[发明专利]制备异氰酸酯的方法和系统有效
申请号: | 202110377999.1 | 申请日: | 2021-04-08 |
公开(公告)号: | CN113105364B | 公开(公告)日: | 2023-08-08 |
发明(设计)人: | 曹利峰;陆成樑;刘文杰;邱贵森 | 申请(专利权)人: | 广安摩珈生物科技有限公司 |
主分类号: | C07C263/04 | 分类号: | C07C263/04;C07C265/14 |
代理公司: | 北京市君合律师事务所 11517 | 代理人: | 黄遵玲;吴龙瑛 |
地址: | 638000 四川省广*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 制备 氰酸 方法 系统 | ||
本申请涉及一种用于制备异氰酸酯的方法和系统。具体地,本申请所述的方法和系统通过将过量的光气回收并循环再利用来制备异氰酸酯。
技术领域
本申请涉及用于制备异氰酸酯的方法和系统,更具体地,涉及一种使用光气液相法制备异氰酸酯的方法和系统。
背景技术
异氰酸酯是一类含有一个或多个异氰酸酯基团的化合物。包括脂肪族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯、不饱和异氰酸酯、卤代异氰酸酯、硫代异氰酸酯、含磷异氰酸酯、无机异氰酸酯及封闭异氰酸酯等。由于其含有高度不饱和的异氰酸酯基团,使其具有很高的化学活性,能与多种物质发生重要的化学反应,因而广泛应用于聚氨酯、聚氨酯脲和聚脲、高分子改性、有机合成试剂、农业、医学等领域。
现有技术中,采用光气与胺制备异氰酸酯的原理已为人熟知,其中主要分为液相法和气相法。气相法是将胺气化后和气态光气直接反应制备异氰酸酯,由于需要将胺高温气化,因此对热敏性胺不适用,且由于气相反应速度快,容易产生脲类副产物。一种典型的液相法涉及三个主要化学反应,第一个反应为胺与光气反应生成氨基甲酰氯和氨基甲酰氯胺盐酸盐,第二个反应为氨基甲酰氯胺盐酸盐继续与光气反应生成氨基甲酰氯,第三个反应为氨基甲酰氯进一步反应生成异氰酸酯和氯化氢。
在实际采用光气液相法生产异氰酸酯时,往往需要提高光气与胺的比率(即,使光气过量)来增加异氰酸酯的产率,这就导致反应过程中需要大量的光气,增加了生产成本、安全成本及尾气污染环境处理成本。因此,需要改善异氰酸酯的制备工艺,减少生产过程中的光气需求量。
发明内容
本申请的目的在于提供一种制备异氰酸酯的方法和系统,循环利用反应过程中的光气,从而减少异氰酸酯的生产过程中的光气需求量。
在一个方面,本申请提供了一种异氰酸酯的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(a)将反应物胺和光气混合,并在-30℃~90℃的温度下在第一反应容器内进行第一反应,获得第一反应产物;
(b)将步骤(a)获得的所述第一反应产物转入第二反应容器内,与光气混合,并在90~200℃的温度下在所述第二反应容器内进行第二反应,获得第二反应产物;
(c)将步骤(b)获得的所述第二反应产物转入第三反应容器内,与光气混合,并在120~250℃的温度下在所述第三反应容器内进行第三反应,获得第三反应产物;
(d)将步骤(c)获得的所述第三反应产物转入第四反应容器内,与光气混合,并在120~300℃之间的某一恒定温度下在所述第四反应容器内进行第四反应,获得第四反应产物,所述第四反应产物包括异氰酸酯;
其中,步骤(b)中所述的光气的至少一部分来源于步骤(d)中所述第四反应容器的尾气,步骤(c)中所述的光气的至少一部分来源于步骤(a)中所述第一反应容器的尾气;或者,步骤(b)中所述的光气的至少一部分来源于步骤(c)中所述第三反应容器的尾气,步骤(c)中所述的光气的至少一部分来源于步骤(a)中所述第一反应容器的尾气和/或步骤(d)中所述第四反应容器的尾气。
在某些实施方式中,步骤(a)中所述第一反应容器的尾气包括步骤(a)中未反应完全的光气;步骤(c)中所述第三反应容器的尾气包括氯化氢和步骤(c)中未反应完全的光气,以及任选地,步骤(a)中未反应完全的光气、步骤(d)中未反应完全的光气;和/或步骤(d)中所述第四反应容器的尾气包括氯化氢和步骤(d)中未反应完全的光气。
在某些实施方式中,步骤(a)中所述第一反应容器的尾气中的光气含量(w/w)为90%或更高。在某些实施方式中,步骤(c)中所述第三反应容器的尾气中的光气含量(w/w)为60%或更低。在某些实施方式中,步骤(d)中所述第四反应器的尾气中的光气含量(w/w)为95%或更高。
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