RU2725628C2 - Способ контроля способа получения полиизоцианатов - Google Patents

Способ контроля способа получения полиизоцианатов Download PDF

Info

Publication number
RU2725628C2
RU2725628C2 RU2018117893A RU2018117893A RU2725628C2 RU 2725628 C2 RU2725628 C2 RU 2725628C2 RU 2018117893 A RU2018117893 A RU 2018117893A RU 2018117893 A RU2018117893 A RU 2018117893A RU 2725628 C2 RU2725628 C2 RU 2725628C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor section
concentration
stream
phosgene
section
Prior art date
Application number
RU2018117893A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018117893A (ru
RU2018117893A3 (ru
Inventor
Петер МЮЛЛЕР
Роберт Генри КАРР
Original Assignee
ХАНТСМЭН ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ХАНТСМЭН ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи filed Critical ХАНТСМЭН ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи
Publication of RU2018117893A publication Critical patent/RU2018117893A/ru
Publication of RU2018117893A3 publication Critical patent/RU2018117893A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2725628C2 publication Critical patent/RU2725628C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C263/00—Preparation of derivatives of isocyanic acid
    • C07C263/10—Preparation of derivatives of isocyanic acid by reaction of amines with carbonyl halides, e.g. with phosgene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/002—Avoiding undesirable reactions or side-effects, e.g. avoiding explosions, or improving the yield by suppressing side-reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C265/00—Derivatives of isocyanic acid
    • C07C265/14—Derivatives of isocyanic acid containing at least two isocyanate groups bound to the same carbon skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
    • B01J2219/00166—Controlling or regulating processes controlling the flow controlling the residence time inside the reactor vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00186—Controlling or regulating processes controlling the composition of the reactive mixture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00193—Sensing a parameter
    • B01J2219/00195—Sensing a parameter of the reaction system
    • B01J2219/00202—Sensing a parameter of the reaction system at the reactor outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00222—Control algorithm taking actions
    • B01J2219/00227—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions
    • B01J2219/00229—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions of the reaction system
    • B01J2219/00231—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions of the reaction system at the reactor inlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
    • B01J2219/00698—Measurement and control of process parameters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к контролированию получения полиизоцианатов. Предложен способ получения ароматического полиизоцианата в установке для получения изоцианатов, содержащей реакторную секцию для реакции фосгенирования, где первичный ароматический амин взаимодействует с соединениями фосгена в реакторной секции для получения продукта реакции, содержащего изоцианат, и где концентрация COв газах, поступающих из реакторной секции, измеряется и анализируется, и где условия реакции фосгенирования регулируются в случае, когда концентрация COв газах, поступающих из реакторной секции, выше, чем фоновая концентрация CO. Предложен также вариант заявленного способа для установки, содержащей секцию извлечения. Технический результат – предложенные способы позволяют проанализировать образование побочных продуктов в ходе процесса и минимизировать их количество. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения ароматических полиизоцианатов в установке для получения изоцианатов посредством взаимодействия потока фосгена с одним или несколькими потоками соответствующих первичных ароматических аминов. В частности, настоящее изобретение относится к контролю реакции и к регулировке условий реакции.
Изоцианаты и смеси изоцианатов могут быть получены с помощью известных способов посредством взаимодействия первичных аминов с избытком фосгена.
Исходные материалы обычно вводятся вместе с растворителем посредством входа в реакторную секцию, где соединения перемешиваются и взаимодействуют в реакторе с образованием соответствующего изоцианата. После этой реакции, реакционная смесь проходит в секцию извлечения установки, которая располагается после реакторной секции и в которой осуществляется извлечение с получением потоков продуктов, содержащих изоцианат, растворитель и уходящие газы. Извлеченный очищенный растворитель обычно вводится обратно в способ.
Имеются побочные продукты, образующиеся в ходе реакции первичных ароматических аминов и соединений фосгена. Эти побочные продукты вызывают увеличение вязкости и рассматриваются как ʺпотерянные изоцианатные группыʺ или ʺпотерянные NCOʺ, поскольку они вообще не могут участвовать в образовании полиуретанов и других продуктов, полученных при использовании полиизоцианатов, или участвуют только частично.
Начальная реакция первичного ароматического амина с соединениями фосгена является очень быстрой. От момента, когда эти соединения вступают в контакт, начинается реакция. Разработаны очень специфические смесительные устройства и специальные сочетания смесительных устройств и реакторов, чтобы сделать реакцию эффективной таким образом, чтобы образовывался минимум побочных продуктов. Такой тип смесительных устройств описан, например, в EP 1 868 712 B1 или в EP 1 758 673 A1.
Чтобы найти эффективность образования ароматических полиизоцианатов, продукт, поступающий в секцию извлечения, и (частично) извлеченный продукт анализируются, например, посредством определения величины NCO, величины гидролизуемого хлора, вязкости, значения кислотности, и тому подобное. Это осуществляется посредством отбора образцов, которые затем переносятся в локальные лаборатории, или посредством методик, которые анализируют образцы ʺонлайнʺ. Все эти методики широко используются и описаны в литературе.
По-прежнему имеется необходимость в дальнейших улучшениях и в нахождении других путей для определения того, образуются ли побочные продукты, когда получают ароматические полиизоцианаты.
Кроме того, имеется необходимость скорее в анализе того, образуются ли побочные продукты в способе получения изоцианатов, так что можно изменить условия реакции, скорее для сведения к минимуму дальнейшего образования побочных продуктов.
Указанные выше задачи, среди других, могут решаться, по меньшей мере, частично, с помощью способа по п.1.
В частности, эти задачи, среди других задач, могут решаться с помощью первого аспекта настоящего изобретения, который представляет собой способ получения ароматического полиизоцианата в установке для получения изоцианатов, содержащей реакторную секцию для реакции фосгенирования, способ включает стадии:
a) получения потока первичного ароматического амина и потока фосгена через вход в реакторной секции;
b) взаимодействия первичного ароматического амина с соединениями фосгена в реакторной секции для получения продукта реакции, содержащего изоцианат;
c1) измерения концентрации CO2 в газах, поступающих из реакторной секции;
d1) анализа концентрации CO2 в газах, поступающих из реакторной секции, посредством сравнения с фоновой концентрацией CO2;
e) регулировки условий реакции фосгенирования в случае, когда концентрация CO2 в газах, поступающих из реакторной секции, выше чем фоновая концентрация CO2, и/или она отклоняется более чем на 2% объем, предпочтительно, более чем на 1% объем, более предпочтительно, более чем на 0,6% объем по отношению к общему объему газов, поступающих из реакторной секции.
Авторы неожиданно обнаружили, что уже в реакторной секции можно определить, образуются ли побочные продукты. Это осуществляется посредством измерения концентрации CO2 газовой фазы в реакторной секции и посредством регулировки условий реакции в качестве отклика на результаты анализа. Побочные продукты, которые образуются в ходе реакции первичных ароматических аминов с соединениями фосгена и/или последующих реакций с соединениями фосгена, представляют собой соединения хлорформамидина и соединения хлорформамидина N-карбонилхлорида (CCC). Эти побочные продукты образуются в ходе реакции аминовой группы первичного ароматического амина с изоцианатной группой образовавшегося ароматического изоцианата, в который образуется соединение мочевины. Соединение мочевины взаимодействует далее с соединениями фосгена и образует хлорформамидин и хлорформамидин N-карбонилхлорид. Когда образуются эти побочные продукты, образуется также CO2.
В реакторной секции присутствует газовая фаза, и ее можно удалить. Газы содержат в основном соединения фосгена, хлористый водород, монооксид углерода и диоксид углерода. Некоторое количество CO2 в реакторной секции присутствует из-за образования побочных продуктов. Поток фосгена, подводимый для взаимодействия с первичным ароматическим амином, также часто содержит CO2, и некоторое количество CO2 в газах из реакторной секции поступает из потока фосгена. Повышенный уровень CO2, обнаруживаемый в газах из реакторной секции, по сравнению с уровнем CO2, полученным из изначально подводимого потока фосгена, означает, что условия реакции больше не являются оптимальными и образуются побочные продукты (образуется больше побочных продуктов). Дальнейшее образование побочных продуктов может предотвращаться посредством изменения условий реакции фосгенирования.
Во втором аспекте, настоящее изобретение относится также к способу получения ароматического полиизоцианата в установке для получения изоцианатов, содержащей реакторную секцию для реакции фосгенирования и секцию извлечения, которая находится после реакторной секции и обрабатывает поток, содержащий изоцианат, способ включает стадии:
a) получения потока первичного ароматического амина и потока фосгена через вход в реакторной секции;
b) взаимодействия первичных ароматических аминов с соединениями фосгена в реакторной секции для получения продукта реакции, содержащего изоцианат;
c2) измерения концентрации CO2 в газах, поступающих из реакторной секции и секции извлечения;
d2) анализа концентрации CO2 в газах, поступающих из реакторной секции и секции извлечения, посредством сравнения с фоновой концентрацией CO2;
e) регулировки условий реакций фосгенирования в случае, когда концентрация CO2 в газах, поступающих из реакторной секции и секции извлечения, выше чем фоновая концентрация CO2, и/или она отклоняется более чем на 2% объем, предпочтительно, более чем на 1% объем, более предпочтительно, более чем на 0,6% объем по отношению к общему объему газов, поступающих из реакторной секции.
В соответствии с этим изобретением, фоновая концентрация CO2 представляет собой CO2, который происходит из потока фосгена. Кроме того, фоновый CO2 может содержать CO2, который происходит из H2O, которая поступает посредством потока первичного ароматического амина, эта H2O может взаимодействовать далее в реакторной секции таким образом, что образуется также и CO2. Не вся H2O взаимодействует впоследствии в реакторной секции, и образуется только малое количество CO2. Фоновый CO2 происходит в основном из потока фосгена. Следовательно, для измерения фоновой концентрации CO2, часто достаточно просто измерить CO2 в потоке фосгена. Заметим, что, когда измеряется очень большое количество CO2 в газах, поступающих из реакторной секции и/или секции извлечения, это часто является признаком того, что имеется захват воды или слишком большое количество воды поступает в потоке первичного ароматического амина. Это требует регулировок условий реакции иных, чем описано в настоящем изобретении. Концентрация CO2, поступающего из реакторной секции или из реакторной секции и секции извлечения, которая измеряется, представляет собой сумму фоновой концентрации CO2 и CO2, который выделяется, когда образуются побочные продукты. Без ограничения теорией и в качестве примера, побочные продукты могут образовываться таким путем, как показано на схеме реакции (I), где показаны только взаимодействующие функциональные группы и R представляет собой остальную часть молекулы амина или изоцианата.
Figure 00000001
Затем концентрацию CO2 анализируют посредством сравнения с фоновой концентрацией CO2. Когда концентрация CO2 выше чем фоновая концентрация CO2, тогда условия способа можно регулировать. Регулировку можно осуществлять в случае, когда концентрация CO2 в газах, поступающих из реакторной секции (уходящие газы), выше чем фоновая концентрация CO2, и/или она отклоняется от нее более чем на 2% объем, предпочтительно, более чем на 1% объем, более предпочтительно, более чем на 0,6% объем или отклоняется более чем на 0,1% объем; на 0,2% объем; на 0,3% объем; на 0,4% объем; на 0,5% объем, по отношению к общему объему газов, поступающих из реакторной секции. Когда регулировка только осуществляется, например, когда разница между фоном и уходящими газами больше чем, например, 0,6% объем, это означает, что в образующихся изоцианатах будет присутствовать малое количество побочных продуктов. Причина того, почему может быть принято решение не уменьшать количество побочных продуктов, еще больше зависит от нескольких факторов, таких как оборудование установки, требование к эффективности производства, и потому, что качество продукта может быть приемлемым для данного применения.
Как описано выше, фоновая концентрация CO2 в основном представляет собой CO2, который поступает в реакторную секцию с потоком фосгена. Типичная фоновая концентрация CO2 находится в пределах между 0 и 1% объем, например, между 0 и 0,5% объем; между 0 и 0,1% объем или между 0 и 0,005% объем, по отношению к общему объему газов, поступающих из реакторной секции. Эта фоновая концентрация зависит от условий реакции, которые используются для получения соединений фосгена, и может быть различной на других фосгеновых установках.
В соответствии с этим изобретением, реакторная секция представляет собой секцию в установке для получения изоцианатов, где поток фосгена и поток, содержащий первичный ароматический амин, встречаются и взаимодействуют с образованием потока, содержащего изоцианат. Реакторная секция содержит реактор. Все обычные реакторы известные в данной области, которые пригодны для получения изоцианатов, могут здесь использоваться.
Для целей настоящего изобретения, термин ʺсекция извлеченияʺ относится к секции в установке для получения изоцианатов, которая расположена после реакторной секции и обрабатывает поток, содержащий изоцианат, который переносится из реакторной секции далее, с получением, по меньшей мере, трех потоков, содержащих, соответственно, преимущественно изоцианат, преимущественно растворитель и преимущественно уходящие газы, включая хлористый водород. В секции извлечения располагаются одна или несколько колоннообразных систем для разделения изоцианата, растворителя и, если это необходимо, побочного продукта. Необязательно могут использоваться и другие устройства, например, установки на основе мембран. Реакционная смесь, которая состоит по существу из изоцианатов, растворителя, хлористого водорода и соединений фосгена, разделяется на ее компоненты в этой секции соответствующей установки посредством дистилляции, ректификации, поглощения, использования технологий с полупроницаемыми мембранами и/или, при необходимости, термической обработки остатка в смесителях или лопастных сушилках, и с помощью других технологий, описанных в литературе и известных специалистам в данной области, при этом растворитель можно возвращать в реакторную секцию установки.
Во втором аспекте настоящего изобретения, газовые потоки, которые появляются во время извлечения, анализируют для измерения концентрации CO2. Суммарную концентрацию CO2, измеренную в газах, поступающих из реакторной секции и секции извлечения, сравнивают затем с фоновой концентрацией CO2. Можно измерять отдельно концентрацию CO2 в газах, поступающих из реакторной секции и секции извлечения, а затем их складывать. Можно также, чтобы газы, поступающие из секции извлечения, объединялись с газами, поступающими из реакторной секции, и чтобы измерялась концентрация CO2 объединенного газового потока. CO2, который находится в газах, поступающих из секции извлечения в основном происходит из CO2, который присутствует в потоке жидкости, который поступает из реакторной секции.
Пригодные для использования амины в принципе представляют собой все первичные амины, которые могут взаимодействовать пригодным для использования путем с соединениями фосгена с образованием полиизоцианатов. Все линейные или разветвленные, насыщенные или ненасыщенные ароматические первичные моноамины или полиамины, которые могут взаимодействовать с соединениями фосгена с образованием изоцианатов, являются пригодными для использования. Примеры пригодных для использования аминов представляют собой анилин, фенилендиамин, п-толуидин, 1,5-нафталиндиамин, 2,4- или 2,6-толилендиамин или их смеси, 4,4′-, 2,4′- или 2,2′-дифенилметандиамин или их смеси, а также более высокомолекулярные изомерные, олигомерные или полимерные производные рассмотренных выше аминов и полиаминов.
В соответствии с настоящим изобретением, ароматические полиизоцианаты содержат также диизоцианаты, такие как 4,4', 2,4'и 2,2' изомеры MDI; 2,4 и 2,6 изомеры TDI. Полиизоцианаты в соответствии с настоящим изобретением представляют собой такие соединения, которые могут образовываться посредством фосгенирования описанных выше ароматических первичных аминов. Примеры ароматических первичных изоцианатов представляют собой фенилендиизоцианат, метилфенилдиизоцианат, 1,5-нафталиндиизоцианат, 2,4- или 2,6-TDI или их смеси, 4,4′-, 2,4′- или 2,2′-MDI или их смеси, а также более высокомолекулярные изомерные, олигомерные или полимерные производные рассмотренных выше изоцианатов.
Поток фосгена содержит соединения фосгена (то есть, COCl2, COClBr или COBr2), которые необязательно смешиваются с растворителем. Типичный растворитель, который используется в установке для получения изоцианатов, представляет собой монохлорбензол (MCB). Пригодными также являются и другие растворители подобные дихлорбензолам, например, o-дихлорбензол и п-дихлорбензол, трихлорбензол, соответствующие толуолы и ксилолы, хлорэтилбензол, монохлорбифенил, α- и β-нафтилхлорид, и диалкилфталаты, такие как диэтилизофталат. Растворители могут использоваться индивидуально или как смеси.
Варианты осуществления, описанные ниже, представляют собой варианты осуществления как первого, так и второго аспектов. Специалист в данной области поймет, что некоторые варианты осуществления могут объединяться для получения регулировки условий реакции, таким образом, чтобы концентрация CO2 уменьшалась.
В одном из вариантов осуществления, регулировка условий реакции фосгенирования осуществляется посредством регулировки смесительного сопла. В настоящем варианте осуществления вход содержит смесительное сопло. Сопло имеет, по меньшей мере, два прохода, имеющих конец прохода и конечное отверстие на конце прохода, где, по меньшей мере, один проход обеспечивает поток фосгена, а, по меньшей мере, один другой проход обеспечивает поток первичного ароматического амина, каждый поток образует струю, когда высвобождается из отверстия прохода, и струя потока фосгена и струя потока ароматического амина вступают в контакт друг с другом и могут смешиваться. Таким образом формируется новый смешанный струйный поток, где первичные ароматические амины и соединение фосгена начинают взаимодействовать. Этот новый взаимодействующий струйный поток образует часть реакторной секции. Проходы смесительного сопла могут содержать любые устройства из описанных в литературе, такие как проходы с круговым или прямоугольным поперечным сечением, расположенные концентрически, проходы, которые располагаются прямо напротив друг друга, на прямой линии или под некоторым друг углом, так что, по меньшей мере, два струйных потока сталкиваются.
В случае, когда концентрация CO2 в газах, поступающих из реакторной секции, выше чем фоновая концентрация CO2, по отношению к общему объему газов, поступающих из реакторной секции, детали сопла могут регулироваться.
В одном из вариантов осуществления регулировка смесительного сопла регулирует, по меньшей мере, одно отверстие на конце прохода в сопле. При регулировке отверстия на конце прохода сопла означает, что отверстие на конце прохода увеличивается или уменьшается. Можно, чтобы отверстие на конце прохода, для прохода, обеспечивающего поток фосгена, увеличивалась или уменьшалась, чтобы отверстие на конце прохода для прохода, обеспечивающего поток ароматического амина, увеличивалась или уменьшалась, или оба отверстия на конце прохода для потока ароматического амина, и для потока фосгена, увеличивались или уменьшались. В большинстве случаев, уменьшение, по меньшей мере, одного из отверстий на конце прохода будет приводить к уменьшению количества побочных продуктов и к уменьшению концентрации CO2. Регулировка отверстия на концах проходов сопел будет влиять на начальное смешивание соединения фосгена и первичного амина. Когда смешивание является недостаточным, может образовываться больше побочных продуктов. Это будет отражаться как увеличение концентрации CO2 по сравнению с фоновой концентрацией CO2. Уменьшение отверстий на концах проходов сопел будет увеличивать энергию струи потока, что может помочь в улучшении начального смешивания реагентов, так что будет формироваться меньше побочных продуктов. Когда отверстие на конце прохода уменьшается, в потоках устанавливается более высокое давление, которое вызывает улучшение перемешивания потоков.
В другом варианте осуществления, регулировка смесительного сопла представляет собой регулировку угла, по меньшей мере, двух проходов, или расстояния, по меньшей мере, между двумя проходами. Этот вариант осуществления может, в частности, работать для смесительных сопел, где проходы расположены прямо друг напротив друга, известных также как соударяющиеся сопла.
Еще в одном варианте осуществления, вход содержит смесительное устройство, которое представляет собой роторно-статорный смеситель. Такие роторно-статорные смесители, как правило, известны из литературы. В настоящем варианте осуществления, регулировка условий при реакции фосгенирования в случае, когда концентрации CO2 в газах, поступающих из реакторной секции и секции извлечения, выше чем фоновая концентрация CO2, может осуществляется посредством увеличения или уменьшения скорости ротора в роторно-статорном смесителе.
В случае других известных входов, которые включают использование смесительного устройства, специалист в данной области найдет другие альтернативные регулировки смесительного устройства, которые могут осуществляться в случае, когда концентрация CO2 в газах, поступающих из реакторной секции и секции извлечения, выше чем фоновая концентрация CO2.
В другом варианте осуществления, регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку отношения потоков, потока первичного ароматического амина и потока фосгена на входе реакторной секции.
Еще в одном варианте осуществления, регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку давления в реакторной секции. Когда давление повышается, в большинстве случаев, это может приводить к уменьшению количества побочных продуктов. Повышение давления в реакторе вызывает повышение содержания соединения фосгена в реакционном растворе. Обычно давление реакции фосгенирования устанавливается около 1-11 бар, предпочтительно, 1-7 бар, и еще более предпочтительно, 1-3,5 бар.
Еще в одном варианте осуществления, регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку температуры в реакторной секции или в потоке фосгена, и/или в потоке первичного амина. Температура также оказывает влияние на образование побочных продуктов и, таким образом, на увеличение концентрации CO2. Изменение условий реакции посредством изменения температуры в реакторной секции или в потоке фосгена, или в потоке первичного амина может помочь при уменьшении образования побочных продуктов.
Еще в одном варианте осуществления, регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку времени пребывания реакционной смеси соединений первичного ароматического амина с соединениями фосгена в реакторной секции. Большая часть установок для получения изоцианатов имеет системы с непрерывным способом, где реагенты поступают в реакторную секцию, где они взаимодействуют с образованием потока, содержащего изоцианат, который затем непрерывно поступает как поток в секцию извлечения. Посредством изменения условий реакции таким образом, чтобы реагенты дольше оставались в реакторе, можно сделать так, чтобы некоторые вредные побочные продукты не образовывались.
Еще в одном варианте осуществления, регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку концентрации первичного ароматического амина в потоке первичного ароматического амина и/или соединений фосгена в потоке фосгена. Когда поток первичного ароматического амина более разбавлен и/или соединения фосгена в потоке фосгена являются более разбавленными, реакция фосгенирования является более разбавленной, что может приводить к уменьшению количества побочных продуктов.
В другом варианте осуществления, концентрация CO2 в газах из реакторной секции и/или секции извлечения может измеряться с помощью инфракрасного излучения, газовой хроматографии, титрования, излучения в ближней инфракрасной области спектра, УФ или других способов, которые хорошо известны специалистам в данной области. Фоновая концентрация CO2 в потоке фосгена может также измерена с помощью этих методик. В качестве предпочтительного примера, инфракрасное излучение можно использовать посредством инфракрасного инструмента, имеющего сапфировое окно. Непрореагировавший монооксид углерода и ангидрид хлорноватистой кислоты также могут быть измерены на выходе реактора для фосгена в качестве подходящего места.
Настоящее изобретение далее поясняется с помощью следующих далее фигур и примера, которые являются неограничивающими для целей настоящего изобретения.
Фигура 1 представляет собой блок-схему способа получения изоцианатов. Фигура 2 представляет собой блок-схему, представляющую один из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фигура 3 представляет собой вид поперечного сечения одного из возможных входов согласно настоящему изобретению.
Фигура 4 представляет собой кривую, показывающую по оси Y количество CO2, который обнаруживается в газах, поступающих из секции извлечения и реакторной секции, а ось X показывает величину обратного давления потока первичного ароматического амина, который представляет собой меру входного отверстия.
Фигура 1 показывает схему, где представлено, что поток первичного ароматического амина и поток фосгена поступают через вход в реакторную секцию. Газы, образующиеся при реакции, выходят из реакторной секции (представлены как ʺуходящие газыʺ). Реагенты поступают в секцию извлечения, здесь, также, газы, которые образуются, выходят. Во время извлечения, образуется поток сырых изоцианатов. Сырые изоцианаты могут дополнительно разделяться. Все эти стадии обычно используются и известны специалистам в данной области. Сырые изоцианаты могут анализироваться посредством способов анализов онлайн или офлайн, чтобы обнаружить, образуются ли побочные продукты, и сколько их образуется в реакторной секции. Когда образуются побочные продукты, контроллер способа может регулировать условия способа таким образом, что образуется меньше побочных продуктов.
Фигура 2 представляет собой один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Здесь осуществляются такие же стадии, как на фигуре 1, но кроме этого, уходящие газы, поступающие из реакторной секции, также могут анализироваться, чтобы посмотреть, образуется ли CO2 в реакторной секции, этот CO2 происходит от образования побочных продуктов. Уходящие газы, поступающие из секции извлечения, также могут анализироваться, например, либо посредством анализа объединенного газового потока, поступающего из реакторной секции и секции извлечения (1a), либо посредством раздельного анализа газовых потоков. Поток фосгена также может анализироваться, чтобы посмотреть, можно ли обнаружить здесь CO2 и сколько именно, так что можно установить фоновое содержание CO2. Способ, представленный на фигуре 2, дает такую возможность, чтобы можно было установить быстрее контроль способа в последовательности условий способа и быстрей предотвратить образование дополнительных побочных продуктов в способе.
Обращаясь теперь к фигуре 3, здесь показан пример входа, содержащего смесительное сопло, для создания потока первичного ароматического амина и потока фосгена в реакторе. Смесительное сопло представляет собой соударяющийся коаксиальный узел 100, содержащий внутренний проход 101, имеющий отверстие 102 на конце внутреннего прохода, расположенное коаксиально внутри наружного прохода 103, имеющего отверстие 104 на конце наружного прохода. Проточная камера 105 определяется как прямоугольное пространство внутри внутреннего прохода 101 и отверстие 102 на конце внутреннего прохода. Отверстие на конце внутреннего прохода представляет собой место, где высвобождается поток фосгена или поток первичного ароматического амина. Проточная камера 106 начинается как прямоугольное пространство между наружным проходом 101 и концом 102 внутреннего прохода. Проточная камера 106 продолжается как прямоугольное пространство между концом 104 наружного прохода и внутренним проходом 101. Проточная камера 106 продолжается дальше как прямоугольное пространство между отверстием 104 на конце наружного прохода и отверстием 102 на конце внутреннего прохода. Отверстие 104 на конце наружного прохода представляет собой место, где высвобождается поток фосгена или поток первичного ароматического амина, этот поток отличается от потока, высвобождающегося на отверстии 102 на внутреннем конце прохода.
Пример 1
В промышленной установке для получения MDI, поток MDA и поток фосгена, который растворен в MCB, вводятся через смесительное сопло в реактор фосгенирования. Газы, образовавшиеся в реакторе, выходят, и реагенты вводятся в секцию извлечения. Газы, которые образуются в секции извлечения, объединяются с газами, поступающими из реактора, и анализируются посредством инфракрасной спектроскопии, чтобы увидеть количество CO2. Фоновое содержание CO2 составляет около 0,10% объем. Количество CO2 считается слишком высоким (выше чем 0,6% объем) и отверстие сопла уменьшают. Это имеет последствием то, что обратное давление [p], которое представляет собой давление потока первичного амина, поступающего в сопло, увеличивается. Это обратное давление может быть измерено и отражает размер отверстия сопла.
Фигура 4 показывает, что, когда обратное давление выше, и таким образом отверстие сопла уменьшается, измеряется меньшее содержание CO2, и таким образом, образуется меньше побочных продуктов.

Claims (25)

1. Способ получения ароматического полиизоцианата в установке для получения изоцианатов, содержащей реакторную секцию для реакции фосгенирования, способ включает стадии:
a) получения потока первичного ароматического амина и потока фосгена через вход реакторной секции;
b) взаимодействия первичных ароматических аминов с соединениями фосгена в реакторной секции для получения продукта реакции, содержащего изоцианат;
c1) измерения концентрации CO2 в газах, поступающих из реакторной секции;
d1) анализа концентрации CO2, поступающего из реакторной секции, посредством сравнения с фоновой концентрацией CO2, где фоновая концентрация CO2 представляет собой концентрацию CO2 в потоке фосгена;
e) регулировки условий в реакции фосгенирования в случае, когда концентрации CO2 в газах, поступающих из реакторной секции, выше, чем фоновая концентрация CO2 и/или отклоняется от нее более чем на 2% объемных, предпочтительно более чем на 1% объемных, более предпочтительно более чем на 0,6% объемных по отношению к общему объему газов, поступающих из реакторной секции.
2. Способ получения ароматического полиизоцианата в установке для получения изоцианатов, содержащей реакторную секцию для реакции фосгенирования и секцию извлечения, которая находится после реакторной секции и обрабатывает поток, содержащий изоцианат, способ включает стадии:
a) получения потока первичного ароматического амина и потока фосгена через вход реакторной секции;
b) взаимодействия соединений первичного ароматического амина с соединениями фосгена в реакторной секции для получения продукта реакции, содержащего изоцианат;
c2) измерения концентрации CO2 в газах, поступающих из реакторной секции и секции извлечения;
d2) анализа концентрации CO2, поступающих из реакторной секции и секции извлечения, посредством сравнения с фоновым диапазоном концентраций CO2, где фоновая концентрация CO2 представляет собой концентрацию CO2 в потоке фосгена;
e) регулировки условий реакция фосгенирования в случае, когда концентрация CO2 в газах, поступающих из реакторной секции и секции извлечения, выше, чем фоновая концентрация CO2, и/или она отклоняется более чем на 2% объемных, предпочтительно более чем на 1% объемных, более предпочтительно более чем на 0,6% объемных по отношению к общему объему газов, поступающих из реакторной секции.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором вход содержит смесительное сопло, имеющее по меньшей мере два прохода, один из них обеспечивает поток первичного ароматического амина, а другой обеспечивает поток фосгена, и каждый из этих проходов имеет отверстие на конце прохода, где поток первичного ароматического амина и поток фосгена высвобождаются в реакторную секцию.
4. Способ по п. 3, в котором регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку размера по меньшей мере одного отверстия на конце прохода в сопле.
5. Способ по п. 4, где регулировка размера представляет собой уменьшение размера по меньшей мере одного отверстия на конце прохода.
6. Способ по любому из пп. 3-5, в котором регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку угла по меньшей мере одного из проходов.
7. Способ по любому из пп. 3-6, в котором регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку расстояния по меньшей мере между двумя проходами.
8. Способ по п. 1 или 2, в котором вход содержит смесительное устройство, которое представляет собой роторно-статорный смеситель, имеющий ротор, и регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку скорости ротора.
9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку отношения потоков - потока соединений первичных ароматических аминов и потока фосгена на входе реакторной секции - посредством уменьшения или увеличения отношения потоков.
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку давления в реакторной секции.
11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку температуры в реакторной секции.
12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку времени пребывания реакционной смеси соединений первичных ароматических аминов и соединений фосгена в реакторной секции.
13. Способ по любому из пп. 1-12, в котором регулировка условий реакции фосгенирования представляет собой регулировку концентрации первичного ароматического амина в потоке первичного ароматического амина и/или соединений фосгена в потоке фосгена.
14. Способ по любому из пп. 1-13, в котором концентрацию CO2 измеряют с помощью инфракрасного излучения, газовой хроматографии, титрования, излучения в ближней инфракрасной области и/или УФ.
15. Способ по любому из пп. 1-14, в котором фоновая концентрация CO2 дополнительно содержит концентрацию CO2 в потоке первичного ароматического амина.
RU2018117893A 2015-10-16 2016-09-28 Способ контроля способа получения полиизоцианатов RU2725628C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15190116 2015-10-16
EP15190116.2 2015-10-16
PCT/EP2016/073103 WO2017063883A1 (en) 2015-10-16 2016-09-28 Method for controlling the process for making isocyanates

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018117893A RU2018117893A (ru) 2019-11-19
RU2018117893A3 RU2018117893A3 (ru) 2020-02-19
RU2725628C2 true RU2725628C2 (ru) 2020-07-03

Family

ID=54359790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117893A RU2725628C2 (ru) 2015-10-16 2016-09-28 Способ контроля способа получения полиизоцианатов

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10227294B2 (ru)
EP (1) EP3362496B1 (ru)
JP (1) JP6952026B2 (ru)
KR (1) KR20180072682A (ru)
CN (1) CN108137782B (ru)
ES (1) ES2808946T3 (ru)
HU (1) HUE049807T2 (ru)
PT (1) PT3362496T (ru)
RU (1) RU2725628C2 (ru)
WO (1) WO2017063883A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464258C2 (ru) * 2006-12-13 2012-10-20 Байер Матириальсайенс Аг Способ получения изоцианатов
US20130144081A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Bayer Intellectual Property Gmbh Process for the preparation of isocyanates
RU2546125C2 (ru) * 2009-07-09 2015-04-10 Байер Матириальсайенс Аг Способ получения изоцианатов

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1956777C3 (de) * 1969-07-30 1978-06-15 E.I. Du Pont De Nemours And Co., Wilmington, Del. (V.St.A.) Mischvorrichtung zur Herstellung von Isocyanaten
DE2624285C2 (de) * 1976-05-31 1987-03-12 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von organischen Isocyanaten
DE3323882A1 (de) * 1982-10-09 1984-04-12 Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl Verfahren zur kontinuierlichen heissphosgenierung von aminen
EP1758673A4 (en) 2004-06-09 2011-05-25 Huntsman Int Llc MIXING NOZZLE, PROCESS FOR MIXING AT LEAST TWO FLUIDS AND PROCESS FOR PRODUCING ISOCYANATES
BRPI0610688A2 (pt) 2005-04-08 2012-10-30 Huntsman Int Llc aparelho e processo para misturar pelo menos um primeiro e um segundo fluidos e processo para fabricar isocianatos
DE102005042392A1 (de) * 2005-09-06 2007-03-08 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Isocyanaten
HUE029625T2 (en) * 2006-11-07 2017-03-28 Basf Se Process for the preparation of isocyanates
US7813839B2 (en) * 2006-12-14 2010-10-12 Bayer Materialscience Ag Process for controlling a production process
WO2009027232A1 (de) * 2007-08-30 2009-03-05 Basf Se Verfahren zur herstellung von isocyanaten
DE102007061688A1 (de) 2007-12-19 2009-06-25 Bayer Materialscience Ag Verfahren und Mischaggregat zur Herstellung von Isocyanaten durch Phosgenierung primärer Amine
ES2608486T5 (es) * 2008-11-26 2020-05-19 Huntsman Int Llc Procedimiento para fabricar isocianatos
FR2940283B1 (fr) * 2008-12-18 2011-03-11 Perstorp Tolonates France Utilisation d'un reacteur de type piston pour la mise en oeuvre d'un procede de phosgenation.
KR101668509B1 (ko) 2009-06-24 2016-10-21 바스프 에스이 포스겐 처리 플랜트로의 물의 유입을 측정하는 방법
HUE036624T2 (hu) 2010-09-28 2018-07-30 Dow Global Technologies Llc Reaktív folyadék statikus keverõ keresztáramú akadályokkal, és keverési eljárás

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464258C2 (ru) * 2006-12-13 2012-10-20 Байер Матириальсайенс Аг Способ получения изоцианатов
RU2546125C2 (ru) * 2009-07-09 2015-04-10 Байер Матириальсайенс Аг Способ получения изоцианатов
US20130144081A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Bayer Intellectual Property Gmbh Process for the preparation of isocyanates

Also Published As

Publication number Publication date
PT3362496T (pt) 2020-09-01
CN108137782B (zh) 2021-01-05
US10227294B2 (en) 2019-03-12
US20180297940A1 (en) 2018-10-18
EP3362496B1 (en) 2020-06-24
JP6952026B2 (ja) 2021-10-20
CN108137782A (zh) 2018-06-08
JP2018533546A (ja) 2018-11-15
RU2018117893A (ru) 2019-11-19
WO2017063883A1 (en) 2017-04-20
KR20180072682A (ko) 2018-06-29
EP3362496A1 (en) 2018-08-22
RU2018117893A3 (ru) 2020-02-19
ES2808946T3 (es) 2021-03-02
HUE049807T2 (hu) 2020-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2528382C2 (ru) Способ получения ароматических изоцианатов
US9695115B2 (en) Method for producing isocyanates
US8168818B2 (en) Method for producing isocyanates
CN106458863B (zh) 运行气相光气化装置的方法
US20100305356A1 (en) Method for producing isocyanates
EP2028178A1 (de) Herstellung von Isocyanaten mit niedrigen Chlorgehalten
US7112694B2 (en) Method for producing isocyanates
EP3653605B1 (de) Verfahren zur herstellung eines isocyanats durch teilweise adiabatisch betriebene phosgenierung des korrespondierenden amins
EP2199277A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Isocyanaten in der Gasphase
JP2017527596A (ja) 気相中でイソシアネートを製造するための方法
EP2062876B1 (de) Verfahren zur Herstellung aromatischer Diisocyanate in der Gasphase
CN110072845A (zh) 制备异氰酸酯的方法
CN106458864B (zh) 运行气相光气化装置的方法
RU2725628C2 (ru) Способ контроля способа получения полиизоцианатов
MXPA05000996A (es) Fosgenacion de fase de gas de presion moderada.
CN107667089B (zh) 在气相中制备二异氰酸酯的方法
US20230027482A1 (en) Method for producing di- and polyisocyanates of the diphenylmethane series
DE102004060739A1 (de) Verfahren zur Herstellung von farblosen, lagerstabilen biuretgruppenhaltigen Polyiso-cyanaten
EP2128128A1 (de) Ammoniumchloridabtrennung aus der Gasphase