PL50295B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 1- XIJ. 1965 KI. 12 o, 17/01 MKP C 07 c 0/eH « UKD BI B i. i O *' ]< AJ |FlteLte| kh 2 21:.2Lb!!f8 Wspóltwórcy wynalazku: Sylwester Chybowski, Andrzej Michalak, Fe¬ liks Burnicki, Michal Komasa Wlasciciel patentu: Zaklady Chemiczne w Bydgoszczy, Bydgoszcz (Polska) Sposób wytwarzania izocyjanianów Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania izocyja¬ nianów przez reakcje aminy z fosgenem w srodo¬ wisku rozpuszczalnika. Sposób odróznia sie od dotychczas znanych tym, ze reakcje przeprowadza sie w przeciwpradzie w jednym reaktorze, przy * czym chlorowodór powstajacy w wyniku reakcji i nieprzereagowany fosgen kierowany jest w kie¬ runku wlotu roztworu aminy do reaktora w celu wytworzenia chlorowodorku aminy, a ten reaguje z fosgenem do izocyjanianu. io Dotychczas znane sa sposoby wytwarzania izocy¬ janianów w srodowisku obojetnych rozpuszczalni¬ ków, takich jak na przyklad chlorobenzen, dwu- chlorobenzen, trójchlorobenzen, chloronaftalen i in¬ nych. . 19 W jednym z nich amine po przeprowadzeniu jej w sól wprowadza sie do rozpuszczalnika i w postaci zawiesiny w temperaturze 130—180° C poddaje reakcji z fosgenem uzyskujac izocyjaniany.Uproszczeniem tej metody jest sposób, w którym 20 dla unikniecia oddzielnego otrzymywania soli amin reakcje przeprowadza sie bezposrednio pomiedzy amina a fosgenem w dwóch stopniach. W stopniu pierwszym dziala sie nadmiarem fosgenu na roz¬ puszczona w odpowiednim rozpuszczalniku amine 25 w temperaturze 0—50° C.Rekacja przebiega wedlug równania przedstawio¬ nego na schemacie 1.Po zakonczeniu tej reakcji produkt traktuje sie ponownie fosgenem w temperaturze 130—180° C. J0 Reakcja przebiega wedlug równania przedstawio¬ nego na schemacie 2.Nastepnym ulepszeniem przy wytwarzaniu izocy¬ janianów jest prowadzenie procesu wspólpradowa metoda ciagla.W metodzie tej mieszanine aminy i fosgenu prze¬ prowadza sie w obojetnym rozpuszczalniku przez podgrzewacz a nastepnie przez trzy wieze ustawione szeregowo. Do drugiej wiezy doprowadza sie dodat¬ kowo pewna ilosc fosgenu. Z wiezy trzeciej odbiera sie surowy produkt, który nastepnie poddaje sie oczyszczaniu.W procesie tym stosuje sie okolo 60% nadmiar fosgenu. Wydajnosc wynosila okolo 60% w prze¬ liczeniu na fosgen.Wyzej opisane metody wykazuja jednakze naste¬ pujace niedogodnosci: Reakcje nalezy przeprowadzac w dwóch stopniach przy czym w jednym zestawie aparatów uzyskuje sie chlorek karbamylu, natomiast same izocyja¬ niany dopiero w drugim zestawie aparatów. Zwie¬ ksza to znacznie koszty inwestycyjne, utrudnia automatyzacje i wymaga wiekszej obslugi.Ponadto prowadzenie reakcji we wspólpradzie pociaga za soba koniecznosc stosowania duzych nadmiarów fosgenu, a to znowu powoduje koniecz¬ nosc stosowania specjalnych urzadzen do wyodreb¬ niania z gazów odlotowych fosgenu.Dalsza wada opisanych metod jest to, ze reakcje w pierwszym stopniu prowadzi sie w stosunkowo 5029550295 niskich temperaturach co wymaga chlodzenia mie¬ szaniny reakcyjnej w tym stopniu, natomiast w drugim stopniu reakcji mieszanine te nalezy ogrzewac. Z tego wzgledu naklady energetyczne sa równiez stosunkowo duze. s Dalsza modernizacje wspomnianych metod, po¬ zwalajaca na zastosowanie nizszych nadmiarów fosgenu i wyeliminowanie etapu zimnego fosgeno- wania jest sposób, polegajacy na fosgenowaniu na goraco pod cisnieniem 20 atmosfer. Ta droga uzy¬ skuje sie wydajnosc rzedu 80% w przeliczeniu na fosgen.Niedogodnoscia tej ostatniej metody jest pro¬ wadzenie procesu pod cisnieniem, co z uwagi na stosowanie bardzo toksycznych reagentów wymaga drogich urzadzen cisnieniowych oraz nadzwyczaj scislej kontroli aparatury podczas jej eksploatacji.-Wynalazek ma na celu wyeliminowanie wyzej wymienionych niedogodnosci.W mysl wynalazku osiagnieto to przez przepro¬ wadzenie reakcji pomiedzy rozpuszczona w roz¬ puszczalniku amina a fosgenem w przeciwpradzie w pionowym reaktorze lub kilku podzielonych na strefy lub segmenty reaktorach, przy czym w kaz¬ dej z tych stref lub segmencie utrzymywac mozna temperature na róznym poziomie. Do reaktora wprowadza sie roztwór aminy od góry, natomiast fosgen od dolu.W pierwszej strefie liczac w kierunku biegu fos¬ genu utrzymuje sie temperature w zakresie 160— 230° C, w drugiej strefie temperature w zakresie 150—165° C, w trzeciej strefie 100—145° C.W górnych segmentach reaktora roztwór aminy styka sie z chlorowodorem przechodzac w chloro¬ wodorki, po czym zawiesina ta przeplywa do niz¬ szych segmentów reaktora, w których styka sie z fosgenem o wzrastajacym stezeniu na skutek czego w trakcie reakcji, w miare powstawania izocyjanianów wytwarza sie* chlorowodór, który uchodzi do górnych stref reaktora wchodzac w re¬ akcje z amina. Roztwór izocyjanianu odprowadza sie z dolu reaktora. Do reakcji stosuje sie prze¬ waznie 5—25% roztwór aminy w rozpuszczalniku.Jako rozpuszczalnik stosuje sie np. orto-dwuchloro- benzen. Fosgen wprowadza sie do reaktora w nad¬ miarze 2—20% w zaleznosci od stezenia i rodzaju fosgenowanej w rozpuszczalniku aminy.Urzadzenie do stosowania sposobu wg wynalazku przedstawiono schematycznie na rysunku fig. 1.Urzadzenie sklada sie ze zbiornika A, sluzacego do rozpuszczania aminy w rozpuszczalniku, który poprzez pompe B polaczony jest przewodem z gór¬ nym segmentem 2 reaktora C o ksztalcie kolumny, w którym umieszczony jest zraszacz 6. Reaktor C sklada sie z szeregu segmentów, zaopatrzonych w oddzielne elementy grzejne 9. Pomiedzy segmen¬ tami znajduja sie przegrody 4 w postaci sit. Reaktor zaopatrzony jest w mieszadlo 3. U dolu posiada reaktor belkotke 5, sluzaca do wprowadzenia fos¬ genu. Belkotka ta polaczona jest z odpowiednim urzadzeniem dozujacym D dla fosgenu. Do odpro¬ wadzania produktu z dolu reaktora sluzy syfonowo uksztaltowany przewód 7. Polaczony on jest po¬ przez zbiornik wyrównawczy E i urzadzenie dózu- 10 15 20 30 35 40 50 55 60 jace F z wyparka filmowa G, sprzezona ze skrapla¬ czem H sluzacym do wkraplania par rozpuszczal¬ nika i zraszaczem do usuwania nieskroplonych gazów.Ponadto w sklad instalacji do wytwarzania izo¬ cyjanianów wchodza równiez chlodnica zwrotna J* absorber K oraz wentylator L.W przypadku produkcji izocyjanianów sposobem wedlug wynalazku na duza skale, ze wzgledu na znaczna wysokosc kolumny reaktora moze sie oka¬ zac korzystne tak zwane „przelamanie kolumny" czyli zastapienie jej dwoma lub kilkoma nizszymi* przy czym proces prowadzi sie tak samo, jak gdyby to byla tylko jedna kolumna.Sposób wedlug wynalazku w przeciwienstwie do dotychczas znanych pozwala na przeprowadzenie reakcji do konca bez koniecznosci stosowania du¬ zych nadmiarów fosgenu.Znaczna korzyscia jest równiez to, ze jak stwier¬ dzono, w sposobie tym czas trwania reakcji jest okolo szesciokrotnie krótszy niz w znanych sposo¬ bach. Wydajnosci osiagane w sposobie wedlug wy¬ nalazku sa równiez wyzsze. Stosowana aparatura sklada sie w zasadzie tylko z jednego reaktora co znacznie zmniejsza naklady na aparature i uprasz¬ cza automatyzacje procesu w porównaniu z dotych¬ czasowymi metodami wytwarzania izocyjanianów.Przyklad: Przygotowany w zbiorniku A 12% roztwór jednej czesci molowej toluilenodwuaminy w o-dwuchlorabenzenie podaje sie za pomoca pom¬ py dozujacej B poprzez specjalny zraszacz 6 do reaktora C. Równoczesnie do dolnej jego czesci do¬ prowadza sie poprzez urzadzenie dozujace D i bel¬ kotke 5 fosgen w ilosci 2.1 czesci molowych. Seg¬ menty reaktora C ogrzewa sie w taki sposób, azeby temperatura w dolnym segmencie wynosila 160— 180° C a w górnym segmencie 100—145° C. Wpro¬ wadzany roztwór aminy ma temperature 50—100° C. doprowadzana od góry reaktora amina spotyka sie najpierw w przeciwpradzie z. wydzielajacym sie w czasie reakcji chlorowodorem i przechodzi w chlorowodorek, który z kolei reagujac z. fosge¬ nem daje izocyjanian. W reakcji tej powstaje chlo¬ rowodór, który uchodzi do górnych stref reaktora.Powstaly roztwór toluilenodwuizocyjanianu po opuszczeniu reaktora przeplywa przez zbiornik E wyrównujacy cisnienie, urzadzenie dozujace F do wyparki filmowej G, w której odpedzany zostaje rozpuszczalnik od izocyjanianu i smól. Surowy izocyjanian przekazywany jest do oczyszczania na drodze destylacji.Pary rozpuszczalnika i czesciowo izocyjanianu • przechodza do skraplacza H, skad skroplony o-dwuchlorobenzen przeplywa do zbiornika A, izo¬ cyjanian zawracany jest do wyparki G, natomiast nieskroplone gazy przeplywaja przez zraszacz i odprowadzane sa do scieków.Powstajacy w czasie reakcji w reaktorze C chlo¬ rowodór wraz z parami o-dwuchlorobenzenu dopro¬ wadzane sa do chlodnicy zwrotnej M, gdzie skrapla sie rozpuszczalnik, natomiast chlorowodór absor¬ bowany jest w absorberze karitowym K. Nie za¬ absorbowane gazy odprowadzane sa przy pomocjr wentylatora wyciagowego L.5 50295 6 Wydajnosc procesu wynosi 92% w przeliczeniu na amine i 90% w przeliczeniu na fosgen. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania izocyjanianów przez reakcje aminy z fosgenem w srodowisku rozpuszczalnika znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie przeciw- pradowo i jednostopniowo doprowadzajac do reaktora kolumnowego roztwór aminy od góry a fosgen od dolu, przy czym w reaktorze utrzy¬ muje sie zmienne warunki temperaturowe a mianowicie w dolnej strefie reaktora tempe- ' rature 160—230° C, w srodkowej 150—165° C, a w górnej 100—145° C. 10 15 Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze sto- suje sie 2—20% nadmiar fosgenu w stosunku do» ilosci aminy. Sposób wedlug zastrz. 1—2 znamienny tym, ze reakcje zamiast w jednym reaktorze prowadzi sie w kilku reaktorach kolumnowych utrzymu¬ jac w nich temperature odpowiadajaca kolejno temperaturze panujacej w poszczególnych stre¬ fach pojedynczego reaktora kolumnowego. Sposób wedlug zastrz. 1—3 znamienny tym, ze- reakcje prowadzi sie w reaktorze kolumnowym,, skladajacym sie z segmentów oddzielnie ogrze¬ wanych i wyposazonym w system mieszajacy poziome przegrody. Fi^. 1 m50295 R(NHCOCl)l MHCOCL R(NH2)2 + 2C0Cl2 '—-£x xNH2h/CL ^R(NH2HCL)2 Schemat 1 R (MHC0CL)2 ,NHCOCL R' + 3COCI2—+3R(MO)1 Ss'NH2HCL R(NH2 VCl)2 Sch c rn o t *- UHCl RSW ,,Prasa", Wr. Zam. 2232/65. Naklad 400 egz. PL