[發(fā)明專利]制備異氰酸酯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180059870.0
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN103339105A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·馬特克;G·奧爾貝特
• 申請（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號(hào): C07C263/10
• 分類號(hào): C07C263/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

描述

本發(fā)明涉及一種通過相應(yīng)的胺與光氣反應(yīng)以制備異氰酸酯的方法，其中光氣和胺先在混合區(qū)中混合，并在反應(yīng)區(qū)中反應(yīng)形成異氰酸酯。在這里，混合區(qū)和/或反應(yīng)區(qū)由至少兩個(gè)可獨(dú)立調(diào)節(jié)的系列（train）構(gòu)成，所述系列各自包括至少一個(gè)混合單元和/或至少一個(gè)反應(yīng)單元，并且所述系列是平行連接的。

通過相應(yīng)胺的光氣化反應(yīng)制備異氰酸酯的方法可以原則上通過液相光氣化或氣相光氣化進(jìn)行。與氣相光氣化不同，在液相光氣化中的反應(yīng)在低溫下進(jìn)行，并且原料的蒸發(fā)不是必須的。

在液相光氣化中，加入液體形式的含胺的進(jìn)料流。此料流與含光氣的進(jìn)料流混合。光氣可以溶解在惰性溶劑中。隨后將含光氣的進(jìn)料流注射到混合裝置中，在混合裝置中其與含胺的進(jìn)料流混合。胺和光氣反應(yīng)，同時(shí)釋放出HCl，形成相應(yīng)的異氰酸酯。

胺與光氣的快速混合是必要的，這是因?yàn)樵诓蛔愕墓鈿鉂舛认拢纬傻漠惽杷狨ヅc過量的胺反應(yīng)形成脲或其它麻煩的高粘度和固體的副產(chǎn)物。因此，快速混合和在反應(yīng)室中的短停留時(shí)間是必要的。

一種使胺進(jìn)行液相光氣化以制備異氰酸酯的方法例如參見WO2010/015667A1。

在氣相光氣化中，含胺的進(jìn)料流和含光氣的進(jìn)料流各自以氣態(tài)混合。胺和光氣反應(yīng)，同時(shí)釋放出HCl，形成相應(yīng)的異氰酸酯。含胺的進(jìn)料流通常以液體形式存在，并且必須在與含光氣的料流混合之前蒸發(fā)和任選地過熱。

由于特別是二胺的低蒸氣壓，蒸發(fā)在升高的溫度下進(jìn)行。但是，這會(huì)引起胺或二胺的分解反應(yīng)，例如脫胺化、脫甲基化和二聚反應(yīng)，這些對整個(gè)工藝的選擇性有不利影響。

另外，由于高溫，在兩種進(jìn)料流接觸時(shí)發(fā)生快速反應(yīng)。除了胺進(jìn)行光氣化以形成異氰酸酯之外，還可能發(fā)生不需要的次級(jí)反應(yīng)和隨后的反應(yīng)。因此，例如，已經(jīng)形成的異氰酸酯能與尚未反應(yīng)的胺反應(yīng)形成脲。此外，也可以形成碳二酰亞胺和氰脲酸酯。這首先影響工藝的選擇性；第二，已經(jīng)形成的固體副產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致堵塞，并因此對設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間有不利影響。所以，通常努力使得進(jìn)料流盡可能快速地混合，從而盡可能避免會(huì)加速形成次級(jí)組分的混合比率。

例如，EP1319655A2描述了一種在氣相中制備(聚)異氰酸酯的方法，其中優(yōu)化地混合各反應(yīng)物。

因此，原料的混合以及反應(yīng)混合物在相應(yīng)反應(yīng)空間中的停留時(shí)間是在氣相光氣化和液相光氣化中的關(guān)鍵參數(shù)。所以，用于通過胺的光氣化制備異氰酸酯的設(shè)備必須與在進(jìn)料流的快速混合和窄停留時(shí)間范圍相關(guān)的特殊要求匹配。用于胺光氣化的設(shè)備基本上為了材料的最大料流和為了相應(yīng)的公稱載荷而設(shè)計(jì)。這意味著，混合裝置、例如噴嘴以及反應(yīng)空間、例如停留反應(yīng)器（residence?reactor）都在優(yōu)化區(qū)域中以優(yōu)化的產(chǎn)率、產(chǎn)物純度等在公稱載荷下操作。但是，如果設(shè)備不在全載荷下操作，即在僅僅部分的公稱載荷下操作，則停留時(shí)間例如會(huì)變化，并且設(shè)備不再能在優(yōu)化區(qū)域中操作。例如在啟動(dòng)和停車、設(shè)備的部分載荷或設(shè)備故障時(shí)就是這種情況。在這些降低載荷的情況下，混合裝置和停留反應(yīng)器都不在優(yōu)化區(qū)域中操作。結(jié)果是產(chǎn)率降低、出現(xiàn)結(jié)焦問題和/或質(zhì)量下降。

所以，本發(fā)明的目的是提供一種通過相應(yīng)的胺與光氣反應(yīng)制備異氰酸酯的方法，此方法也可以在各種載荷狀態(tài)下進(jìn)行且不會(huì)出現(xiàn)上述問題；特備是，即使設(shè)備在部分載荷下操作，混合和/或反應(yīng)也應(yīng)當(dāng)在相應(yīng)的優(yōu)化停留時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明，此目的由下面的通過相應(yīng)的胺與光氣反應(yīng)制備異氰酸酯的方法實(shí)現(xiàn)，所述方法包括以下步驟：

(a)提供至少一種含胺的進(jìn)料流和至少一種含光氣的進(jìn)料流，

(b)將所述進(jìn)料流在混合區(qū)中混合以形成至少一種反應(yīng)混合物，

(c)使至少一種反應(yīng)混合物在反應(yīng)區(qū)中反應(yīng)，和

(d)對從(c)獲得的產(chǎn)物混合物進(jìn)行后處理，

其中

（i）所述混合區(qū)是由至少兩個(gè)可獨(dú)立調(diào)節(jié)的系列構(gòu)成，所述系列各自包括至少一個(gè)混合單元，并且所述系列是平行連接的，或

（ii）所述反應(yīng)區(qū)是由至少兩個(gè)可獨(dú)立調(diào)節(jié)的系列構(gòu)成，所述系列各自包括至少一個(gè)反應(yīng)單元，并且所述系列是平行連接的，或

（iii）所述混合區(qū)和反應(yīng)區(qū)是由至少兩個(gè)可獨(dú)立調(diào)節(jié)的系列構(gòu)成，所述系列各自包括至少一個(gè)混合單元和至少一個(gè)反應(yīng)單元，并且所述系列是平行連接的。

為了本發(fā)明目的，“可獨(dú)立調(diào)節(jié)的”表示各個(gè)平行的系列可以彼此單獨(dú)地關(guān)閉，并且可以各自彼此獨(dú)立地操作。