[发明专利]控制制造异氰酸酯的工艺的方法

说明书

本发明涉及在包括用于光气化反应的反应段的异氰酸酯工厂中制备芳族多异氰酸酯的方法，其中芳族伯胺与光气化合物在反应段中反应以获得包含异氰酸酯的反应产物，并且其中测量和分析来自反应段的气体中的CO₂浓度，并且其中如果来自反应段的气体中的CO₂浓度高于本底CO₂浓度，则调节光气化反应中的条件。

本发明涉及通过使光气物流与一个或多个相应的芳族伯胺物流反应在异氰酸酯工厂中制备芳族多异氰酸酯的方法。特别地，本发明涉及控制该反应和调节反应条件。

可以通过经由使伯胺与过量的光气反应的已知方法来制备异氰酸酯和异氰酸酯混合物。

起始材料通常与溶剂一起通过入口进料到反应段中，在那里化合物混合并在反应器中反应以形成相应的异氰酸酯。在该反应后，将反应混合物传送至位于反应段下游的工厂的后处理段，在所述后处理段中进行后处理以获得包含异氰酸酯、溶剂和废气的产物物流。经后处理提纯的溶剂通常反馈回到该工艺中。

在芳族伯胺与光气化合物反应的过程中形成副产物。这些副产物提供了增加的粘度，并被认为是“损失的异氰酸酯基团”或“损失的NCO”，因为这些完全无助于或仅部分有助于形成聚氨酯和来源于多异氰酸酯的使用的其它产物。

芳族伯胺与光气化合物的初始反应非常快速。从这些化合物接触的时刻起，反应就开始了。已经开发了非常特殊的混合装置和混合装置与反应器的特殊组合以使反应有效，由此形成最少量的副产物。此类混合装置例如描述在EP 1 868 712 B1或EP 1 758 673A1中。

为了获知形成芳族多异氰酸酯的效率，通过例如测定NCO值、可水解氯值、粘度、酸度值等对进入后处理段的产物和（部分）后处理过的产物进行分析。这些通过采取样品，随后将其送至现场实验室，或经由“在线”分析样品的技术来完成。所有这些技术是常规使用和描述的。

仍然需要进一步的改善和寻找其它方式来确定在制备芳族多异氰酸酯时是否形成副产物。

此外，需要尽早分析在异氰酸酯的生产工艺中是否形成副产物，以便可以尽早改变反应条件以最大限度地减少副产物的进一步形成。

可以通过根据权利要求1所述的方法至少部分解决尤其上述目的。

特别地，除其它目的之外的所述目标可以通过本发明的第一方面来解决，其是在包括用于光气化反应的反应段的异氰酸酯工厂中制备芳族多异氰酸酯的方法，该方法包括以下步骤：

a）经由反应段中的入口提供芳族伯胺物流和光气物流；

b）使芳族伯胺与光气化合物在该反应段中反应以获得包含异氰酸酯的反应产物；

c1）测量来自反应段的气体中的CO₂浓度；

d1）通过与本底CO₂浓度进行比较来分析来自反应段的气体中的CO₂浓度；

e）如果来自反应段的气体中的CO₂浓度高于本底CO₂浓度和/或相对于来自反应段的气体的总体积计偏差超过2体积%、优选超过1体积%、更优选超过0.6体积%，则调节光气化反应中的条件。

发明人令人惊讶地发现，在反应段中已经可以确定是否形成副产物。这通过测量反应段中气体相的CO₂浓度并通过调节反应条件作为对分析结果的响应来实现。在芳族伯胺与光气化合物的反应和/或随后与光气化合物的反应过程中形成的副产物是氯甲脒化合物和氯甲脒N-碳酰氯（chloroformamidine N-carbonyl chloride，CCC）化合物。这些副产物通过芳族伯胺的胺基团与所形成的芳族异氰酸酯的异氰酸酯基团的反应来形成，该反应形成脲化合物。脲化合物进一步与光气化合物反应并形成氯甲脒和氯甲脒N-碳酰氯。当形成这些副产物时，也形成CO₂。