[發明專利]一種環己基異氰酸酯的制備方法及裝置

在審

• 申請號: 202011447543.X
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112552209A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 夏劍鋒;李兆亮;蘇文江;周裕民;林瑋;陳映波
• 申請（專利權）人: 浙江麗水有邦新材料有限公司
• 主分類號: C07C263/10
• 分類號: C07C263/10;C07C263/20;C07C265/10;B01D3/00;B01D3/14
• 代理公司: 麗水創智果專利代理事務所(普通合伙) 33278
• 代理人: 閆曉紅

本發明公開了一種環己基異氰酸酯的制備方法及裝置，1）將環已胺與溶劑配成環己胺溶液；2）將固體光氣與溶劑配成固體光氣溶液；3）在反應釜中加入固體光氣和溶劑，升溫溶解；滴加環已胺溶液，滴加過程通過DCS控制系統控制；4）繼續升溫至80～110℃，滴加固體光氣溶液，滴加反應過程通過DCS控制系統控制；回流保溫1～3h；5）將反應液進行三級蒸餾提純，得到收率大于91%，產品含量≥99.0%的環己基異氰酸酯產物。本發明采用低毒化學品固體光氣、溶劑，從物料計量、輸送及操作參數均采用DCS控制；采用低溫、高溫兩段溫度法合成，提高反應穩定性，減少副反應；采用三級蒸餾技術提純，提高產品質量及收率。

技術領域

本發明涉及一種環己基異氰酸酯的制備方法及裝置，屬于化工設備領域。

背景技術

現有技術中，廣泛采用有機伯胺與光氣在惰性溶劑中反應制備異氰酸酯。光氣法可以分為直接法和成鹽法，直接法是將伯胺和光氣直接反應制得相應的異氰酸酯；成鹽法則首先將相應的胺與酸性氣體如氯化氫、二氧化碳等反應制得胺鹽，然后將該胺鹽與光氣反應。由于脂肪族胺與光氣的反應速率較快，容易造成胺包覆而在后續熱光化過程中產生脲副產物，因而在制造鏈狀脂肪族或環狀脂肪族異氰酸酯時，為了抑制脲的副生，通常采用將間苯二甲胺制成鹽酸鹽或碳酸鹽后使其與光氣反應制造異氰酸酯的成鹽光化法。

環己基異氰酸酯是重要的醫藥、農藥及高分子材料中間體，主要用于除草劑如環嗪酮等農藥的合成、噻螨酮等醫藥中間體的合成及優異的生物多肽縮合劑二環己基碳二亞胺(DCC)的合成。環己基異氰酸酯的合成可以用環己胺和光氣在惰性溶劑甲苯中，采用低溫、高溫兩段法反應制得，如中國專利CN108689954A。中國專利CN110433736A有提到環己胺與光氣反應得到的目標物。這些方法都是以光氣作為酰化試劑，由于光氣為劇毒化學物質，在生產運輸、儲存和使用中都有著嚴格的防范和規定，生產時對操作者的保護也十分嚴格。環己基異氰酸酯在合成過程中，會有副反應發生，由于副產物物理性質與環己基異氰酸酯相似，通過常規蒸餾無法有效分離出高質量標準的產品。

發明內容

為了解決現有技術中存在的缺陷，本發明的主要目的是提供一種環己基異氰酸酯的制備方法及裝置，采用一般化學品固體光氣（BTC）替代劇毒的光氣作為酰化試劑；采用三級蒸餾技術設備，在保證高收率的前提下，有效地將環己基異氰酸酯和副產物分離。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種環己基異氰酸酯的制備方法，所述制備方法主要包括以下步驟：

1）將環已胺與溶劑按一定質量比在混配釜中混合均勻，配成環己胺溶液待用；

2）將固體光氣與溶劑按一定質量比在滴加釜中混合溶解，配成固體光氣溶液待用；

3）在反應釜中加入一定質量比的固體光氣和溶劑，升溫溶解；待反應釜內溫度達到0～20℃時，向反應釜內滴加上述步驟1）中配制的環已胺溶液，使環己胺與固體光氣在溶劑介質中生成環己胺鹽酸鹽和不穩定的中間產物環己甲氨基酰氯；滴加時長為0.5～2.0h，滴加過程通過DCS控制系統控制；

4）繼續將反應釜升溫至80～110℃，向所述反應釜內滴加上述步驟2）中配制的固體光氣溶液，滴加反應時長0.5～3h，滴加反應過程通過DCS控制系統控制；滴加完成后，回流保溫1～3h；

5）反應結束后，將反應液進行三級蒸餾提純，一級蒸餾采用常壓蒸餾脫出含酸高的溶劑；二級蒸餾采用減壓蒸餾出全部物料，使物料與殘渣分離；三級蒸餾采用專業蒸餾設備分離副產物和產物。

進一步地，所述混配釜中，環己胺與溶劑的質量比為1：3.0～6.0。

進一步地，所述滴加釜中，固體光氣與溶劑的質量比為1：1.5～3.0。

進一步地，所述反應釜中，固體光氣與溶劑的質量比為1：6.0～10.0。

進一步地，所述制備方法中，環己胺與固體光氣的摩爾比為1：0.34～0.5。