WO2006109576A1 - ポリイソシアネート連続製造装置 - Google Patents

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WO2006109576A1
WO2006109576A1 PCT/JP2006/306633 JP2006306633W WO2006109576A1 WO 2006109576 A1 WO2006109576 A1 WO 2006109576A1 JP 2006306633 W JP2006306633 W JP 2006306633W WO 2006109576 A1 WO2006109576 A1 WO 2006109576A1
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polyamine
polyisocyanate
circulation line
supplied
supply pipe
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PCT/JP2006/306633
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Masaaki Sasaki
Kouji Maeba
Mitsunaga Douzaki
Hirofumi Takahashi
Osamu Hososaka
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Mitsui Chemicals Polyurethanes, Inc.
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    • B01J2219/00108Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours

Definitions

  • the present invention relates to a polyisocyanate continuous production apparatus that is a raw material for polyurethane.
  • Polyisocyanate used as a raw material for polyurethane is industrially produced by reacting polyamine and chlorochloride with isocyanate.
  • Such a polyisocyanate is industrially supplied by reacting a polyamine solution containing a polyamine, a carbonyl chloride solution containing a carbonyl chloride, and a solvent by continuously supplying them to the reactor.
  • the produced polyisocyanate is produced by continuously distilling from the reactor (for example, see Patent Document 1 below).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-035492
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 57-165358
  • carbamoyl chloride is instantaneously formed by contact between polyamine and chlorochloride, and then the carbamoyl chloride is gradually converted to isocyanate. Is converted to Since carbamoyl chloride is difficult to dissolve in an organic solvent, it becomes a slurry when the polyamine and the salt carbocycle come into contact with each other in the organic solvent.
  • reaction solution circulation line when polyamine and salty carbon are supplied to the reaction solution circulation line, the reaction solution is circulated.
  • the polyisocyanate in the reaction solution reacts with the polyamine to produce a urea product, which is a by-product, the yield of the polyisocyanate decreases!
  • An object of the present invention is to reduce by-products by quickly contacting polyamine and salt carbonate after feeding in order to suppress a favorable side reaction between polyamine and polyisocyanate. Then, it is providing the polyisocyanate continuous manufacturing apparatus which can aim at the improvement of the yield of polyisocyanate.
  • the continuous polyisocyanate production apparatus of the present invention comprises a polyisocyanate continuous production apparatus for continuously producing a polyisocyanate by reacting a polyamine and a salt carbonate.
  • polyamine supply means for supplying polyamine to the circulation line
  • a salty carbon supply means for supplying salty carbon to the circulation line
  • the polyamine supply means force The polyamine supplied to the circulation line is brought into contact with the chloride power sulfonyl supply means force in the presence of a circulating reaction solution.
  • the contact means is provided with a mixing means for mixing the salted carbon and polyamine that have been contacted with each other and the circulating reaction liquid by shearing.
  • the reaction liquid circulated in the contact means after being supplied to the circulation line by the polyamine, the salt carbonyl, the force polyamine supply means and the salt carbonyl supply means, respectively.
  • the contacted salt carbon and polyamine and the circulating reaction liquid are mixed by shearing by a mixing means.
  • This shear causes the polyamine and the salt carbocycle to come into contact with each other in the form of fine droplets in the reaction solution, so that a uniform slurry of carbamoyl chloride and polyamine hydrochloride can be instantly generated. Can do. Therefore, the polyisotope in the circulating reaction solution
  • the reaction between cyanate and polyamine can be suppressed, the production of urea as a by-product can be reduced, and the yield of polyisocyanate can be improved.
  • the circulation means does not substantially react the polyamine supplied from the polyamine supply means to the circulation line with the polyisocyanate in the circulating reaction solution. Is preferred.
  • a distance between the contact means and the mixing means is 1000 mm or less.
  • the distance between the contact means and the mixing means is 1000 mm or less, the reaction liquid circulating in the circulation line and the polyamine supply means force are disturbed by the polyamine supplied to the circulation line. Contact by flow mixing can be reduced, and generation of urea as a by-product can be further suppressed.
  • the linear velocity of the polyamine supplied from the polyamine supply means to the circulation line in the cross section of the polyamine supply means is 0.5 to: LOmZsec, and the salty carbonyl supply means
  • the linear velocity force of the salt carbonyl supplied to the circulation line in the cross section of the salt carbonate supply means is 0.5 to LOmZsec, immediately before being supplied to the contact means.
  • the linear velocity of the reaction liquid in the circulation line is preferably 0.3 to 5 mZsec.
  • the linear velocity force of the polyamine in the cross section of the polyamine supply means is 0.5 to 10 mZsec
  • the linear velocity of the chloride chloride in the cross section of the chlorochloride supply means is 0.5 to: LOmZsec If the linear velocity of the reaction liquid in the circulation line is 0.3 to 5 mZ sec, the yield of polyisocyanate can be improved.
  • the polyamine supplied from the supply means, the carbonyl chloride supplied from the carbonyl chloride supply means, and the reaction solution form substantially three layers.
  • the polyamine supplied from the polyamine supply means, the salty carbonyl supply means force, the supplied salty carbonyl, and the reaction solution form substantially three layers. As a result, it is possible to reduce the chance of contact between the supplied polyamine and the polyisocyanate in the reaction solution.
  • the polyamine supply means has a polyamine supply pipe force in which an outflow side end is inserted into the circulation line, and the salty carbon supply means is connected to the outflow side end in the circulation line.
  • the outlet portion of the polyamine supply pipe is disposed in the vicinity of the inner wall surface of the circulation line, and the contact means force is directed to the mixing means.
  • the outlet side end of the salt carbonyl supply pipe is directed toward the polyamine effluent to which the outlet side end force of the polyamine supply pipe is also supplied. It is suitable that it is opened.
  • the outflow side end of the polyamine supply pipe is disposed in the vicinity of the inner wall surface of the circulation line, and the contact means force is also directed to the mixing means. Further, if the outlet side end of the salty carbon supply pipe is opened toward the polyamine effluent to which the outlet side end force of the polyamine supply pipe is also supplied, the polyamine supply pipe force is supplied. Polyamine effluent force Since it is covered by the inner wall of the circulation line and the salt carbonyl supplied from the outlet side end of the salt carb feed pipe, contact with the reaction solution is suppressed, The reaction between the polyisocyanate in the reaction solution and the supplied polyamine is prevented, and the yield of polyisocyanate can be improved.
  • a cooling device is interposed in the middle of the circulation line, and the temperature of the reaction solution after the supply of polyamine and salt carbonyl in the circulation line is 120 ° C. The following is preferable.
  • the temperature of the reaction solution after supplying the polyamine and the salt carbonyl in the circulation line is set to 120 ° C. or less, the production of urea bodies as by-products can be further suppressed.
  • the polyisocyanate in the circulating reaction liquid is The reaction between cyanate and polyamine can be suppressed, the production of urea as a by-product can be reduced, and the yield of polyisocyanate can be improved.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a raw material mixing section of the polyisocyanate continuous production apparatus shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a polyisocyanate continuous production apparatus.
  • this polyisocyanate continuous production apparatus 1 has a low-temperature reaction type apparatus configuration, and serves as a reactor 4 as a reaction tank and a circulation means for circulating a reaction liquid to the reactor 4.
  • the circulation part 2 is provided.
  • the circulation section 2 includes a circulation line 7, a raw material mixing section 8 as a contact means, a polyamine supply pipe 9 as a polyamine supply means, a carbonyl chloride supply pipe 10 as a carbonyl chloride supply means, and a high shear as a mixing means.
  • Pump 3 liquid pump 5, and cooling as a cooling device 6 and equipped.
  • the circulation line 7 has an upstream side (hereinafter referred to as “upstream side” and “downstream side” based on the flow direction of the reaction solution unless otherwise specified) and a downstream side end. It is formed as a closed line connected to the reactor 4, and the reaction solution is circulated through the reactor 4.
  • the raw material mixing section 8 is configured as a part of a circulation line 7 connected to a polyamine supply pipe 9 and a salty carbon supply pipe 10.
  • the polyamine supply pipe 9 is a corrosion-resistant steel pipe force for transporting the polyamine, and its inflow end is connected to a polyamine storage tank (not shown) that stores the polyamine, and its outflow end 11 is connected to the raw material mixing section 8. Connected.
  • the polyamine supply pipe 9 is disposed obliquely in the vicinity of the circulation line 7 so that the outflow side end 11 side gradually approaches the circulation line 7.
  • the outflow side end 11 is inserted into the circulation line 7 from one side of the circulation line 7 in an inclined state.
  • the outflow side end 11 is formed so as to bend toward the downstream side along the flow direction (circulation direction) of the reaction solution, and is arranged near the inner wall surface on one side in the circulation line 7. Yes.
  • the opening 12 of the polyamine supply pipe 9 is opened toward the downstream side by force.
  • the salt carbonyl supply pipe 10 is made of a corrosion-resistant steel pipe for transporting the salt carbo, and an inflow end of the salt carbonyl supply tank stores the salt carbonyl.
  • the outflow side end portion 13 is connected to the raw material mixing portion 8.
  • the carbonyl chloride supply pipe 10 is disposed on the other side opposite to the polyamine supply pipe 9 with respect to the circulation line 7, and in the vicinity of the circulation line 7, the outflow side end 13 side is the circulation line.
  • the outlet side end 13 side of the circulation line 7 is also inserted into the circulation line 7 in an inclined state.
  • the insertion position of the salt carbonyl supply pipe 10 with respect to the circulation line 7 is arranged so as to be opposed to the insertion position of the polyamine supply pipe 9 with respect to the circulation line 7 in the radial direction of the circulation line 7. .
  • the outflow side end 13 of the salt carbonyl supply pipe 10 is inclined with respect to the flow direction of the reaction solution and extends straight, and the opening 14 of the outflow side end 13 is connected to the polyamine supply. It is disposed near the opening 12 of the supply pipe 9 and opens toward the polyamine effluent supplied from the opening 12 of the polyamine supply pipe 9. More specifically, the opening 14 of the carbonyl chloride supply pipe 10 is disposed on the other side of the opening 12 of the polyamine supply pipe 9, and is one end in the radial direction of the opening 14 of the salt carbonyl supply pipe 10. Force Located near the opening 12 of the polyamine supply pipe 9 or slightly upstream, the other radial end of the opening 14 of the salt carbonyl supply pipe 10 is downstream of the opening 12 of the polyamine supply pipe 9. It is preferable to arrange on the side.
  • the high shear pump 3 is interposed in the circulation line 7 on the downstream side of the raw material mixing section 8, and is subjected to slurry (polyamine and salt water) in the reaction liquid by shearing force.
  • slurry polyamine and salt water
  • carbamoyl chloride and polyamine hydrochloride slurry generated by the contact of carbonyl can be highly dispersed.
  • a centrifugal pump or a rotary pump is used.
  • the slurry is highly sheared by high-speed rotation of the impeller (impeller) in the casing.
  • a canned pump is preferably used.
  • a rotary pump slurry is highly sheared by high-speed rotation of gears, partition plates or screws in the casing.
  • the rotational speed of the high shear pump 3 in which the gear pump is used is set as appropriate, and is, for example, 1000 to 5000 min- 1 .
  • the separation distance L between the outlet end 11 of the polyamine supply pipe 9 and the opening 12 is 1000 mm or less, preferably 500 mm or less, more preferably 25 Omm. It arrange
  • the separation distance L is longer than this, the opportunity for the reaction liquid circulating in the circulation line 7 and the polyamine supplied from the polyamine supply pipe 9 to the circulation line 7 to come into contact with each other by turbulent mixing is increased, and the side There is a risk of promoting the formation of a urea body as a product, but if this separation distance L or less, the reaction liquid circulating in the circulation line 7 and the polyamine supplied to the circulation line 7 from the polyamine supply pipe 9 The contact by turbulent mixing can be reduced, and the formation of urea bodies as by-products can be suppressed.
  • the reactor 4 is interposed on the downstream side of the high shear pump 3 in the circulation line 7.
  • This The reactor 4 is not particularly limited as long as the supplied polyamine and salt carbonate can be reacted with isocyanate.
  • a continuous reactor equipped with a stirring blade is used.
  • the reactor 4 is preferably configured as a multistage tank, in which case the reactor 4 shown in FIG. 1 serves as the first stage reactor, and the second stage (not shown) is used in the next step. The reactor is connected.
  • the liquid feed pump 5 is interposed on the downstream side of the reactor 4 in the circulation line 7.
  • the liquid feed pump 5 is not particularly limited as long as it can transport the reaction liquid, and the above-described centrifugal pump, rotary pump, and reciprocating pump are used.
  • the cooler 6 is interposed in the circulation line 7 on the downstream side of the liquid feed pump 5 (the discharge side of the liquid feed pump 5).
  • the liquid feed pump 5 is not particularly limited as long as the reaction liquid can be cooled.
  • a heat exchanger in which a refrigerant (cooling water) is circulated is used.
  • the reaction solution is cooled so that the temperature of the reaction solution after supplying the polyamine and the chlorochloride in the circulation line 7 is 120 ° C or lower.
  • the raw material mixing section 8 in the middle of the circulation line 7, along the flow direction of the reaction solution, the raw material mixing section 8, the high shear pump 3, the reactor 4, and the feed pump 5 And the cooler 6 are sequentially arranged, and the reaction fluid force in the circulation line 7 is circulated.
  • polyamine is supplied from the polyamine supply pipe 9 to the raw material mixing section 8 and the raw material is supplied from the chloride chloride supply pipe 10.
  • a salty carbon is supplied to the mixing section 8.
  • the polyamine is prepared in the polyamine storage tank as it is or as a polyamine solution.
  • the polyamine solution is prepared by dissolving polyamine in an organic solvent.
  • the polyamine is stored as it is, it is mixed in an organic solvent mixing section provided in the polyamine supply pipe 9 to be prepared as a polyamine solution, and supplied from the polyamine supply pipe 9 to the raw material mixing section 8 as a polyamine solution. .
  • the polyamine is a polyamine corresponding to the polyisocyanate used in the production of the polyurethane, and is not particularly limited.
  • the polyamine corresponding to the polymethylene polyphenylene polyisocyanate (MDI) is used.
  • Aromatic diamines such as polyphenylene-polyamine (MDA), tolylenediamine (TDA) corresponding to tolylene diisocyanate (TDI), such as xylylene Aroaliphatic diamines such as xylylenediamine (XDA) corresponding to range isocyanate (XDI), tetramethylxylylenediamine (TMXDA) corresponding to tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), such as bis Bis (aminomethyl) norbornane (NBDA) corresponding to (isocyanatomethyl) norbornane (NBDI), 3-aminomethyl corresponding to 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanate (IPDI) 1,4,4'-methylenebis (cyclohexylamine) corresponding to 3,5,5-trimethylcyclohexylamine (IPDA), 4,4'-methylenebis (cyclohexyl iso
  • Cycloaliphatic diamines such as methyl) cyclohexane (H XDA), for example hexamethylenedi
  • Aliphatic diamines such as hexamethylene diamine (HDA) corresponding to socyanate (HDI) and polymethylene polyphenyl corresponding to polymethylene polypolyisocyanate (crude MDI, polymeric MDI) It is appropriately selected from polyamines and the like.
  • HDA hexamethylene diamine
  • HDI socyanate
  • CAde MDI polymethylene polypolyisocyanate
  • This polyisocyanate continuous production apparatus 1 is particularly suitable for producing an aromatic diisocyanate from an aromatic diamine.
  • the organic solvent is not particularly limited as long as it dissolves polyamine and polyisocyanate and is inactive to them, and for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, such as black toluene, chloroform and the like.
  • Aroma hydrocarbons such as toluene and xylene, such as black toluene, chloroform and the like.
  • Halogenated hydrocarbons such as oral benzene and dichlorobenzene, for example, esters such as butyl acetate and amyl acetate, and ketones such as methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone. Of these, dichlorobenzene is preferable.
  • polyamine solution is 5 to 50 weight 0/0 of polyamine, more preferably, are prepared as a solution in an organic solvent from 5 to 30 weight 0/0.
  • the carbonyl chloride is prepared in the carbonyl chloride storage tank as it is, or as a carbonyl chloride solution, and is supplied from the carbonyl chloride supply pipe 10 to the raw material mixing section 8 as it is in the salt carbonate or as chloride. Supplied as a carbonyl solution.
  • the carbochloride is preferably supplied as a carbochloride itself or as a chlorosulfonyl chloride solution.
  • a carbonyl chloride solution is obtained by dissolving carbonyl chloride (COC1) in an organic solvent. Have been prepared.
  • the organic solvent the above-mentioned organic solvent, preferably the same organic solvent as the polyamine solution is used.
  • the carbonyl chloride solution is prepared as a solution of an organic solvent containing 10% by weight or more of carbonyl chloride.
  • the polyamine solution is supplied from the polyamine supply pipe 9 to the raw material mixing section 8 at a supply speed (linear speed in the cross section of the opening 12 of the polyamine supply pipe 9) 0.5 to: L0mZs, preferably a supply speed of 0.5
  • the supply rate (linear velocity in the cross section of the opening 14 of the carbonyl chloride supply pipe 10) is supplied from the carbonyl chloride supply pipe 10 to the raw material mixing section 8 from 0.5 to 5 mZs. It is supplied at LOmZs, preferably at a supply rate of 0.5-5 mZs.
  • reaction liquid supplied to the raw material mixing unit 8 is supplied at a supply rate (linear velocity of the reaction liquid in the circulation line 7 immediately before being supplied to the raw material mixing unit 8) 0.3 to 5 mZs, preferably the supply rate 0 Supplied at 5-3mZs. If each supply rate is set as described above, the yield of polyisocyanate can be improved.
  • the polyamine solution and the carbochloride or solution thereof have a stoichiometric ratio of carbonyl chloride Z polyamine of 2Zl to 60Zl (molar ratio), preferably 2Zl to 20Zl (molar ratio). Supplied.
  • the polyamine solution supplied from the polyamine supply pipe 9 flows in from the opening 12 and the salty carbon supplied from the carbonyl chloride supply pipe 10.
  • the solution force is supplied from the opening 14 and supplied so as to contact in the presence of a circulating reaction solution. More specifically, the contact of the polyamine solution flowing in from the opening 12 of the polyamine supply pipe 9 with the reaction solution whose upstream force is also circulated is suppressed by the inner wall surface of the circulation line 7 on one side.
  • the salt carbon or its solution force flows from the opening 14 of the carbonyl chloride supply pipe 10 toward the polyamine solution flowing from the opening 12 of the polyamine supply pipe 9, so that The contact with the reaction solution which is encased by the inflowing salt carbonyl or the solution and circulated upstream is suppressed.
  • the supplied polyamine solution and the carbonyl chloride or the solution thereof are, as described above, the polyamine solution being a salted carbon or a solution thereof. It is in a coated liquid layer state.
  • the supplied polyamine solution and carbonyl chloride or the solution thereof are conveyed to the high shear pump 3 together with the reaction solution as shown in FIG.
  • the high shear pump 3 which can reduce the contact opportunity between the polyamine solution and the polyisocyanate in the reaction solution, reacts with the supplied polyamine solution and salt carbonate or the solution.
  • the liquid is mixed by high shear by a high shear pump 3. Due to this shearing, the polyamine in the polyamine solution and the salt carbonate or carbonyl chloride in the solution come into contact with each other as fine droplets in the reaction solution, so that the carbamoyl which is hardly soluble in an organic solvent is contacted.
  • a uniform slurry of kulide and polyamine hydrochloride is instantly produced, and the slurry is highly dispersed in the reaction solution in a uniform state. Therefore, in the circulation line 7 from the high shear pump 3 to the reactor 4, the reaction between the polyisocyanate in the reaction solution and the polyamine in the supplied polyamine solution can be suppressed. It is possible to improve the yield of polyisocyanate by reducing the production of urea as a by-product.
  • the reaction liquid is conveyed to the reactor 4 in a state where the slurry is highly dispersed, in the reactor 4, the reaction between the polyamine hydrochloride and the salty carbon in the solution is performed. In addition, the produced carbamoyl chloride is gradually converted to polyisocyanate.
  • the reaction temperature is, for example, 120 ° C or less, preferably 50 ° C to 100 ° C. Controlled.
  • reaction solution reacted in the reactor 4 that is, the polyisocyanate produced by the reaction.
  • reaction liquid containing organic solvent and organic solvent is circulated from the liquid feed pump 5 through the circulation line 7, and the remainder is transferred to the next process (reactor 4 force multistage continuous reaction) through the transport line 15. If it is a first-stage reactor, it is transferred to the second-stage reactor).
  • the transfer line 15 is not particularly concerned.For example, if there is an overflow from the reactor 4 or liquid feed due to pressure, use the liquid feed pump 5 to take out part of the circulation line 7 to the next process. Transport.
  • the circulated reaction liquid is conveyed to the cooler 6 by the liquid feed pump 5, and is cooled to, for example, 120 ° C or less, preferably 50 to: LOO ° C by the cooler 6, and then the raw material.
  • the polyamine solution is again supplied from the polyamine supply pipe 9, and the carbonyl chloride or its solution is supplied from the carbonyl chloride supply pipe 10. Since the reaction liquid cooled by the cooler 6 flows into the raw material mixing unit 8, the production of urea bodies as by-products is further suppressed.
  • the mixing means of the present invention force using the high shear pump 3
  • the mixing means of the present invention is used.
  • other shearing means capable of bringing the polyamine and the salt carbonate into contact with each other by shearing for example, a stirrer or a mixer can be used.
  • the liquid feed pump 5 is not provided, and the high shear pump 3 can also serve as the liquid feed pump 5.
  • the raw material mixing section 8 is arranged in the middle of the reactor 4 from the reactor 4 to the high shear pump 3 in the direction of flow of the reaction liquid, and from the high shear pump 3 to the reaction tank 4.
  • a cooler 6 is arranged on the way.
  • the polyisocyanate continuous production apparatus of the present invention can be suitably used for industrial production of a polyisocyanate used as a raw material for polyurethane.

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Description

明 細 書
ポリイソシァネート連続製造装置
技術分野
[0001] 本発明は、ポリウレタンの原料となるポリイソシァネート連続製造装置に関する。
背景技術
[0002] ポリウレタンの原料として用いられるポリイソシァネートは、ポリアミンと塩化カルボ二 ルとをイソシァネートイ匕反応させることにより、工業的に製造されている。
このようなポリイソシァネートは、工業的には、ポリアミンを含むポリアミン溶液と、塩 化カルボニルを含む塩化カルボニル溶液と、溶媒とを、連続的に反応器に供給して 反応させ、反応器において生成したポリイソシァネートを、反応器から連続的に留出 させるようにして、製造されている(例えば、下記特許文献 1参照。 ) o
[0003] また、ポリアミンと塩ィ匕カルボ-ルとを直接反応器に供給して反応させると、高温と なって副反応が生じやすいため、反応器から留出する反応液の一部を、再度反応器 に循環させて、その循環ラインに、ポリアミンと塩ィ匕カルボ-ルとを供給して、循環ライ ンに介装された冷却装置によって、低温で反応させ、次いで、その反応液を高温下 で反応させて、効率よくポリイソシァネートを得る技術が知られている(例えば、下記 特許文献 2参照)。
特許文献 1:特開 2004— 035492号公報
特許文献 2 :特開昭 57— 165358号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかるに、ポリアミンと塩化カルボ-ルとの反応では、まず、ポリアミンと塩化カルボ -ルとの接触により、カルバモイルク口ライドが瞬時に生成し、次いで、そのカルバモ イルク口ライドが徐々にイソシァネートに変換される。カルバモイルク口ライドは、有機 溶媒に溶けにくぐそのため、有機溶媒中でポリアミンと塩ィ匕カルボ-ルとが接触する とスラリーとなる。
[0005] 一方、反応液の循環ラインに、ポリアミンと塩ィ匕カルボ-ルとを供給すると、循環す る反応液中のポリイソシァネートとポリアミンとの反応により、副生成物であるウレァ体 が生成して、ポリイソシァネートの収率が低下すると!/、う不具合がある。
そのため、循環ラインに供給されたポリアミンと塩ィ匕カルボ-ルとを、すばやく接触さ せて、カルバモイルク口ライドの均一なスラリーを生成させる必要がある。
[0006] 本発明の目的は、ポリアミンとポリイソシァネートとの好ましくな 、副反応を抑制する ため、ポリアミンと塩ィ匕カルボ二ルとを供給後すばやく接触させることにより、副生成 物を低減して、ポリイソシァネートの収率の向上を図ることのできる、ポリイソシァネー ト連続製造装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 上記目的を達成するため、本発明のポリイソシァネート連続製造装置は、ポリアミン と塩ィ匕カルボ二ルとを反応させてポリイソシァネートを連続的に製造するポリイソシァ ネート連続製造装置において、反応槽と、反応液を前記反応槽に対して循環させる 循環手段とを備え、前記循環手段は、
1)反応液が循環する循環ラインと、
2)前記循環ラインにポリアミンを供給するポリアミン供給手段と、
3)前記循環ラインに塩ィヒカルボ-ルを供給する塩ィヒカルボ-ル供給手段と、
4)前記ポリアミン供給手段力 前記循環ラインへ供給されたポリアミンと、前記塩化力 ルポニル供給手段力 前記循環ラインへ供給された塩ィ匕カルボ-ルとを、循環する 反応液の存在下で接触させるポリアミンと塩ィヒカルボ-ルとの接触手段と、
5)前記接触手段にお!、て接触された塩ィ匕カルボ-ルおよびポリアミンと、循環する 反応液とを、剪断により混合する混合手段とを備えて 、ることを特徴として 、る。
[0008] この装置では、まず、ポリアミンと塩ィ匕カルボニルと力 ポリアミン供給手段と塩ィ匕カ ルポニル供給手段とによって、循環ラインにそれぞれ供給された後に、接触手段に おいて、循環する反応液の存在下で接触される。次いで、接触された塩ィ匕カルボ- ルおよびポリアミンと循環する反応液とが、混合手段によって剪断により混合される。 そして、この剪断によって、反応液中において、ポリアミンと塩ィ匕カルボ-ルとが微細 な液滴となって接触するので、カルバモイルク口ライドおよびポリアミン塩酸塩の均一 なスラリーを瞬時に生成させることができる。そのため、循環する反応液中のポリイソ シァネートと、ポリアミンとの反応を抑制することができ、副生成物であるウレァ体の生 成を低減して、ポリイソシァネートの収率の向上を図ることができる。
[0009] また、この装置では、前記循環手段において、前記ポリアミン供給手段から前記循 環ラインへ供給されたポリアミンと、循環する反応液中のポリイソシァネートとを、実質 的に反応させな 、ことが好適である。
ポリアミン供給手段力 循環ラインへ供給されたポリアミンと、循環する反応液中の ポリイソシァネートとを実質的に反応させないようにすれば、副生成物であるウレァ体 の生成が実質的になぐポリイソシァネートの収率のさらなる向上を図ることができる。
[0010] また、この装置では、前記接触手段と前記混合手段との間の距離が、 1000mm以 下であることが好適である。
接触手段と混合手段との間の距離が過度に長いと、循環ラインを循環する反応液と 、ポリアミン供給手段カゝら循環ラインへ供給されたポリアミンとが、乱流混合により接触 する機会が増加して、副生成物であるウレァ体の生成を助長する。
[0011] しかし、このように、接触手段と混合手段との間の距離が 1000mm以下であれば、 循環ラインを循環する反応液と、ポリアミン供給手段力 循環ラインへ供給されたポリ ァミンとの乱流混合による接触を低減することができ、副生成物であるウレァ体の生 成を、より抑制することができる。
また、この装置では、前記ポリアミン供給手段から前記循環ラインへ供給されるポリ ァミンの、前記ポリアミン供給手段の断面における線速度が、 0. 5〜: LOmZsecであ り、前記塩ィ匕カルボニル供給手段カゝら前記循環ラインへ供給される塩ィ匕カルボニル の、前記塩ィ匕カルボ-ル供給手段の断面における線速度力 0. 5〜: LOmZsecであ り、前記接触手段へ供給される直前の前記循環ライン中の反応液の線速度が、 0. 3 〜5mZsecであることが好適である。
[0012] この装置において、ポリアミンのポリアミン供給手段の断面における線速度力 0. 5 〜10mZsecであり、塩化カルボ-ルの塩化カルボ-ル供給手段の断面における線 速度が、 0. 5〜: LOmZsecであり、循環ライン中の反応液の線速度力 0. 3〜5mZ secであれば、ポリイソシァネートの収率の向上を図ることができる。
一方、この装置においては、前記接触手段から前記混合手段まで、前記ポリアミン 供給手段から供給されたポリアミンと、前記塩化カルボニル供給手段から供給された 塩化カルボニルと、反応液とが実質的に 3層形成して ヽることが好適である。
[0013] 接触手段から混合手段までの間、ポリアミン供給手段から供給されたポリアミンと、 塩ィ匕カルボニル供給手段力 供給された塩ィ匕カルボニルと、反応液とが実質的に 3 層形成していると、ポリアミン供給手段力 供給されたポリアミンと、反応液中のポリィ ソシァネートとの接触機会の低減を図ることができる。
また、この装置では、前記ポリアミン供給手段は、前記循環ライン内に流出側端部 が挿入されるポリアミン供給管力 なり、前記塩ィ匕カルボ-ル供給手段は、前記循環 ライン内に流出側端部が挿入される塩ィ匕カルボ-ル供給管力 なり、前記ポリアミン 供給管の流出側端部は、前記循環ラインの内壁面近傍に配置され、前記接触手段 力 前記混合手段に向力 反応液の流れに対して下流側に向力つて開口されており 、前記塩ィ匕カルボニル供給管の流出側端部は、前記ポリアミン供給管の流出側端部 力も供給されるポリアミンの流出液に向けて開口されていることが好適である。
[0014] ポリアミン供給管の流出側端部が、循環ラインの内壁面近傍に配置され、接触手段 力も混合手段に向力 反応液の流れに対して下流側に向力つて開口されており、ま た、塩ィ匕カルボ-ル供給管の流出側端部が、ポリアミン供給管の流出側端部力も供 給されるポリアミンの流出液に向けて開口されていると、ポリアミン供給管力 供給さ れるポリアミンの流出液力 循環ラインの内壁面と、塩ィ匕カルボ-ル供給管の流出側 端部から供給される塩ィ匕カルボニルとによって被覆されるので、反応液との接触が抑 制され、その反応液中のポリイソシァネートと供給されるポリアミンとの反応が防止さ れ、ポリイソシァネートの収率の向上を図ることができる。
[0015] また、この装置では、前記循環ラインの途中には、冷却装置が介装されており、前 記循環ラインにおけるポリアミンおよび塩ィ匕カルボニルの供給後の反応液の温度を、 120°C以下にすることが好適である。
循環ラインにおけるポリアミンおよび塩ィ匕カルボニルの供給後の反応液の温度を、 120°C以下にすれば、副生成物であるウレァ体の生成を、より抑制することができる。 発明の効果
[0016] 本発明のポリイソシァネート連続製造装置によれば、循環する反応液中のポリイソ シァネートと、ポリアミンとの反応を抑制することができ、副生成物であるウレァ体の生 成を低減して、ポリイソシァネートの収率の向上を図ることができる。
図面の簡単な説明
圆 1]ポリイソシァネート連続製造装置の一実施形態を示す概略構成図である。 圆 2]図 1に示すポリイソシァネート連続製造装置の原料混合部を示す概略構成図で ある。
圆 3]ポリイソシァネート連続製造装置の他の実施形態を示す概略構成図である。 符号の説明
1 ポリイソシァネート連続製造装置
2 循環部
3 高剪断ポンプ
4 反応器
7 循環ライン
8 原料混合部
9 ポリアミン供給管
10 塩化カルボニル供給管
11 ポリアミン供給管の流入側端部
12 ポリアミン供給管の開口部
13 塩化カルボニル供給管の流入側端部
14 塩化カルボ-ル供給管の開口部
発明の実施形態
図 1は、ポリイソシァネート連続製造装置の一実施形態を示す概略構成図である。 図 1において、このポリイソシァネート連続製造装置 1は、低温反応型の装置構成を 有し、反応槽としての反応器 4と、この反応器 4に対して反応液を循環させる循環手 段としての循環部 2とを備えて 、る。
循環部 2は、循環ライン 7と、接触手段としての原料混合部 8と、ポリアミン供給手段 としてのポリアミン供給管 9と、塩化カルボニル供給手段としての塩化カルボニル供給 管 10と、混合手段としての高剪断ポンプ 3と、送液ポンプ 5と、冷却装置としての冷却 器 6とを備えている。
[0020] 循環ライン 7は、上流側(以下、「上流側」および「下流側」は、特に言及がない限り、 反応液の流れ方向を基準とする。)端部および下流側端部が、反応器 4に接続される クローズドラインとして形成されており、反応器 4に対して、反応液を循環させる。 原料混合部 8は、ポリアミン供給管 9および塩ィ匕カルボ-ル供給管 10が接続されて V、る循環ライン 7の一部分として構成されて 、る。
[0021] ポリアミン供給管 9は、ポリアミンを輸送する耐食性の鋼管力 なり、その流入側端 部がポリアミンを貯蔵する図示しないポリアミン貯蔵タンクに接続され、その流出側端 部 11が原料混合部 8に接続されて 、る。
より具体的には、図 2に示すように、ポリアミン供給管 9は、循環ライン 7の近傍にお いては、流出側端部 11側が循環ライン 7に対して徐々に近接するように斜めに配置 され、その流出側端部 11が循環ライン 7の一方側から循環ライン 7内に傾斜状態で 挿入されている。そして、流出側端部 11は、反応液の流れ方向(循環方向)に沿うよ うに、下流側に向かって屈曲するように形成され、循環ライン 7内における一方側の 内壁面近傍に配置されている。これによつて、ポリアミン供給管 9の開口部 12は、下 流側に向力つて開口される。
[0022] 塩ィ匕カルボニル供給管 10は、塩ィ匕カルボ-ルを輸送する耐食性の鋼管からなり、 その流入側端部が塩ィ匕カルボニルを貯蔵する図示しない塩ィ匕カルボ-ル貯蔵タンク に接続され、その流出側端部 13が原料混合部 8に接続されている。
より具体的には、塩化カルボニル供給管 10は、循環ライン 7に対してポリアミン供給 管 9の反対側である他方側に配置され、循環ライン 7の近傍においては、流出側端部 13側が循環ライン 7に対して徐々に近接するように斜めに配置され、その流出側端 部 13側が循環ライン 7の他方側力も循環ライン 7内に傾斜状態で挿入されている。な お、塩ィ匕カルボニル供給管 10の循環ライン 7に対する挿入位置は、ポリアミン供給管 9の循環ライン 7に対する挿入位置と、循環ライン 7の径方向にぉ 、て対向するように 配置されている。
[0023] そして、塩ィ匕カルボニル供給管 10の流出側端部 13は、反応液の流れ方向に対し て傾斜して、そのまま真っ直ぐに延び、流出側端部 13の開口部 14が、ポリアミン供 給管 9の開口部 12の近傍に配置され、ポリアミン供給管 9の開口部 12から供給され るポリアミンの流出液に向けて開口されている。より具体的には、塩化カルボニル供 給管 10の開口部 14は、ポリアミン供給管 9の開口部 12の他方側に配置され、塩ィ匕カ ルポニル供給管 10の開口部 14の径方向一端部力 ポリアミン供給管 9の開口部 12 の近傍あるいはわずかに上流側に配置され、塩ィ匕カルボニル供給管 10の開口部 14 の径方向他端部が、ポリアミン供給管 9の開口部 12よりも下流側に配置されることが 好適である。
[0024] 高剪断ポンプ 3は、図 1に示すように、循環ライン 7において、原料混合部 8の下流 側に介装されており、剪断力によって、反応液中にスラリー(ポリアミンおよび塩ィ匕カ ルポニルの接触により生成するカルバモイルク口ライドおよびポリアミン塩酸塩のスラ リー)を高分散させることができれば、特に制限されないが、例えば、遠心式ポンプや 回転式ポンプが用いられる。
[0025] 遠心式ポンプでは、ケーシング内での羽根車 (インペラ一)の高速回転により、スラ リーを高剪断する。遠心式ポンプでは、好ましくは、キャンドポンプが用いられる。 回転式ポンプでは、ケーシング内での歯車、仕切板またはスクリューの高速回転に より、スラリーを高剪断する。回転式ポンプでは、好ましくは、ギヤポンプが用いられる 高剪断ポンプ 3の回転数は、適宜設定されるが、例えば、 1000〜5000min— 1であ る。
[0026] また、この高剪断ポンプ 3は、ポリアミン供給管 9の流出側端部 11の開口部 12との 間の離間距離 Lが、 1000mm以下、好ましくは、 500mm以下、さらに好ましくは、 25 Omm以下となるように配置されている。離間距離 Lが、これより長いと、循環ライン 7を 循環する反応液と、ポリアミン供給管 9から循環ライン 7へ供給されたポリアミンとが、 乱流混合により接触する機会が増力 tlして、副生成物であるウレァ体の生成を助長す るおそれがあるが、この離間距離 L以下であれば、循環ライン 7を循環する反応液と、 ポリアミン供給管 9から循環ライン 7へ供給されたポリアミンとの乱流混合による接触を 低減することができ、副生成物であるウレァ体の生成を、抑制することができる。
[0027] 反応器 4は、循環ライン 7において、高剪断ポンプ 3の下流側に介装されている。こ の反応器 4は、供給されたポリアミンと塩ィ匕カルボ二ルとをイソシァネートイ匕反応させ ることができれば、特に制限されず、例えば、攪拌翼が装備された連続式反応器が 用いられる。また、反応器 4は、好ましくは、多段槽として構成され、その場合には、図 1に示す反応器 4は、第 1段目の反応器となり、次工程には、図示しない第 2段目の 反応器が接続されている。
[0028] 送液ポンプ 5は、循環ライン 7において、反応器 4の下流側に介装されている。この 送液ポンプ 5は、反応液を輸送できれば、特に制限されず、上記した遠心式ポンプ や回転式ポンプ、さらには、往復式ポンプなどが用いられる。
冷却器 6は、循環ライン 7において、送液ポンプ 5の下流側(送液ポンプ 5の吐出側 )に介装されている。この送液ポンプ 5は、反応液を冷却できれば、特に制限されず、 例えば、冷媒 (冷却水)が循環される熱交^^などが用いられる。
[0029] この冷却器 6では、循環ライン 7におけるポリアミンおよび塩化カルボ-ルの供給後 の反応液の温度を、 120°C以下にするように、反応液を冷却している。
そして、この循環部 2では、上記したように、循環ライン 7の途中に、反応液の流れ 方向に沿って、原料混合部 8と、高剪断ポンプ 3と、反応器 4と、送液ポンプ 5と、冷却 器 6とが順次配置されており、循環ライン 7中の反応液力 これらを循環する。
[0030] そして、このポリイソシァネート連続製造装置 1では、まず、原料混合部 8において、 ポリアミン供給管 9から原料混合部 8へポリアミンが供給されるとともに、塩化カルボ- ル供給管 10から原料混合部 8へ塩ィ匕カルボ-ルが供給される。
ポリアミンは、ポリアミン貯蔵タンクにおいて、ポリアミンそのまま、または、ポリアミン 溶液として調製されている。ポリアミン溶液は、ポリアミンを有機溶媒で溶解することに よって調製されている。一方、ポリアミンそのままで貯蔵されている場合は、ポリアミン 供給管 9に備えられた有機溶媒混合部で混合され、ポリアミン溶液として調製され、 ポリアミン供給管 9から原料混合部 8へポリアミン溶液として供給される。
[0031] ポリアミンは、ポリウレタンの製造に用いられるポリイソシァネートに対応するポリアミ ンであって、特に制限されず、例えば、ポリメチレンポリフエ-レンポリイソシァネート( MDI)に対応するポリメチレンポリフエ-レンポリアミン(MDA)、トリレンジイソシァネ ート (TDI)に対応するトリレンジァミン (TDA)などの芳香族ジァミン、例えば、キシリ レンジイソシァネート (XDI)に対応するキシリレンジァミン (XDA)、テトラメチルキシリ レンジイソシァネート(TMXDI)に対応するテトラメチルキシリレンジァミン(TMXDA )などの芳香脂肪族ジァミン、例えば、ビス (イソシアナトメチル)ノルボルナン (NBDI )に対応するビス(アミノメチル)ノルボルナン (NBDA)、 3—イソシアナトメチルー 3, 5, 5—トリメチルシクロへキシルイソシァネート(IPDI)に対応する 3—アミノメチル一 3 , 5, 5—トリメチルシクロへキシルァミン(IPDA)、 4, 4'—メチレンビス(シクロへキシ ルイソシァネート) (H MDI)に対応する 4, 4'ーメチレンビス(シクロへキシルァミン)(
12
H MDA)、ビス (イソシアナトメチル)シクロへキサン (H XDI)に対応するビス(ァミノ
12 6
メチル)シクロへキサン (H XDA)などの脂環族ジァミン、例えば、へキサメチレンジィ
6
ソシァネート (HDI)に対応するへキサメチレンジァミン (HDA)などの脂肪族ジァミン 、および、ポリメチレンポリフエ-ルポリイソシァネート(クルード MDI、ポリメリック MDI )に対応するポリメチレンポリフエ二ルポリアミンなどから、適宜選択される。
[0032] このポリイソシァネート連続製造装置 1は、特に、芳香族ジァミンから、芳香族ジイソ シァネートを製造するのに適して 、る。
有機溶媒は、ポリアミンおよびポリイソシァネートを溶解し、かつこれらに対して不活 性であれば、特に制限されず、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、 例えば、クロ口トルエン、クロ口ベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素 、例えば、酢酸ブチル、酢酸ァミルなどのエステル類、例えば、メチルイソブチルケト ン、メチルェチルケトンなどのケトン類などが挙げられる。好ましくは、ジクロロべンゼ ンが挙げられる。
[0033] また、ポリアミン溶液は、ポリアミンの 5〜50重量0 /0、より好ましくは、 5〜30重量0 /0 の有機溶媒の溶液として調製される。
塩化カルボニルは、塩化カルボニル貯蔵タンクにおいて、塩化カルボニルそのまま で、あるいは、塩化カルボニル溶液として調製されており、塩化カルボニル供給管 10 から原料混合部 8へ、塩ィ匕カルボ-ルそのままで、あるいは、塩化カルボニル溶液と して供給される。また、塩化カルボ-ルは、塩化カルボ-ルそのもの、または、塩化力 ルポニル溶液として供給されることが好適である。
[0034] 塩化カルボニル溶液は、塩化カルボニル (COC1 )を有機溶媒で溶解することによ つて調製されている。有機溶媒は、上記した有機溶媒、好ましくは、ポリアミン溶液と 同一の有機溶媒が用いられる。また、塩化カルボニル溶液は、塩化カルボニル 10重 量%以上の有機溶媒の溶液として調製される。
そして、ポリアミン溶液は、ポリアミン供給管 9から原料混合部 8へ、供給速度 (ポリア ミン供給管 9の開口部 12の断面における線速度) 0. 5〜: L0mZs、好ましくは、供給 速度 0. 5〜5mZsで供給され、塩化カルボ-ルまたはその溶液は、塩化カルボニル 供給管 10から原料混合部 8へ、供給速度 (塩化カルボニル供給管 10の開口部 14の 断面における線速度) 0. 5〜: LOmZs、好ましくは、供給速度 0. 5〜5mZsで供給さ れる。また、原料混合部 8へ供給される反応液は、供給速度 (原料混合部 8へ供給さ れる直前の循環ライン 7中の反応液の線速度) 0. 3〜5mZs、好ましくは、供給速度 0. 5〜3mZsで供給される。各供給速度を上記のように設定すれば、ポリイソシァネ ートの収率の向上を図ることができる。
[0035] なお、ポリアミン溶液と塩化カルボ-ルまたはその溶液とは、塩化カルボニル Zポリ ァミンが、 2Zl〜60Zl (モル比)、好ましくは、 2Zl〜20Zl (モル比)となる化学 量論比で、供給される。
原料混合部 8では、図 2に示すように、ポリアミン供給管 9から供給されるポリアミン 溶液が、その開口部 12から流入されるとともに、塩化カルボニル供給管 10から供給 される塩ィ匕カルボ-ルまたはその溶液力 その開口部 14から流入され、これらが循 環する反応液の存在下で接触するように供給される。より具体的には、ポリアミン供給 管 9の開口部 12から流入したポリアミン溶液は、一方側において循環ライン 7の内壁 面によって、その上流側力も循環されてくる反応液との接触が抑制される。また、その 他方側においては、塩ィ匕カルボ-ルまたはその溶液力 塩化カルボニル供給管 10 の開口部 14から、ポリアミン供給管 9の開口部 12から流入するポリアミン溶液に向け て、流入するので、その流入した塩ィ匕カルボニルまたはその溶液によって包まれて、 その上流側力 循環されてくる反応液との接触が抑制される。
[0036] つまり、ポリアミン供給管 9から供給されるポリアミン溶液が、循環ライン 7の内壁面と 、塩ィ匕カルボニル供給管 10の開口部 14から流入する塩ィ匕カルボ-ルまたはその溶 液とによって被覆されるので、反応液との接触が抑制され、その反応液中のポリイソ シァネートと供給されるポリアミン溶液中のポリアミンとの反応が防止される。その結果 、副生成物となるウレァ体の生成を防止することができ、ポリイソシァネートの収率の 向上を図ることができる。
[0037] なお、原料混合部 8にお 、て、供給されたポリアミン溶液と塩化カルボニルまたはそ の溶液とは、上記したように、ポリアミン溶液が、塩ィ匕カルボ-ルまたはその溶液によ つて被覆された液層状態にある。
そして、原料混合部 8において、供給されたポリアミン溶液と塩化カルボニルまたは その溶液とは、図 1に示すように、反応液とともに高剪断ポンプ 3に搬送される。
[0038] なお、原料混合部 8から高剪断ポンプ 3までの間は、ポリアミン溶液と、塩化カルボ -ルまたはその溶液と、反応液とは、実質的に 3層形成されており、これによつて、ポ リアミン溶液と、反応液中のポリイソシァネートとの接触機会の低減を図ることができる 高剪断ポンプ 3では、供給されたポリアミン溶液および塩ィ匕カルボ-ルまたはその 溶液と、反応液とが、高剪断ポンプ 3によって高剪断により混合される。この剪断によ つて、反応液中において、ポリアミン溶液中のポリアミンと塩ィ匕カルボ-ルまたはその 溶液中の塩化カルボニルとが微細な液滴となって接触するので、有機溶媒に難溶な カルバモイルク口ライドおよびポリアミン塩酸塩の均一なスラリーが瞬時に生成され、 そのスラリーが均一な状態で反応液中に高分散される。そのため、その後、高剪断ポ ンプ 3から反応器 4に至るまでの循環ライン 7内において、反応液中のポリイソシァネ ートと、供給されたポリアミン溶液中のポリアミンとの反応を抑制することができ、副生 成物であるウレァ体の生成を低減して、ポリイソシァネートの収率の向上を図ることが できる。
[0039] そして、反応液は、スラリーが高分散された状態で、反応器 4に搬送されるので、反 応器 4では、ポリアミン塩酸塩とその溶液中の塩ィ匕カルボ-ルとの反応が促進され、 また、生成したカルバモイルク口ライドが徐々にポリイソシァネートに変換される。 なお、この反応器 4が、多段連続式反応器の第 1段目の反応器である場合には、そ の反応温度が、例えば、 120°C以下、好ましくは、 50°Cから 100°Cに制御される。
[0040] そして、反応器 4において反応された反応液 (つまり、反応により生成したポリイソシ ァネート、反応途中のカルバモイルク口ライド、ポリアミンの塩酸塩および塩化カルボ
-ル、有機溶媒を含む反応液)は、その一部が循環ライン 7を介して送液ポンプ 5より 循環され、残余が、搬送ライン 15を介して次工程 (反応器 4力 多段連続式反応器の 第 1段目の反応器である場合には、第 2段目の反応器)に搬送される。搬送ライン 15 については、特にこだわるものでなぐ例えば、反応器 4からのオーバーフローや圧 力による送液ある ヽは送液ポンプ 5を利用し循環ライン 7の一部力も取り出すことなど により、次工程へ搬送する。
[0041] 循環される反応液は、送液ポンプ 5によって冷却器 6に搬送され、冷却器 6によって 、例えば、 120°C以下、好ましくは、 50〜: LOO°Cに冷却された後、原料混合部 8に搬 送され、再び、原料混合部 8において、ポリアミン供給管 9からポリアミン溶液が供給 され、塩化カルボニル供給管 10から塩化カルボニルまたはその溶液が供給される。 原料混合部 8には、冷却器 6よって冷却された反応液が流入するため、より一層、 副生成物であるウレァ体の生成が抑制される。
[0042] なお、上記した実施形態では、本発明の混合手段として、高剪断ポンプ 3を用いた 力 上記したように、別途送液ポンプ 5が装備されていれば、本発明の混合手段とし て、高剪断ポンプ 3に代替して、ポリアミンと塩ィ匕カルボ二ルとを剪断により接触させる ことができる他の剪断手段、例えば、攪拌器や混合器などを用いることもできる。 さらに、上記した実施形態において、送液ポンプ 5を装備せず、高剪断ポンプ 3が 送液ポンプ 5を兼ねることもできる。その場合には、図 3に示すように、原料混合部 8 は、反応液の流れ方向において、反応器 4から高剪断ポンプ 3に至る途中に配置さ れ、高剪断ポンプ 3から反応槽 4に至る途中に、冷却器 6が配置される。
産業上の利用可能性
[0043] 本発明のポリイソシァネート連続製造装置は、ポリウレタンの原料として用いられる ポリイソシァネートを工業的に製造するために好適に用いることができる。

Claims

請求の範囲
[1] ポリアミンと塩ィ匕カルボ-ルとを反応させてポリイソシァネートを連続的に製造するポ リイソシァネート連続製造装置において、
反応槽と、反応液を前記反応槽に対して循環させる循環手段とを備え、 前記循環手段は、
1)反応液が循環する循環ラインと、
2)前記循環ラインにポリアミンを供給するポリアミン供給手段と、
3)前記循環ラインに塩ィヒカルボ-ルを供給する塩ィヒカルボ-ル供給手段と、
4)前記ポリアミン供給手段力 前記循環ラインへ供給されたポリアミンと、前記塩化力 ルポニル供給手段力 前記循環ラインへ供給された塩ィ匕カルボ-ルとを、循環する 反応液の存在下で接触させるポリアミンと塩ィヒカルボ-ルとの接触手段と、
5)前記接触手段にお!、て接触された塩ィ匕カルボ-ルおよびポリアミンと、循環する 反応液とを、剪断により混合する混合手段とを備えていることを特徴とする、ポリイソシ ァネート連続製造装置。
[2] 前記循環手段において、前記ポリアミン供給手段から前記循環ラインへ供給された ポリアミンと、循環する反応液中のポリイソシァネートとを、実質的に反応させないこと を特徴とする、請求項 1記載のポリイソシァネート連続製造装置。
[3] 前記接触手段と前記混合手段との間の距離が、 1000mm以下であることを特徴と する、請求項 1に記載のポリイソシァネート連続製造装置。
[4] 前記ポリアミン供給手段から前記循環ラインへ供給されるポリアミンの、前記ポリアミ ン供給手段の断面における線速度が、 0. 5〜: LOmZsecであり、
前記塩ィ匕カルボニル供給手段カゝら前記循環ラインへ供給される塩ィ匕カルボニルの 、前記塩ィ匕カルボニル供給手段の断面における線速度力 0. 5〜: LOmZsecであり 前記接触手段へ供給される直前の前記循環ライン中の反応液の線速度が、 0. 3 〜5mZsecであることを特徴とする、請求項 1に記載のポリイソシァネート連続製造 装置。
[5] 前記接触手段から前記混合手段まで、前記ポリアミン供給手段から供給されたポリ ァミンと、前記塩ィヒカルボ-ル供給手段力 供給された塩ィヒカルボ-ルと、反応液と が実質的に 3層形成していることを特徴とする、請求項 1に記載のポリイソシァネート 連続製造装置。
[6] 前記ポリアミン供給手段は、前記循環ライン内に流出側端部が挿入されるポリアミン 供給管からなり、
前記塩化カルボニル供給手段は、前記循環ライン内に流出側端部が挿入される塩 化カルボニル供給管力 なり、
前記ポリアミン供給管の流出側端部は、前記循環ラインの内壁面近傍に配置され、 前記接触手段力 前記混合手段に向力う反応液の流れに対して下流側に向力つて 開口されており、
前記塩ィ匕カルボニル供給管の流出側端部は、前記ポリアミン供給管の流出側端部 力も供給されるポリアミンの流出液に向けて開口されていることを特徴とする、請求項 1に記載のポリイソシァネート連続製造装置。
[7] 前記循環ラインの途中には、冷却装置が介装されており、
前記循環ラインにおけるポリアミンおよび塩ィ匕カルボニルの供給後の反応液の温度 を、 120°C以下にすることを特徴とする、請求項 1に記載のポリイソシァネート連続製 造装置。
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