[发明专利]制备异氰酸酯的方法

说明书

本申请是申请号为200780050093.7、申请日为2007年12月12日、发明名称为“制备异氰酸酯的方法”的专利申请的分案申请。 

本发明涉及一种在气相中由二胺和光气制备二异氰酸酯的方法。 

EP 570799，实施例1描述了借助洗涤塔后处理通过气相光气化得到的反应混合物，其中水滴流通过洗涤塔以分离光气和氯化氢。 

这种后处理破坏过量光气和氯化氢气体使得它们不再可有利地用于反应中。 

EP 593334 B1和EP 699657 B1公开了利用或破坏光气或氯化氢气体的可能性，但未探究与再循环光气相关的具体问题。 

EP 749 958 B1第[0018]段和EP 1078918 B1第[0018]段提到在三胺气相光气化以后回收过量光气和回收的氯化氢气体再用于光气合成中的可能性。 

这里也没有给出再循环光气的详细描述。 

US 4,581,174描述了通过在混合回路中使伯胺光气化连续制备有机单异氰酸酯和/或多异氰酸酯，其中包含异氰酸酯的反应混合物部分再循环，再循环混合物中的HCl比例为小于0.5%。这里异氰酸酯连续再循环至具有游离胺的反应区促进脲的形成。沉淀的脲危害方法的稳定操作。 

GB 737 442描述了由异氰酸酯合成中回收光气。回收的光气的HCl含量为0.5-0.7%。 

DE 10261191 A1和WO 2004/58689描述了其中包含光气的进料料流的HCl含量为小于0.4或大于0.8重量%的光气化。 

这些文件没有区别气相光气化包括的问题与液相光气化包括的那些，并且优选仅涉及液相光气化。 

所有这些方法的缺点是忽略了光气或光气化期间的氯含量。 

申请号为PCT/EP2006/064850且申请日为2006年7月31日的国际专利申请描述了气相光气化方法，其中氯化氢含量应保持在特定阈值以下。 

WO 04/56758在宽次级组分列中提及作为光气组分的氯气，但没有教 导任何关于气相光气化中氯气含量的具体问题。 

US 3331873公开了一种借助活性碳从光气中分离氯气至小于25ppm含量的通常方法。 

在公开的方法中，没有涉及光气化中，特别是气相光气化中的具体问题。 

WO 01/00569描述了在至多100巴的压力和0-130℃下液相光气化中溴和含溴化合物含量对色值的作用。 

在公开的方法中，没有涉及气相光气化中的具体问题。 

气相光气化通常在200-600℃下进行。由于这些高温，方法的设计必须满足特殊要求以实现方法的长期操作而不会由于材料，特别是反应器壁上在高温范围内提高的应力而泄露。 

高温与腐蚀性反应介质结合产生对方法和所用材料的特殊需求。例如，已知在高温(在约400℃或以上)下，光气自催化分离成分子氯(Cl₂)和一氧化碳(CO)。在高温下，氯气可通过掺入材料而导致原料脆化。例如如果制备装置中不可避免地震动，则已这样脆化的材料，特别是反应器壁可受到应力并且断裂或破裂，使得泄露可能性提高。另外，氯气可与非合金钢在170℃以上下以氯-铁燃烧放热反应。这尤其是在处理非常毒性光气中是工业难题。 

因此，本发明的目的是提供一种使二胺与光气在气相中反应以形成相应二异氰酸酯和氯化氢(HCl)以可降低材料脆性的方式进行的方法。 

该目的通过一种通过制备二异氰酸酯的方法实现，其中使相应二胺与化学计量过量光气在至少一个反应区中反应， 

其中反应条件的选择使得至少反应组分二胺、二异氰酸酯和光气在这些条件下为气态，和 

将至少一种包含二胺的气流和至少一种包含光气的气流供入反应区内， 

其中在与包含胺的料流混合以前包含光气的料流中氯气的质量分数为小于1000重量ppm和/或包含光气的料流中溴的质量分数为小于50重量ppm。 

根据本发明，在气相光气化中，应努力确保反应期间存在的化合物，即起始原料(二胺和光气)、中间体(特别是作为中间体形成的单氨基甲酰基和二氨基甲酰氯)、最终产物(二异氰酸酯)和引入的任何惰性化合物在反应条件下保持气相。如果这些或其他组分由气相中例如沉积在反应器壁或设备的其他组件上，传热或流过受影响的组件可通过这些沉积物不理想地改变。这特别适用于由游离氨基和氯化氢(HCl)形成的胺氢氯化物，这是因为所得胺氢氯化物易于沉淀并且难以再次气化。