MX2008010699A - Proceso para preparar isocianatos bajos en cloro. - Google Patents
Proceso para preparar isocianatos bajos en cloro.Info
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Abstract
Proceso que comprende proveer un reactivo de amina, y hacer reaccionar el reactivo de amina con una corriente de fosgeno en una zona de reacción para formar un producto que comprende un isocianato correspondiente, en donde la corriente de fosgeno tiene un contenido de CO promedio de 0.5% en peso o más.
Description
PROCESO PARA PREPARAR ISOCIA ATOS BAJOS EN CLORO
ANTECEDENTES DE LA INVENCION La fosgenacion de aminas alifáticas o aromáticas para la preparación de isocianatos puede llevarse a cabo con particular ventaja en la fase gas. Tales procesos están bien establecidos en principio en la técnica, tal como se describe en la Publicación de Patente Europea No. EP 0289840, cuyo contenido total se incorpora aquí como referencia, y dicho proceso desde entonces se ha establecido industrialmente . WO 97/24320 describe de manera muy general un proceso para producir isocianatos por reacción de las aminas (aromáticas) correspondientes con fosgeno usando cloro reciclado, en cuyo proceso el fosgeno producido a partir de cloro especialmente purificado de una celda electroquímica especial y un exceso de monóxido de carbono no definido específicamente se hace pasar directamente en un reactor de fosgenacion. No se proporciona ningún dato de concentración. No se proporciona ninguna descripción de los productos de partida o de los componentes secundarios resultantes en el fosgeno o del efecto en la calidad de los isocianatos producidos. Tampoco se proporciona ningún detalle del proceso de fosgenacion, ya sea que se lleve a cabo con o sin un solvente, o del intervalo de temperatura en el cual se lleva a cabo la producción de isocianato. Ref.: 195113
La fosgenación a escala industrial se lleva a cabo típicamente usando fosgeno preparado en un generador de fosgeno sobre un catalizador de cloro y monóxido de carbono. Antes de suministrarse a la fosgenación, el fosgeno del generador es suministrado primero a una etapa de purificación en donde es separado en una corriente de gas de desecho y una corriente de fosgeno, preferentemente por condensación del fosgeno o por destilación. Antes de la reacción real con la amina, la corriente de fosgeno es mezclada entonces también con fosgeno reciclado, tal como se describe en la Publicación de Patente Internacional No. WO 2004/037718, cuyo contenido total se incorpora aquí como referencia. El fosgeno usado de conformidad con la técnica anterior posee niveles de gas CO residuales, debido a las etapas de tratamiento posteriores, menores de 0.05% en peso. Después de la reacción de amina y fosgeno, el isocianato resultante es purificado convencionalmente por destilación para remover subproductos de baja ebullición y de alta ebullición. En muchos casos es problemático si los isocianatos purificados son coloreados o si etapas de modificación subsiguientes tales como prepolimerización, biuretización o trimerización, por ejemplo, son acompañadas por reacciones laterales indeseables las cuales, de nuevo, finalmente, impactan negativamente en la coloración de los poliisocianatos obtenidos.
Las reacciones laterales de este tipo son activadas con frecuencia por concentraciones muy bajas de compuestos que están clorados o incluyen cloro en forma hidrolizable. En principio es posible remover estos compuestos que contribuyen al contenido de cloro hidrolizable (compuestos de HC y contenido de HC) o al contenido de cloro total de los isocianatos, pero desde un punto de vista de producción es indeseable hacerlo, dado que una etapa de purificación adicional de este tipo aumenta los costos de producción a través de un uso mayor de energía y/o pérdida del rendimiento debido a la carga térmica. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención se relaciona en general con un proceso para preparar isocianatos que contienen un nivel particularmente bajo de compuestos que comprenden cloro en forma opcionalmente hidrolizable. La presente invención proporciona procesos que, en comparación con procesos de la técnica anterior, dan lugar a productos que tienen contenidos de HC significativamente reducidos y de cloro total, sin etapas de purificación adicionales . Sorprendentemente, se ha encontrado ahora que una reducción en los niveles de compuestos que contribuyen al contenido de HC y al contenido total de cloro puede lograrse si el fosgeno suministrado a la fosgenación de amina tiene un
contenido de monóxido de carbono (CO) de 0.5% en peso o más.
La presente invención prevé consecuentemente el uso de fosgeno con un contenido de monóxido de carbono de 0.5% en peso o más para la fosgenacion de aminas. La invención proporciona además un proceso para la preparación de isocianatos mediante la reacción de las aminas correspondientes con fosgeno, opcionalmente en presencia de un medio inerte, en donde la corriente de fosgeno suministrada a la fosgenacion tiene un contenido de CO de 0.5% en peso o más. Una modalidad de la presente invención incluye procesos que comprenden: proporcionar un reactivo de amina; y hacer reaccionar el reactivo de amina con una corriente de fosgeno en una zona de reacción para formar un producto que comprende un isocianato correspondiente; en donde la corriente de fosgeno tiene un contenido de 0.5% en peso o más. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Tal como aquí se emplean los términos "un (una) " y "el (la)" son sinónimos y se utilizan de manera intercambiable con. "uno o más" y "por lo menos uno", a menos que el lenguaje y/o el contexto indique claramente otra cosa. Consecuentemente, por ejemplo, la referencia aquí a "una corriente" o en las reivindicaciones adjuntas puede referirse a una sola corriente o más de una corriente. Preferentemente la corriente de fosgeno tiene un
contenido de CO de más de 1% en peso, más preferentemente más de 2% en peso. El contenido de CO del fosgeno, sin emilibariasgo, está preferentemente por debajo de 8% en peso, muy preferentemente por debajo de 4% en peso. Por lo tanto, en varias modalidades preferidas, la corriente de fosgeno tiene un contenido de CO promedio de 1 a 8% en peso, 2 a 8% en peso, 1 a 4% en peso, y 2 a 4% en peso. Con respecto a la provisión del contenido de CO en el fosgeno, es indistinto si el CO es suministrado por separado al fosgeno o si se usa una corriente de fosgeno obtenida del proceso de producción de fosgeno y que ya contiene CO en el intervalo reclamado como fuente de fosgeno para la fosgenación de la invención. Preferentemente, la mezcla de CO y fosgeno obtenida directamente del generador de fosgeno es suministrada a la fosgenación sin tratamiento adicional y agotamiento de CO. Un proceso preferido para la generación de fosgeno incluye la preparación de fosgeno a partir de cloro y monóxido de carbono como se describe en la Publicación de Patente de EE.UU. No. 2006/047170, cuyo contenido total se incorpora aquí como referencia, en presencia de un catalizador de carbón activado en un reactor de haces de tubos, con enfriamiento eficiente, con temperaturas de gas por debajo de 100°C. Otra característica de dichos procesos preferidos para la generación de fosgeno es que la remoción
de calor de la reacción por enfriamiento evaporativo con agua a presión reducida tiene lugar por debajo de la presión atmosférica de 1 baria absoluta. El circuito de refrigerante es un circuito cerrado en el cual se evapora agua, se desvia, se condensa en todas partes y después se regresa para una evaporación renovada a la cámara de refrigerante. Esta cámara de refrigerante contiene preferentemente agua liquida en el estado en ebullición en todo momento. Las corrientes de alimentación de CO y cloro se usan en el proceso preferido, con el fin de alcanzar un bajo nivel de cloro en el fosgeno, preferentemente en un exceso molar de CO de 2% a 20%, más preferentemente de 5% a 15%. La corriente de fosgeno suministrada a la zona de reacción para la reacción con un reactivo de amina tiene preferentemente un contenido de HC1 menor que 15% en peso, más preferentemente de 0.1% a 10% en peso, muy preferentemente de 2% a 8% en peso. Los procesos para preparar isocianatos de conformidad con varias modalidades de la presente invención se llevan a cabo preferentemente en una etapa. Esto significa que el mezclado y la reacción de los reactivos para formar el producto tiene lugar en una zona de reacción. Después de que los productos abandonan la zona de reacción, la reacción de los grupos amino suministrados con fosgeno está preferentemente completa. Una razón particular de porqué este
es un objetivo que vale la pena es porque, los grupos amino no reaccionados pueden dar lugar a la formación de clorhidrato o urea, lo cual reduce el rendimiento total de isocianatos y, como resultado de la formación de depósitos, reduce la vida de servicio del reactor y/o la vida de servicio de los aparatos de tratamiento corriente abajo. Similarmente se da preferencia a la operación continua de los procesos de la invención. Para los procesos de la invención es posible usar todos los compuestos con funcionalidad amino que tienen por lo menos uno, preferentemente 1 a 3, grupos amino primarios, siempre y cuando puedan convertirse a la forma de vapor. En este contexto es indistinto si las aminas son alifáticas, cicloalifáticas, aralifáticas o aromáticas en naturaleza. Los compuestos de funcionalidad amino antes mencionados tiene típicamente hasta 22 átomos de carbono; si existen dos o más grupos amino en la molécula, están separados entre sí por al menos 2 átomos de carbono. Se prefiere usar aminas del tipo antes mencionado las cuales pueden convertirse a fase gaseosa sin descomposición sustancial . Son particularmente adecuadas para este propósito las diaminas basadas en hidrocarburos alifáticos o cicloalifáticos que tienen de 2 a 18 átomos de carbono. Los ejemplos de éstos incluyen 1, -diaminobutano, 1,6-
diaminohexano, 1 , 8-diaminooctano, 1 , 10-diaminodecano, 1,6-diamino-2 , 4 , 4-trimetilhexano y 1 , 6-diamino-2 , 2 , 4 -trimetil hexano, l-amino-3, 3, 5-trimetil-5-aminometilciclohexano
(IPDA) , 2,4-, ó 2 , ß-diamino-l-metilciclohexano y 4,4'- y/o , 2 ' -diaminodiciclohexilmetano . Se prefieren particularmente, 1, 6-diaminohexano, l-amino-3, 3, 5-trimetil-5- (aminometil) ciclohexano, y 4,4'- y/o 4 , 2 ' -di ( aminociclohexil ) metano . Similarmente son adecuadas como reactivos de amina cualquier triamina (ciclo) alifática deseada que tenga hasta 22 átomos de carbono, siempre y cuando sean estables bajo las condiciones de temperatura del proceso de la invención y puedan convertirse a la forma de vapor. Pueden ser, por ejemplo, triaminociclohexano, tris (aminometil ) ciclohexano, triaminometilciclohexano . Similarmente son adecuados 1,8-diamino-4- (aminometil ) octano, 1, 6, 11-undecanotriamina, 1,7-diamino-4- ( 3-aminopropil ) heptano, 1, 6-diamino-3- (aminometil) hexano ó 1 , 3 , 5-tris (aminometil ) ciclohexano . Para el proceso de la invención es similarmente posible usar aminas aromáticas que puedan convertirse preferentemente a fase gaseosa sin descomposición sustancial. Ejemplos de aminas aromáticas preferidas con tolilenodiamina (TDA) , como el isómero 2,4 ó 2,6 o como una mezcla de los mismos, diaminobenceno, 2 , 6-xilideno, naftilenodiamina (NDA) y 2,4'-ó 4 , 4 ' -metileno (difenilamina ) (MDA) o mezclas de isómeros de los mismos. Se da preferencia a 2,4- y/o 2,6-TDA.
Cada reactivo de amina y fosgeno también puede dosificarse en la cámara de reacción junto con un medio inerte. El medio inerte comprende un medio que a la temperatura de reacción está en forma de gas en la cámara de reacción y no reacciona con los compuestos que aparecen en el curso de la reacción. El medio inerte se mezcla generalmente con amina y/o fosgeno antes de la reacción, pero también puede dosificarse separadamente de las corrientes de reactivos. A manera de ejemplo es posible usar nitrógeno, gases nobles, tales como helio o argón, o aromáticos, tales como clorobenceno, diclorobenceno, xileno, o dióxido de carbono. Se da preferencia al uso de nitrógeno y/o clorobenceno y/o diclorobenceno como medio inerte. El medio inerte se usa en una cantidad tal que la relación de volumen de gas del medio inerte a volumen de gas de la amina o el fosgeno es de 0.001 a 5, preferentemente de 0.01 a 3, más preferentemente de 0.1 a 1. Preferentemente el medio inerte es introducido junto con las aminas en la cámara de reacción. Los procesos de la invención también se llevan a cabo preferentemente de tal manera que los reactivos de amina y fosgeno y también el isocianato formado en la zona de reacción están en estado gaseoso bajo las condiciones de reacción; en otras palabras, de tal manera que se evita preferentemente la formación de gotitas de liquido.
Para la provisión de las condiciones de reacción antes mencionadas, las temperaturas en la zona de reacción son preferentemente mayores que 200°C, más preferentemente mayores que 260°C, muy particularmente mayores que 280°C. El limite de temperatura superior en este caso es preferentemente inferior a 570°C, más preferentemente inferior a 500°C. La reacción de fosgeno con amina en la respectiva zona de reacción tiene lugar a presiones absolutas mayores que 0.1 barias hasta menos de 20 barias, preferentemente 0.5 barias a 10 barias, más preferentemente 0.7 barias a 5 barias, muy preferentemente 0.8 a 3 barias. La presión en las lineas de alimentación a la zona de reacción es generalmente mayor que la presión antes indicada en la propia zona de reacción. La presión en las lineas de alimentación es preferentemente de 20 a 200 milibarias, más preferentemente de 30 a 100 milibarias, mayor que la propia zona de reacción. En general la presión en las regiones del proceso que siguen a la zona de reacción apropiada es inferior a las mismas zonas de reacción. La presión ahí es preferentemente menor en 10 a 500 milibarias, más preferentemente de 30 a 150 milibarias, que en la zona de reacción. Los reactivos pasan preferentemente hacia y a través de la zona de reacción a una velocidad de flujo de 1 a 100 m/s
en cada caso, más preferentemente de 2 a 50 m/s. Las velocidades de flujo de los dos reactivos en las regiones antes mencionadas se ajustan preferentemente de tal forma que el tiempo de contacto promedio de la mezcla de reacción de aminas y fosgeno que se alcanza en la zona de reacción es generalmente de 0.01 segundos a menos de 15 segundos, preferentemente de más de 0.04 segundos a menos de 10 segundos, más preferentemente de más de 0.08 segundos a menos de 5 segundos. Por tiempo de contacto promedio se entiende el periodo desde el principio del mezclado de los reactivos hasta la salida de la cámara de reacción a la etapa de tratamiento. En una modalidad preferida el flujo en el proceso de la invención se caracteriza por un número Bodenstein de más de 10, preferentemente más de 100 y más preferentemente de más de 250. Las dimensiones de la cámara de reacción y las velocidades de flujo se seleccionan ventajosamente de tal forma que el flujo prevaleciente es turbulento, es decir, es un flujo que tiene un número de Reynolds de por lo menos 2300, preferentemente de por lo menos 2700, para la mezcla de reacción, formándose el número de Reynolds con el diámetro hidráulico de la cámara de reacción. Como resultado del flujo turbulento se obtiene un tiempo de residencia estrecho con una pequeña desviación estándar inferior a 10%, preferentemente inferior a 6%.
La zona de reacción no posee preferentemente internos móviles . La zona de reacción puede ser de temperatura controlada a través de su superficie externa. Con el fin de construir unidades de producción con una alta capacidad es posible que dos o más reactores se conecten en paralelo. Alternativamente la reacción puede tener lugar preferentemente de manera adiabática. Esto significa que la energía de calentamiento o enfriamiento no fluye con medidas técnicas sobre la superficie exterior del volumen de reacción. Preferentemente la reacción tiene lugar de manera adiabática. Cuando la mezcla de reacción ha reaccionado en la zona de reacción, es necesario enfriar los gases de reacción rápidamente después de la reacción de fosgenación a temperaturas por debajo de 180°C con el fin de evitar la formación de subproductos indeseables como resultado de la ruptura térmica del di/triisocianato o como resultado de una reacción continuada, por polimerización, dado que los di/triisocianatos formados no son térmicamente estables a las temperaturas de reacción de 300 a 570°C. Las temperaturas de enfriamiento de 100 a 180°C tienen lugar en un depurador de etapa simple o de etapas múltiples (apagado con la columna de depuración) usando un solvente inerte como se describe en EP-Al 1403248, columna 2, línea 39 - columna 3, línea 18. Los solventes adecuados son preferentemente
hidrocarburos, sustituidos en donde es apropiado por átomos de halógeno, tales como, por ejemplo, clorobenceno, diclorobenceno, y tolueno. Los solventes empleados con particular preferencia son monoclorobenceno y/o diclorobenceno. Como un solvente es posible usar el isocianato o una solución del isocianato preparado en los solventes mencionados, y esta solución también puede circularse vía un intercambiador de calor para remover energía. En la etapa de depuración, el isocianato es transferido selectivamente a la solución depuradora. Del gas libre de isocianato que queda (exceso de fosgeno, ácido clorhídrico, el medio inerte si es apropiado, y solvente de la depuradora) el solvente es recuperado por condensación parcial y después el fosgeno es recuperado, por medio por ejemplo de absorción en monoclorobenceno y/o diclorobenceno, y el ácido clorhídrico, seguido de purificación en donde sea apropiado, es colocado para uso adicional como materia prima de conformidad con la técnica anterior. La solución de isocianato concentrada obtenida en la columna de apagado y depuradora tiene una concentración de isocianato de por lo menos 20% en peso, preferentemente de por lo menos 25% en peso. La solución de isocianato concentrada obtenida en la columna de apagado y depuradora es liberada de ácido clorhídrico y fosgeno unidos físicamente (disueltos) y químicamente, preferentemente por medio de rectificación, y
en etapas de destilación adicionales es separada en solvente puro, subproductos de baja ebullición, di- o triisocianato puro, y de alta ebullición. Se da preferencia al uso de isocianato . Las cantidades de compuestos con cloro hidrolizable que poseen los isocianatos (ciclo) alifáticos que pueden obtenerse mediante los procesos de la invención son preferentemente menores que 200 ppm, mas preferentemente menores que 80 ppm.
Las cantidades de compuestos con cloro hidrolizable que poseen los isocianatos aromáticos que pueden obtenerse mediante los procesos de la invención son preferentemente menores que 100 ppm, más preferentemente menores que 40 ppm.
El contenido de cloro total en el caso de los isocianatos (ciclo) alifáticos y en el caso de los isocianatos aromáticos es preferentemente inferior a 800 ppm, más preferentemente inferior a 500 ppm. La determinación de la cantidad de cloro hidrolizable en isocianatos en el intervalo de trabajo de w(Cl) > 5 mg/kg se logra por uretanización, hidrólisis y titulación potenciométrica con nitrato de plata, usando un electrodo combinado de plata/cloruro de plata. Para determinar el contenido de cloro hidrolizable, la muestra de isocianato es mezclada con metanol y es uretanizada bajo reflujo durante 10 minutos. Enseguida, después de diluir con agua, la mezcla es hidrolizada mediante
ebullición bajo reflujo. El cloro ionogénico formado en este procedimiento es acidulado con ácido nítrico, adicionada con una masa conocida de cloruro de sodio, y después sometido a titulación argentométrica contra una solución estándar de nitrato de plata. La titulación se lleva a cabo con dosificación de reactivo incremental y con evaluación automática del punto final bajo control de desplazamiento (titulación de equilibrio) . La masa inicial de la muestra de isocianato y el consumo de la solución estándar de nitrato de plata se usan para calcular el contenido de cloro hidrolizable, tomando en cuenta el material de reposición. Los isocianatos que pueden obtenerse mediante el proceso de la invención pueden usarse con particular ventaja en la producción de materiales de recubrimiento de poliuretano y también adhesivos y selladores y espumas tanto flexibles como duras. Para estos propósitos se prefieren preferentemente que reaccionen primero para formar prepolímeros , uretdionas, isocianuratos , iminooxadiazinodionas , biurets o alofanatos, y también pueden bloquearse por medio de métodos que son de por sí típicos en la técnica. La invención se describirá ahora más detalladamente con referencia a los siguientes ejemplos no limitantes. EJEMPLOS Ejemplo 1 (Ejemplos Comparativo) : La corriente de reactivo A, se suministró continuamente
a un reactor tubular con etapa de condensación de isocianato corriente abajo y una etapa subsiguiente de tratamiento destilador de isocianato, mediante mezclado en una boquilla de chorro suave, una mezcla de isoforonadiamina/gas inerte, y una corriente de reactivo B, fosgeno obtenido por evaporación de una solución de fosgeno (exceso recuperado) en monoclorobenceno y por evaporación del fosgeno condensado del proceso de generación de fosgeno, siendo la cantidad introducida de 160% con respecto a lo teórico. La corriente de fosgeno gaseoso contenia 2.9% en peso de ácido clorhídrico y > 0.05% en peso de monóxido de carbono. Las temperaturas de las dos corrientes de reactivo fueron de 300°C. La presión en el reactor tubular estuvo ligeramente por arriba de la presión atmosférica, a 1300 milibarias. La velocidad del componente A en la boquilla de chorro suave fue aproximadamente de 80 m/s, la del componente B antes de mezclar aproximadamente 10 m/s. Como resultado del régimen de reacción adiabática, la temperatura en el reactor se eleva hasta aproximadamente 420°C. Después de abandonar el reactor, se condensó el producto de reacción de diisocianato de isoforona (IPDI, por sus siglas en inglés), se separó del subproducto ácido clorhídrico, las sustancias inertes y el fosgeno de exceso, y después se separó en la secuencia de destilación. El IPDI obtenido tuvo un contenido de cloro hidrolizable de 140 ppm y
un contenido de cloro total de 190 ppm. El IPDI resultante se procesó adicionalmente para formar el trímero, un poliisocianato trifuncional con una presión de vapor muy baja que se emplea en sistemas de recubrimiento. En solución a 70% en un solvente de pintura comercialmente acostumbrado, el trímero tuvo la transparencia del agua con un número de color Hazen de 50 Apha. Ejemplo 2 (inventivo) : El ejemplo 1 se repitió bajo las mismas condiciones, la corriente de reactivo de fosgeno B fue nuevamente 160% con respecto a lo teórico, se recuperó hasta una cantidad de 60% por evaporación de una solución de fosgeno reciclado, y el fosgeno necesario para la reacción se suministró directamente del proceso de generación de fosgeno, incluyendo las sustancias inertes y el monóxido de carbono en exceso. La corriente de fosgeno gaseoso antes de entrar al reactor contenía 3.1% en peso de ácido clorhídrico y 2.3% en peso de monóxido de carbono. EL IPDI obtenido de la secuencia de destilación tuvo un contenido de cloro hidrolizable de 80 ppm y un contenido de cloro total de 100 ppm. El IPDI resultante fue procesado similarmente para formar el trímero. En solución a 70% en un solvente de pintura comercialmente acostumbrado, el trímero tuvo virtualmente la transparencia del agua, con un número de
color Hazen de 30 Apha. Ejemplo 3 (ejemplo comparativo) : La corriente de reactivo A, se suministró continuamente a un reactor tubular con etapa de condensación de isocianato corriente abajo y a continuación etapa de tratamiento destilador de isocianato, mediante mezclado en una boquilla de chorro suave, una mezcla de hexametilenodiamina/gas inerte, y una corriente de reactivo B, fosgeno obtenido por evaporación de una solución de fosgeno (fosgeno de exceso recuperado o condensado del proceso de generación de fosgeno) en monoclorobenceno, siendo la cantidad introducida de 220% con respecto a lo teórico. La corriente B de reactivo de fosgeno contenia 6.9% en peso de ácido clorhídrico y > 0.05% en peso de monóxido de carbono. Las temperaturas de las dos corrientes de reactivo fueron de 300°C. La presión en el reactor tubular estuvo ligeramente por arriba de la presión atmosférica, a 1400 milibarias. La velocidad del componente A en la boquilla de chorro suave fue aproximadamente de 50 m/s, la del componente B antes de mezclar aproximadamente 10 m/s. Como resultado del régimen de reacción adiabática, la temperatura en el reactor se eleva hasta aproximadamente 450°C. Después de abandonar el reactor, se condensó el producto de reacción de diisocianato de hexametileno (HDI, por sus siglas en inglés), se separó del subproducto ácido
clorhídrico, las sustancias inertes y el fosgeno de exceso, y después se purificó en la secuencia de destilación. El HDI obtenido tuvo un contenido de cloro hidrolizable de 50 ppm y un contenido de cloro total de 430 ppm. El HDI resultante se procesó adicionalmente para formar el trímero, un poliisocianato trifuncional con una presión de vapor muy baja que se emplea en sistemas de recubrimiento. El trímero tuvo virtulmente la transparencia del agua con un número de color Hazen de 80 Apha. EJEMPLO 4 (Inventivo) : El ejemplo 3 se repitió bajo las mismas condiciones, la corriente de reactivo de fosgeno B fue nuevamente 220% con respecto a lo teórico, se recuperó hasta una cantidad de 120% por evaporación de una solución de fosgeno reciclado, y el fosgeno necesario para la reacción se suministró directamente del proceso de generación de fosgeno, incluyendo las sustancias inertes y el monóxido de carbono. La corriente de reactivo de fosgeno B contenía 6.3% en peso de ácido clorhídrico y 3.4% en peso de monóxido de carbono. EL HDI obtenido de la secuencia de destilación tuvo un contenido de cloro hidrolizable de 20 ppm y un contenido de cloro total de 190 ppm. El HDI resultante fue procesado similarmente para formar el trímero. El trímero tuvo virtualmente la transparencia del agua, con un número de color Hazen de 20 Apha.
EJEMPLO 5 (Inventivo) : La corriente de reactivo A, se suministró continuamente a un reactor tubular con etapa de condensación de isocianato corriente abajo y a continuación etapa de tratamiento destilador de isocianato, mediante mezclado en una boquilla, una mezcla que consiste de 2,4- y 2 , ß-tolilenodiamina y también gas inerte, y una corriente de reactivo B, fosgeno 75% por evaporación de una solución de fosgeno (exceso recuperado) y el fosgeno necesario para la reacción, directamente del proceso de generación de fosgeno, en forma de gas, incluyendo las sustancias inertes y el monóxido de carbono en exceso. La corriente de fosgeno gaseoso del proceso de generación de fosgeno contenia 5.0% de monóxido de carbono . La presión en el reactor tubular es ligeramente superior a la de la presión atmosférica, a 1500 milibarias. Como resultado del régimen de reacción adiabática, la temperatura en el reactor se eleva hasta aproximadamente 450°C. El producto de reacción, como una mezcla que consistía de diisocianato de 2,4- y 2,6-tolileno (TDI, por sus siglas en inglés), se condensó después de abandonar el reactor, se separó del subproducto ácido clorhídrico, las sustancias inertes y el fosgeno de exceso, y después se purificó en la secuencia de destilación. El TDI obtenido tuvo un contenido de cloro hidrolizable de 30 ppm y un contenido de cloro total
de 80 ppm, con un número de color Hazen de 20 Apha. Aquellos con experiencia en la técnica apreciarán que podrían hacerse cambios a las modalidades descritas anteriormente sin alejarse del amplio concepto inventivo de las mismas. Se entiende, por lo tanto, que esta invención no se limita a las modalidades particulares descritas, sino que pretende cubrir modificaciones dentro del espíritu y alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones adjuntas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (20)
- REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un proceso, caracterizado porque comprende: proveer un reactivo de amina; y hacer reaccionar el reactivo de amina con una corriente de fosgeno en una zona de reacción para formar un producto que comprende un isocianato correspondiente; en donde la corriente de fosgeno tiene un contenido de CO de 0.5% en peso o más.
- 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción del reactivo de amina con la corriente de fosgeno se lleva a cabo de tal manera que la amina gaseosa está libre de gotitas y las temperaturas de precalentamiento de fosgeno y amina tienen un valor que es superior al punto de rocío también en la zona de reacción.
- 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de fosgeno tiene un contenido de CO de 1% en peso o más.
- 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de fosgeno tiene un contenido de CO menor que 8% en peso.
- 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de fosgeno tiene un contenido de CO de 1 a 8% en peso.
- 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de fosgeno tiene un contenido de HC1 de 0.1% a 10% en peso.
- 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción del reactivo de amina con la corriente de fosgeno se lleva a cabo en presencia de un medio inerte que comprende uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste de nitrógeno, clorobenceno, diclorobenceno y mezclas de los mismos.
- 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la reacción del reactivo de amina con la corriente de fosgeno se lleva a cabo en presencia de un medio inerte que comprende uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste de nitrógeno, clorobenceno, diclorobenceno y mezclas de los mismos.
- 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción del reactivo de amina con la corriente de fosgeno se lleva a cabo en la zona de reacción a una temperatura de 200 a 570°C y una presión absoluta de 0.8 a 3 barias.
- 10. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la reacción del reactivo de amina con la corriente de fosgeno se lleva a cabo en la zona de reacción a una temperatura de 200 a 570°C y una presión absoluta de 0.8 a 3 barias.
- 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la presión en una de una linea de alimentación para el reactivo de amina y una linea de alimentación para la corriente de fosgeno o en ambas es de 20 a 2000 milibarias mayor que la presión en la zona de reacción, y en donde la presión corriente abajo de la zona de reacción es de 10 a 500 milibarias menor que la presión en la zona de reacción.
- 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el reactivo de amina y la corriente de fosgeno cada uno tiene independientemente una velocidad de flujo lineal en y a través de la zona de reacción de 1 a 100 m/s, y en donde el reactivo de amina y la corriente de fosgeno tienen un tiempo de contacto promedio entre si en la zona de reacción de 0.01 a 15 segundos.
- 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el reactivo de amina y la corriente de fosgeno cada uno tiene independientemente una velocidad de flujo lineal en y a través de la zona de reacción de 1 a 100 m/s, y en donde el reactivo de amina y la corriente de fosgeno tienen un tiempo de contacto promedio entre si en la zona de reacción de 0.01 a 15 segundos.
- 14. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción del reactivo de amina con la corriente de fosgeno se lleva a cabo en forma adiabática.
- 15. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los isocianatos alifáticos o cicloalifáticos resultantes comprenden menos de 20 ppm de compuestos que tienen cloro hidrolizable .
- 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los isocianatos aromáticos resultantes comprenden menos de 100 ppm de compuestos que tienen cloro hidrolizable .
- 17. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de fosgeno es suministrada al proceso directamente de un proceso de generación de fosgeno sin purificación intermedia.
- 18. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la generación de fosgeno comprende una reacción de CO y cloro con un exceso molar del CO superior al cloro de 2 a 20%.
- 19. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque adicionalmente comprende recuperar fosgeno no reaccionado de la reacción del reactivo de amina y la corriente de fosgeno, y mezclar el fosgeno recuperado con el fosgeno suministrado directamente de un proceso de generación de fosgeno antes de que la corriente de fosgeno entre a la zona de reacción.
- 20. El proceso de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque adicionalmente comprende recuperar fosgeno no reaccionado de la reacción del reactivo de amina y la corriente de fosgeno, y mezclar el fosgeno recuperado con el fosgeno suministrado directamente de un proceso de generación de fosgeno antes de que la corriente de fosgeno entre a la zona de reacción.
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