氣相異氰酸酯的制備方法技術(shù)

以避免了溫度隨時間的波動和溫度分布不對稱的方式以氣相形式制備異氰酸酯。在該改進的方法中，管式反應(yīng)器中的反應(yīng)特性通過諸如均化和確定離析物流中心的與流動相關(guān)的措施實現(xiàn)。最終避免了導(dǎo)致反應(yīng)器中烘烤沉積和反應(yīng)器使用壽命縮短的聚合的次級產(chǎn)物的形成。（*該技術(shù)在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
?氣相異氰酸酯的制備方法??????????????????????
本專利技術(shù)涉及以氣相形式制備異氰酸酯的方法，該方法避免了溫度隨時間的波動和溫度分布的不對稱。這通過與流動相關(guān)的措施，如均化和確定離析物流的中心，以提高管式反應(yīng)器中的反應(yīng)特性來實現(xiàn)。從而避免形成導(dǎo)致反應(yīng)器中的烘烤沉積和反應(yīng)器使用壽命縮短的聚合的次級產(chǎn)物。??????????????????????
技術(shù)介紹
EP-A?0289840描述了通過相應(yīng)的、汽狀的(環(huán))脂族二胺在200-600℃下的光氣化作用制備(環(huán))脂族二異氰酸酯的方法。光氣以化學(xué)計量過量來提供。一方面將汽狀的(環(huán))脂族二胺或(環(huán))脂族二胺/惰性氣體混合物的過熱蒸汽，另一方面將光氣的過熱蒸汽連續(xù)通入圓柱形反應(yīng)腔中，它們在反應(yīng)腔中一起混和并引起反應(yīng)。放熱光氣化反應(yīng)進行的同時保持湍流。氣相離析物在管狀反應(yīng)器中不斷反應(yīng)。如果應(yīng)用噴射混和器原理(Chemie-Ing.-Techn.44(1972)，1055頁，圖10)，就向管式反應(yīng)器中提供兩種離析物流A和B。離析物流A通過中心噴嘴提供，離析物流B通過中心噴嘴與管狀反應(yīng)器壁間的環(huán)形空間提供。離析物流A的流速高于離析物流B的流速。這樣就使管式反應(yīng)器中各反應(yīng)成分充分混和并因此發(fā)生反應(yīng)。這種進行反應(yīng)的方法已在通過氣相芳族二胺的光氣化作用制備芳族二異氰酸酯中變得在工業(yè)上有影響(如EP-A0570799)。然而，該公知的方法在反應(yīng)期間表現(xiàn)出高達50℃的溫度波動。而且，用例如熱電偶可在圓柱形反應(yīng)腔或管式反應(yīng)器的圓周方向上檢測出高達100℃的不對稱溫度分布。溫度波動和不對稱溫度分布的結(jié)果是形成聚合的次級產(chǎn)物，該產(chǎn)物導(dǎo)致反應(yīng)器中的烘烤沉積和堵塞，從而縮短反應(yīng)器的使用壽命。??????????????????????
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此本專利技術(shù)的目的是提供通過相應(yīng)的(環(huán))脂族和芳族二胺以氣相形式在高溫下的光氣化作用，制備(環(huán))脂族和芳族二異氰酸酯的-->方法，該方法盡最大可能避免了反應(yīng)區(qū)的溫度波動和溫度分布的不對稱性。令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，通過管式反應(yīng)器的環(huán)狀間隙供料的離析物流B的均化，以及兩種離析物流A和B向管式反應(yīng)器的中心供料的最大化，對于反應(yīng)區(qū)的穩(wěn)定性，從而對于整個氣相反應(yīng)都具有明顯的正面作用。作為以更穩(wěn)定的方式進行反應(yīng)的結(jié)果，觀察到的溫度波動明顯減小，并實際上完全消除了溫度分布的不對稱性。這樣，通過根據(jù)本專利技術(shù)對離析物流采取措施，可顯著減小現(xiàn)有技術(shù)方法的缺陷，以下更詳細描述本專利技術(shù)。??????????????????????附圖簡述附圖表示適用于實施本專利技術(shù)的管式反應(yīng)器。???????????????????專利技術(shù)具體實施方案本專利技術(shù)提供了制備通式(I)的二異氰酸酯和三異氰酸酯的方法???????????R(NCO)n???????????????(I)，其中R表示具有最多15個碳原子，優(yōu)選4-13個碳原子的(環(huán))脂族或芳族烴殘基，條件是至少兩個碳原子排列在兩個NCO基之間，和n表示數(shù)2或3，該方法通過通式(II)的相應(yīng)的二胺和/或三胺以氣相形式進行光氣化反應(yīng)實現(xiàn)???????????R(NH2)n????????????????(II)，其中R表示具有最多15個碳原子，優(yōu)選4-13個碳原子的(環(huán))脂族或芳族烴殘基，條件是至少兩個碳原子排列在兩個氨基之間，和n表示數(shù)2或3。光氣化反應(yīng)在管式反應(yīng)器中進行，所述反應(yīng)器包括中心噴嘴和中心噴嘴與管式反應(yīng)器壁間的環(huán)形空間。中心噴嘴位于管式反應(yīng)器的中心，環(huán)形空間中至少布置了兩個流動均化器。中心噴嘴通過柔性連接管與其中一個離析物流的入口連接，第二個離析物流的入口布置在環(huán)形空間中。含有二胺和/或三胺的離析物流通過中心噴嘴送入管式反應(yīng)器。含有光氣的離析物流通過環(huán)形空間送入管式反應(yīng)器，且環(huán)形空間中的流速在環(huán)形空間的整個橫截面上用流動均化器均化。-->在本專利技術(shù)方法可供選擇的實施方案中，含有二胺和/或三胺的離析物流和含有光氣的離析物流可切換，使含有二胺和/或三胺的離析物流通過環(huán)形空間送入管式反應(yīng)器，而含有光氣的離析物流通過中心噴嘴送入管式反應(yīng)器。根據(jù)本專利技術(shù)，優(yōu)選的是第二流動均化器或最后的均化器(如果有兩個以上均化器)在離析物流B進入管式反應(yīng)器前作為組合的單元提供。該組合單元由流動均化器和流動平衡器組成。流動均化器的任務(wù)是在環(huán)形空間的整個橫截面上均化分配到環(huán)形空間中的離析物流的流速。已知的流動均化器尤其是多孔板、篩網(wǎng)、燒結(jié)金屬、熔結(jié)元件或熔結(jié)床。優(yōu)選采用多孔板。流動平衡器的任務(wù)是軸向定向流動，即避免斜流和渦流。公知的流動平衡器尤其是蜂窩狀結(jié)構(gòu)和管式結(jié)構(gòu)。軟管和優(yōu)選的補償器(用例如不銹鋼制成的波紋管)適于用作柔性連接管。本專利技術(shù)的方法使局部流速與通過環(huán)形空間分配的離析物流在整個橫截面上的平均流速間的偏差不超過±10％，優(yōu)選±2％。在本專利技術(shù)的方法中，二異氰酸酯和/或三異氰酸酯由相應(yīng)的二胺和/或三胺制備。二異氰酸酯優(yōu)選在本專利技術(shù)的方法中通過相應(yīng)的二胺的光氣化反應(yīng)制備。在本專利技術(shù)的方法中，1，8-二異氰酸根合-4-(異氰酸根合甲基)辛烷、三異氰酸根合壬烷(TIN)優(yōu)選作為通式(I)表示的三異氰酸酯制備。合適的脂族二胺的典型實例在例如EP-A-0289840中給出，合適的脂族三胺的典型實例在例如EP-A-749958中給出。這些二胺適于通過本專利技術(shù)的方法用于制備相應(yīng)的二異氰酸酯或三異氰酸酯。尤其優(yōu)選的是異佛爾酮二胺(IPDA)、六亞甲基二胺(HAD)和雙(對氨基環(huán)己基)甲烷。合適的芳族二胺的典型實例是二氨基苯、二氨基甲苯、二氨基二甲基苯、二氨基萘和二氨基二苯基甲烷的純異構(gòu)體或異構(gòu)體混合物。優(yōu)選異構(gòu)體比例為80/20-65/35的2，4-/2，6-甲苯二胺混合物或純2，4-甲苯二胺異構(gòu)體。-->優(yōu)選選用的三胺是1，8-二氨基-4-(氨基甲基)辛烷、三氨基壬烷。通式(II)的原料胺以氣相形式送入反應(yīng)器中，并在本專利技術(shù)的方法實施前，任選蒸發(fā)并加熱到優(yōu)選200-600℃，更優(yōu)選250-450℃，并任選用諸如N2、Ne、He、Ar的惰性氣體或用惰性溶劑的蒸汽稀釋，然后送入反應(yīng)器中。光氣以化學(xué)計量過量的量并在200-600℃下送入管式反應(yīng)器中。如果采用一種或多種脂族二胺，光氣超過氨基的摩爾數(shù)優(yōu)選為25-250％，而如果采用一種或多種脂族三胺，該過量優(yōu)選為50-350％。如果采用芳族二胺，光氣超過氨基的摩爾數(shù)優(yōu)選為150-300％。以下通過實施例的方式參照附圖解釋本專利技術(shù)。離析物流A(二胺和/或三胺)流經(jīng)入口1、柔性連接管2和中心噴嘴3進入管式反應(yīng)器4中。用于離析物流A的入口1與管式反應(yīng)器4的蓋子5剛性連接。中心噴嘴3與用于離析物流A的入口1通過柔性連接管2可動連接。中心噴嘴3通過多個流動均化器7、8和9牢固地定位，并位于管式反應(yīng)器4的旋轉(zhuǎn)軸6的中心。為此，需要至少兩個流動均化器7和9，任選還有流動均化器8。流動均化器7、8和9固定在管式反應(yīng)器的環(huán)形空間10中，并延展至環(huán)形空間的整個流動截面。離析物流B(光氣)通過入口11流入管式反應(yīng)器4的環(huán)形空間10中。離析物流B的流速在穿過流動均化器7、8和9期間被均化，使得均化的流體流經(jīng)環(huán)形空間10的整個流動截面。流動平衡器12直接布置在流動方向的最后一個流動均化器9的下游。這樣還影響了離析物流B在旋轉(zhuǎn)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.制備通式(I)表示的二異氰酸酯和/或三異氰酸酯的方法 R(NCO)n (I)，其中R表示帶有2-15個碳原子的(環(huán))脂族或芳族烴殘基，條件是至少兩個碳原子排列在兩個NCO基之間，和n表示2或3，該方法包括在管式反應(yīng)器中光氣化氣相形式的通式(II)表示的相應(yīng)的二胺和/或三胺 R(NH2)n (II)，其中管式反應(yīng)器還包含(a)位于管式反應(yīng)器中心的中心噴嘴，該噴嘴通過至少兩個流動均勻器定位，(b)至少兩個流動均化器，該均化器布置在環(huán)形空間中，(c)環(huán)形空間，該環(huán)形空間位于中心噴嘴與管式反應(yīng)器壁之間，(d)管式反應(yīng)器壁，(e)柔性連接管，該柔性連接管連接中心噴嘴與第一入口，(f)用于第一離析物流的第一入口，(g)布置在環(huán)形空間中的用于第二離析物流的第二入口，該方法以諸如以下方式進行(1)第一離析物流通過中心噴嘴供至管式反應(yīng)器，(2)第二離析物流通過環(huán)形空間供至管式反應(yīng)器，和(3)環(huán)形空間中的流速以流動均化器在整個環(huán)形空間截面上進行均化。

【技術(shù)特征摘要】
2002.05.17 DE 10222023.91.制備通式(I)表示的二異氰酸酯和/或三異氰酸酯的方法??????????R(NCO)n??????????????(I)，其中R表示帶有2-15個碳原子的(環(huán))脂族或芳族烴殘基，條件是至少兩個碳原子排列在兩個NCO基之間，和n表示2或3，該方法包括在管式反應(yīng)器中光氣化氣相形式的通式(II)表示的相應(yīng)的二胺和/或三胺???????????R(NH2)n??????????????(II)，其中管式反應(yīng)器還包含(a)位于管式反應(yīng)器中心的中心噴嘴，該噴嘴通過至少兩個流動均勻器定位，(b)至少兩個流動均化器，該均化器布置在環(huán)形空間中，(c)環(huán)形空間，該環(huán)形空間位于中心噴嘴與管式反應(yīng)器壁之間，(d)管式反應(yīng)器壁，(e)柔性連接管，該柔性連接管連接中心噴嘴與第一入口，(f)用于第一離析物流的第一入口，(g)布置在環(huán)形空間中的用于第二離析物流的第二入口，該方法以諸如以下方式進行...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M·詹尼，H·赫羅爾德，M·弗里德里希，H·施圖茨，
申請(專利權(quán))人：拜爾公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE