[发明专利]一种基于成盐光气法制备异氰酸酯单体的方法

说明书

本申请公开了一种基于成盐光气法制备异氰酸酯单体的方法，通过上部进料管内管向成盐反应釜持续通入胺与溶剂的混合流股之后，通过上部进料管外管向成盐反应釜中持续通入氮气将氯化氢气体通过多孔的分布板逸散至反应体系中，降低成盐反应釜的气相空间中氯化氢的分压，使其能够在体系中沿径向、轴向双向分布，尽可能将胺反应完全，将胺基基团保护起来，以免在后续光化过程中未成盐的胺与异氰酸酯高温下发生反应产生脲类杂质，影响选择性，进而影响异氰酸酯收率，导致反应结果不理想，上部进料管内管和上部进料管外管的设置可以使胺流股呈雾化液滴状进料，能够避免多数情况下的盐酸盐结块、包裹，胺雾化喷头存在氮气氛围，也能够避免喷头堵塞问题。

技术领域

本申请涉及异氰酸酯制备领域，尤其涉及一种基于成盐光气法制备异氰酸酯单体的方法。

背景技术

在已有的关于异氰酸酯的合成技术中，光气化是最为常见的合成方法。光气化合成异氰酸酯的方法主要分为直接光气法和成盐光气法。直接光气法是胺与光气反应直接生成异氰酸酯，该方法在生成异氰酸酯的同时，在高温下异氰酸根易与胺基发生副反应，生成脲杂质，造成反应选择性较低，故目前主要采用成盐光气法合成异氰酸酯，成盐光气法即是将胺与氯化氢、二氧化碳等酸性气体预先中和生成胺的盐酸盐，保护胺基基团，避免在光化过程中生成脲等杂质。但是成盐光气法存在胺包裹的问题，即在成盐过程中由于反应速率过快，盐酸盐晶体形成过程中难免会有胺被包裹，无法正常进行成盐反应，从而在下一步光化过程中生成脲类杂质。故控制成盐步骤是成盐光气法合成异氰酸酯的关键一步。

专利CN 105126711提供了一种特殊的搅拌研磨反应器，通过锯齿状的飞碟形动旋转片与静旋转片相互剪切研磨，从而使盐酸盐避免结块，减少了胺包裹现象，又能使盐酸盐粒径细腻，提高了后续光化反应效率。但是该反应器多级搅拌与盐酸盐发生摩擦研磨，提高了设备的能耗，并对设备材质的要求较高，设备维护周期短。专利CN 102070491公开了一种成盐光气法制备苯二亚甲基二异氰酸酯的方法，该方法在成盐过程中通过胺-溶剂流股与氯化氢流股以喷射反应器作为混合装置混合并进入成盐反应釜反应，得到较稀的盐酸盐溶液进行浓缩。该方法使用较低浓度的胺流股进行成盐反应，可以一定程度上解决混合管堵塞问题，但是后续需对较稀的盐酸盐溶液进行浓缩处理以提高反应液浓度，增加了运行成本。专利CN 107337615公开了一种聚酯类超分散剂，在成盐步骤加入可以降低成盐液粘度，避免结块、抱团等现象。但引入其它物质就要涉及到后续分离，增加工艺操作难度。

成盐光气法合成异氰酸酯过程中，成盐液浓度过小会导致后续光化反应效率低，成盐液浓度过高会导致体系粘度过大，再加上上述胺包裹问题。因此成盐光气法需要一种解决以上问题的新工艺。

发明内容

本申请提供了一种基于成盐光气法制备异氰酸酯单体的方法，解决了现有技术中采用成盐光气法合成异氰酸酯单体的过程中，成盐液浓度过小导致后续光化反应效率低，成盐液浓度过高导致体系粘度大，以及存在胺包裹的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于成盐光气法制备异氰酸酯单体的方法，包括：

将溶剂加入成盐反应釜中后向所述成盐反应釜中加入氮气以对管路及成盐反应釜进行置换，并通过气相进料管向所述成盐反应釜中通入干燥的氯化氢气体以保证所述成盐反应釜内的压力值为1bar～3.5bar，其中，所述溶剂为邻二氯苯、三甲苯、氯苯、二氯乙烷中的一种或多种，所述溶剂占所述成盐反应釜中总量的15％～35％，所述氯化氢气体的进料压力为1bar～5bar；

通过上部进料管内管向所述成盐反应釜持续通入胺与溶剂的混合流股，并通过上部进料管外管向所述成盐反应釜中持续通入氮气以降低成盐反应釜的气相空间中氯化氢的分压并保压反应2h～6h停止，再次通过所述上部进料管外管通过氮气赶出过量的氯化氢气体，得到胺的盐酸盐溶液，其中，所述胺与所述溶剂的混合流股的质量分数为5％～35％，所述胺的进料压力为1bar～5bar，所述氮气的进料压力为1bar～5bar，所述胺与所述氯化氢的摩尔比为1：2～1：8，所述氮气进料流量为所述氯化氢进料流量的1/2～1/6，成盐反应温度为30～60℃；