

상응하는 이소시아네이트를 생성하기 위한 반응을 위해 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 아민은 아민, 상응하는 중간체 및 상응하는 이소시아네이트가 선택된 반응 조건 하에 기상으로 존재하는 것이다. 반응 동안 2 mol% 이하의 정도, 더 바람직하게는 1 mol% 이하의 정도, 가장 바람직하게는 0.5 mol% 이하의 정도로 반응 조건 하에 분해되는 아민이 바람직하다. 2개 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 지방족 또는 지환족 탄화수소에 기초하여 아민, 특별히 디아민이 본원에서 특히 적합하다. 이의 예로는 1,6-디아미노헥산, 1,5-디아미노펜탄, 1,3-비스(아미노메틸)-사이클로헥산, 1-아미노-3,3,5-트리메틸-5-아미노메틸사이클로헥산(IPDA) 및 4,4-디아미노디사이클로헥실메탄을 들 수 있다. 1,6-디아미노헥산(HDA) 및 1,5-디아미노펜탄이 바람직하다.

마찬가지로, 본 발명에 따른 방법을 위해, 상당한 분해 없이 기상으로 전환될 수 있는 방향족 아민을 사용할 수 있다. 바람직한 방향족 아민의 예로는 2,4- 또는 2,6-이성체로서의 또는 이의 혼합물, 예를 들면 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 이성체 혼합물을 들 수 있다. 이들 중에서, 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 사용할 수 있다. 바람직한 방향족 모노아민은 특히 아닐린이다.

기상 포스겐화에서, 반응 과정에서 생기는 화합물, 즉 반응물(아민 및 포스겐), 중간체(특히 중간체로서 형성되는 모노- 및 디카바모일 클로라이드), 최종 생성물(이소시아네이트) 및 임의의 불활성 화합물이 반응 조건 하에 기상으로 계량 첨가되어, 남아있는 것이 목적이다. 이 성분 또는 다른 성분이 기상으로부터 예를 들면 반응기 벽 또는 다른 장치 성분에 침착되는 경우, 이러한 침착은 해당 성분의 열 전달 또는 흐름을 바람직하지 않게 변경시킬 수 있다. 이것은 특히 유리 아미노 기 및 염화수소로부터 형성되는 아민 하이드로클로라이드의 발생시에 해당하는 데, 왜냐하면 얻어진 아민 하이드로클로라이드가 용이하게 침전되고 약간의 어려움으로 재증발가능하기 때문이다.

관 반응기의 사용 이외에, 또한 본질적으로 입방형 반응 챔버, 예를 들면 플레이트 반응기를 사용할 수 있다. 임의의 다른 단면의 반응기가 또한 가능하다.

부산물의 형성을 방지하기 위해, 포스겐을 과량 공급하는 것이 바람직하다. 반응에 필요한 아민 부분만을 제공하기 위해, 아민을 불활성 가스와 혼합할 수 있다. 아민 중의 불활성 가스 부분을 통해, 아민 및 포스겐에 대한 공급물 구멍의 소정의 기하 구조에 제공되는 아민의 양을 조절할 수 있다. 첨가될 수 있는 불활성 매질은 반응 챔버 내에 기상 형태로 존재하고 반응 과정에서 발생하는 화합물과 반응하지 않는 것이다. 사용되는 불활성 매질은 예를 들면 질소, 비활성 기체, 예컨대 헬륨 또는 아르곤, 방향족, 예컨대 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 이산화탄소 또는 일산화탄소일 수 있다. 그러나, 불활성 매질로서 질소 및/또는 클로로벤젠을 사용하는 것이 바람직하다.

대안적으로, 그러나 또한 예를 들면 너무 많은 과량의 포스겐을 회피하기 위해, 불활성 매질을 포스겐에 첨가할 수 있다.

일반적으로, 불활성 매질 대 아민 또는 포스겐의 가스 용적의 비가 0.0001 내지 30, 바람직하게는 0.O1 내지 15, 더 바람직하게는 0.1 내지 5인 양으로 불활성 매질을 첨가한다.

원치않는 부산물의 형성을 감소시키거나 방지하고, 또한 형성된 이소시아네이트의 분해를 억제하기 위해, 반응 가스를 반응 직후 켄치(quench) 내에서 냉각시킨다. 이를 위해, 바람직하게는 액체인 켄치 매질을 첨가한다. 켄치 매질의 가열 또는 증발의 결과로서, 이것은 열을 흡수하여 반응 가스를 신속히 냉각시킨다.

예를 들면, 아민 및 포스겐이 반응기에 공급되는 혼합 노즐 내에서 포스겐 및 아민을 혼합한다. 대안적으로, 또한 아민 및 포스겐이 혼합되고 이후 반응기로 유입되는 혼합 챔버에 적합한 노즐을 통해 아민 및 포스겐을 공급할 수 있다. 그러나, 혼합 노즐을 사용하는 것이 바람직하다.

고온에서, 즉 300℃ 초과의 온도에서, 5 초 미만의 포스겐의 바람직한 짧은 체류 시간을 얻기 위해, 다양한 열 교환기 유형, 예를 들면 마이크로 또는 밀리 열 교환기, 관다발 열 교환기, 유동층 열 교환기, 마이크로파 과열기 또는 방열기를 사용할 수 있다. 증발기 표면적 대 용적 비가 750 1/m 초과인 열 교환기가 특히 바람직한데, 왜냐하면 고온에서의 포스겐의 체류 시간을 이 열 교환기 내에서 낮게 유지할 수 있기 때문이다. 또한, 교환기 표면과 포스겐 스트림 사이의 온도 차이를 최소화할 수 있다. 포스겐이 마이크로 열 교환기를 봉쇄시킬 수 있는 어떠한 침착물도 형성하지 않으므로, 마이크로 열 교환기를 사용하는 것이 특히 유리하다.

그러나, 포스겐의 증발 및 과열을 위해, 하나 이상의 관다발 열 교환기를 사용하는 것이 바람직하다. 관다발 열 교환기에 난류 생성 내부 장치 또는 부가 장치가 구비되거나, 구비되지 않을 수 있다. 관다발 열 교환기의 관 내에서 포스겐을 수행할 때, 적합한 내부 장치는 예를 들면, 트위스트형 가닥, 증가된 벽 조도, hiTRAN 부재, 그물형 네트워크, 트위스트형 테이프 또는 당업자에게 공지된 다른 난류 생성기이다. 포스겐을 관 주위에 유입시키고자 하는 경우, 예를 들면 핀 또는 리브(rib)를 사용할 수 있다. 난류 생성 내부 장치의 사용은 필요한 벽 과열 및 포스겐을 과열하는 데 필요한 체류 시간을 감소시킨다. 이러한 방식으로, 포스겐 스트림 내 열 응력이 하강한다.

일 양태에서, 포스겐을 과열하기 위해 횡류를 갖는 열 레지스터를 사용한다. 리빙(ribbing)에 의해 또는 리빙 없이 횡류를 갖는 열 레지스터의 관을 배치할 수 있다. 또한, 복수의 열 레지스터 내에서 과열을 단계별로 수행하는 것을 고안할 수 있다. 흐름 균일화를 위해, 각각의 열 레지스터 사이에 팩킹을 설치할 수 있다.

마찬가지로, 포스겐의 증발 및 과열에 나선 관이 적합하다. 나선 관에서 생성된 제2 흐름은 높은 열 전달 계수를 발생시키고 그러므로 낮은 벽 온도 및 짧은 체류 시간을 발생시킨다. 또한, 열 전달의 향상을 위해 나선 관 내에서 추가의 내부 장치, 예를 들면 난류 생성기를 사용할 수 있다.

관다발 열 교환기 이외에, 또한, 플레이트 열 교환기를 사용할 수 있다. 이러한 경우에, 특히 써모플레이트(thermoplate) 열 교환기를 사용한다. 써모플레이트 열 교환기를 또한 사용하는 경우에, 열 전달을 강화할 수 있고 그러므로 내부 장치 사용에 의해 벽 온도 및 체류 시간이 감소할 수 있다.

추가로 적합한 열 교환기는 예를 들면, 유동층 열 교환기, 마이크로파 과열기 및 방열기이다. 이 설계는 또한 각각 낮은 벽 과열 및 포스겐의 짧은 체류 시간이 가능하게 하고, 따라서 염소 및 일산화탄소로의 포스겐의 분해가 감소하게 한다.

임의로 불활성 매질의 존재 하에 기상으로 상응하는 아민을 포스겐과 반응시켜 이소시아네이트를 제조하기에 적합한 장치는 아민 및 포스겐을 혼합하기 위한 장치와 통해 있는 반응기, 및 포스겐 및 아민을 증발 및 과열하기 위한 장치를 포함한다. 포스겐을 증발 및/또는 과열하기 위한 장치는 증발기 표면적 대 용적 비가 0 1/m 초과인 열 교환기이다.

이미 상기 기재된 바대로, 증발기 표면적 대 용적 비가 750 1/m 초과인 열 교환기는 300℃ 초과의 온도에서 5 초 미만의 포스겐의 체류 시간을 얻을 수 있다. 염소와의 반응에 의해 부산물 형성이 감소하므로, 이것은 일산화탄소 및 염소로의 포스겐의 분해 감소 및 제조하고자 하는 이소시아네이트의 제품 품질 향상이 가능하게 한다.

증발기 표면적 대 용적 비가 750 1/m 초과인 적합한 열 교환기는 예를 들면 밀리 또는 마이크로 열 교환기이다.

그러나, 포스겐의 증발 및/또는 과열을 위해, 증발기 표면적 대 용적 비가 750 1/m 초과인 관다발 열 교환기를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 관다발 열 교환기의 관을 거쳐, 관 직경 및 관 내 임의의 내부 장치를 거쳐 가열하고자 하는 포스겐의 흐름의 경우에 적절한 비를 얻을 수 있다. 열 전달을 개선하기 위해, 이미 상기 기재된 바대로, 난류 생성기가 관 내 배치되는 경우가 바람직하다.

고온에서의 포스겐의 체류 시간을 감소시키기 위해, 포스겐의 증발 및 과열을 동일한 열 교환기 내에서 수행하는 경우가 바람직하다. 이것은 각각의 증발기 사이의 파이프라인이 분배되게 하고 거리가 단축되게 한다. 이것은 동시에 체류 시간을 감소시킨다. 포스겐의 약한 증발 및 과열을 위해, 열 교환기가 포스겐이 단계별로 증발되고 과열되는 복수의 열 레지스터를 갖는 경우가 바람직하다. 열 레지스터를 상이한 열 매체로 조작할 수 있다. 예를 들면, 포스겐 증발을 위해, 압력이 대략 4 bar인 증기가 열 매체로서 유입되는 열 레지스터를 사용할 수 있다. 이것에 압력이 예를 들면 16 내지 40 bar 범위인 증기가 유입되는 추가의 열 레지스터가 하류에 후행할 수 있다. 압력이 16 내지 40 bar 범위인 증기는 전형적으로 4 bar의 증기보다 높은 온도를 가져, 추가 가열이 얻어진다. 이것에 예를 들면 열 전달 오일이 유입되는 추가의 열 레지스터가 하류에 후행할 수 있다. 열 전달 오일의 사용은 전형적으로 증기의 사용보다 높은 온도를 허용한다. 또한, 열 매체로서 예를 들면 음이온 액체 또는 염 용융물을 사용할 수 있다. 열 매체의 사용의 이점은 특히 염소 및 일산화탄소로의 포스겐의 신속한 분해를 야기하는 열점 및 이에 따른 국소 가열이 회피된다는 것이다.

또한 포스겐 및 아민을 혼합하기 위한 장치가 포스겐을 과열하기 위한 장치의 하류에 바로 후행할 때 체류 시간의 추가 감소가 얻어진다. 이러한 방식으로, 마찬가지로 유동 파이프라인으로 분배할 수 있고 그러므로 반응 온도에서 포스겐의 유동 시간 및 체류 시간을 감소시킬 수 있다.

Claims (13)

1. 먼저 포스겐 및 아민을 증발시키고 이후 반응 온도로 추가로 과열하고, 과열된 포스겐 및 아민을 혼합하여, 포스겐 및 아민이 이소시아네이트로 전환되는 반응기에 공급하는, 임의로 불활성 매질의 존재 하에 기상으로 상응하는 아민을 포스겐과 반응시켜 이소시아네이트를 제조하는 방법으로서,
   (a) 300℃ 초과의 온도에서의 포스겐의 체류 시간이 5 초 이하인 특성,
   (b) 포스겐과 접촉하는 열 전달 표면의 온도가 확립되는 포스겐 온도보다 20 K 이하 높은 특성
   중 하나 이상을 특징으로 하는 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 포스겐을 마이크로 또는 밀리 열 교환기, 관다발 열 교환기, 유동층 열 교환기, 마이크로파 과열기 또는 방열기 내에서 증발 및/또는 과열하는 것인 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 포스겐의 증발 및/또는 과열을 동일한 장치 내에서 수행하는 것인 제조 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 포스겐의 증발 및 과열을 복수의 단계로 수행하는 것인 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 포스겐을 반응기에 과량 첨가하는 것인 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 반응기에 첨가되는 아민을 불활성 가스와 혼합하는 것인 제조 방법.
7. 아민 및 포스겐을 혼합하기 위한 장치와 통해 있는 반응기, 및 포스겐 및 아민을 증발 및 과열하기 위한 장치를 포함하는, 임의로 불활성 매질의 존재 하에 기상으로 상응하는 아민을 포스겐과 반응시켜 이소시아네이트를 제조하기 위한 장치로서, 포스겐을 증발 및/또는 과열하기 위한 장치는 증발기 표면적 대 용적 비가 750 1/m 초과인 열 교환기인 장치.
8. 제7항에 있어서, 포스겐을 증발 및/또는 과열하기 위한 장치가 밀리 또는 마이크로 열 교환기, 유동층 열 교환기, 마이크로파 과열기 또는 방열기인 장치.
9. 제7항에 있어서, 포스겐을 증발 및/또는 과열하기 위한 장치가 관다발 열 교환기인 장치.
10. 제9항에 있어서, 포스겐이 관다발 열 교환기의 관으로 유입되고, 상기 관 내에 난류 발생기가 배치되는 것인 장치.
11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 포스겐의 증발 및 과열에 동일한 열 교환기가 사용되는 것인 장치.
12. 제11항에 있어서, 열 교환기가 포스겐이 단계적으로 증발되고 과열되는 복수의 가열 레지스터를 갖는 것인 장치.
13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 포스겐 및 아민을 혼합하기 위한 장치가 포스겐을 과열하기 위한 장치의 하류에 바로 후행하는 것인 장치.