[发明专利]连续制备脂环族二异氰酸酯的多步方法

权利要求书

1.一种用于连续制备脂环族二异氰酸酯的多步方法，其通过使脂环族的二胺与羧酸衍生物和醇反应生成脂环族二尿烷并接着使二尿烷热分解为脂环族的二异氰酸酯进行，该方法的特征在于，二尿烷是两步形成的，热分解经脱除易沸物和中沸物的二尿烷以释放出理想的二异氰酸酯，并且连续地将一部分分解设备的分解塔底产物排出，用醇对其进行再尿烷化，从中分离出高沸物，并将这样纯化的再尿烷化产物循环入工艺中，其中使用未经处理的尿素和/或由未经处理的尿素制得的尿素等价物。

2.一种用于连续制备具有式(I)的脂环族二异氰酸酯的多步方法，

OCN-R-NCO

其中的R表示具有4至18、优选5至15个碳原子的二价脂环族烃基，前提是两个异氰酸酯基团直接连在烃环上并在它们之间排列至少3个碳原子，该方法通过脂环族二胺与羧酸衍生物和醇反应生成二尿烷并将其热分解进行，在该方法中

a)使式(II)的脂环族二胺与尿素在存在式(III)的醇以及不存在或存在催化剂的条件下反应生成式(IV)的环亚烷基二脲，并同时连续除去所产生的氨，

H₂N-R-NH₂  (II)

其中的R表示具有4至18、优选5至15个碳原子的二价脂环族烃基，其中两个氮原子直接连接在至少一个烃环上并且在它们之间排列有至少3个碳原子，

R¹-OH  (III)

其中R¹表示由具有3至8个碳原子的伯或仲脂(环)醇去除羟基之后所残存的残基，

H₂N-OC-HN-R-NH-CO-NH₂    (IV)

其中的R表示具有4至18、优选5至15个碳原子的二价脂环族烃基，前提是，R两侧的氮原子直接连在烃环上并且在它们之间排列有至少3个碳原子；

b)在第二个反应器中使所产生的粗制环亚烷基二脲与a)中用作溶剂的式(III)的醇在连续排出所释放的氨的条件下转化为式(V)的环亚烷基二尿烷；

R¹O-OC-HN-R-NH-CO-OR¹    (V)

c)从所得的反应混合物中分离醇、碳酸二烷基酯和/或氨基甲酸烷基酯并将醇返回到反应步骤a)中；

d)完全或部分地免去分离任选包含于所得反应混合物中的高沸残留物的步骤；

e)在存在催化剂的条件下，连续且无溶剂地在180至280℃、优选200至260℃的温度下和在0.1至200毫巴、优选0.2至100毫巴的压力热分解含有经由步骤c)和d)提纯得到的二尿烷的反应混合物，从而持续地将以进料计10至60重量％、优选15至45重量％的部分反应混合物从塔底排出；

f)通过精馏将分解产物分成粗制二异氰酸酯和醇；

g)通过蒸馏提纯粗制的脂环族二异氰酸酯并分离纯产物馏分；

h)使来自e)的塔底排出物与来自f)的醇在存在或不存在催化剂的条件下，于1至150min、优选3至60min的时间内，在20至200℃、优选50至170℃的温度和0.5至20巴、优选1至15巴的压力部分或者完全反应，并且NCO基团与OH基团的摩尔比为至多1∶100，优选1∶20且特别优选1∶10；

i)将来自h)的再尿烷化物流分离成有用物流和废物流，并从工艺中排出和弃置富含高沸点组分的废物流；

j)连续排出一部分提纯蒸馏g)的塔底馏分并导入到分解反应e)，和/或尿烷化步骤h)中；

k)任选地将在提纯蒸馏粗制脂环族二异氰酸酯时所产生的塔顶馏分同样循环到尿烷化步骤h)中；

1)将来自i)的经提纯的再尿烷化的物流循环到步骤b)和/或c)或e)中，

其中采用未经处理的尿素和/或由未处理的尿素所制得的尿素等价物。

3.权利要求1或2所述的多步方法，其特征在于，作为脂环族二胺，使用4，4’-亚甲基二环己基二胺、2，4-亚甲基二环己基二胺和2，2’-亚甲基二环己基二胺以及还有上述异构体的至少两种的任意混合物。

4.权利要求1或2所述的多步方法，其特征在于，作为环脂族二胺使用4，4’-亚甲基二环己基二胺和/或异构的环脂族二胺。

5.权利要求1所述的多步方法，其特征在于，作为脂环族二胺使用1，4-二氨基环己烷。