[发明专利]制备异氰酸酯的方法

说明书

本发明涉及一种制备异氰酸酯的方法，所述方法通过任选地在惰性介质的存在下，使相应的胺与光气在气相下反应而进行，其中胺和光气首先混合并在反应器中转化为异氰酸酯。通过加入液体淬灭介质将离开所述反应器的包含异氰酸酯和氯化氢的反应气体在淬灭器中冷却，从而形成一种反应气体与淬灭介质的混合物作为产物料流。

通过光气化相应的胺来制备异氰酸酯的方法原则上可通过液相或气相光气化进行。气相光气化由于具有更高的选择性、更低的有毒光气持有量且需要更少的能量而备受关注。

在气相光气化中，将各自均为气态的含胺反应料流和含光气反应料流混合。胺和光气反应，同时释放氯化氢(HCl)，生成相应的异氰酸酯。所述含胺反应料流通常以液相存在，必须蒸发和任选地过热后才能与所述含光气料流混合。

在气相中制备异氰酸酯的相应方法记载于例如EP-A 1 319 655或EP-A 1 555 258中。

为防止进一步反应，必须在反应结束后迅速冷却所述反应混合物。为此目的，可使用例如一种液体淬灭。所述液体淬灭记载于例如EP-A 1 403 248或DE-A 10 2006 058 634中。为进行冷却而加入的淬灭介质的温度在50-200℃的范围内。所喷入的液体料流将所述反应气体迅速冷却至通常100-200℃的温度。这形成一种含有富异氰酸酯的液相和低异氰酸酯的气相的双相混合物。然后将这两相送至共同的分离单元，或者任选地单独的分离单元，例如一方面分离氯化氢和光气、另一方面分离异氰酸酯(可能含有溶剂)的蒸馏单元。

一种其中制得的异氰酸酯也存在于淬灭介质中的方法记载于EP-A 1 935 875中。由于所述淬灭介质中含有异氰酸酯，因此可在离开淬灭器并将在之后进行纯化的产物料流中获得较高的异氰酸酯浓度。然而，这种异氰酸酯存在于淬灭介质中的方法的缺点是，起始材料和/或反应产物的降解可产生固体并且这些固体被夹带至下游设施部件。所述固体在高沸点料流中累积并通常经柱底排出。然而，由于要从所述高沸点料流中取出作为淬灭介质的液体，因而所述淬灭介质中可能存在固体颗粒。它们会在下游设备部件中形成沉积物。所述固体组分和沉积物可堵塞管道、调节设备和其他装置部件。更特别是，淬灭器的雾化喷嘴可被堵塞。这需要对设施进行昂贵复杂的清洁。

本发明的一个目的是提供一种通过使相应的胺与光气反应制备异氰酸酯的方法，其中所述淬灭介质在后处理之后至少部分地回收至所述方法中并可任选地包含异氰酸酯，所述方法可具有较现有技术已知方法更长的使用寿命。

所述目的通过如下的一种制备异氰酸酯的方法实现，所述方法通过任选地在惰性介质的存在下，使相应的胺与光气在气相中反应而进行，其中胺和光气首先混合并在反应器中转化为异氰酸酯，并且其中通过加入液体淬灭介质使离开所述反应器的包含异氰酸酯和氯化氢的反应气体在淬灭器中冷却，从而形成一种反应气体和淬灭介质的混合物作为产物料流。所用的淬灭介质是一种从反应器下游连接的后处理过程中取出的、含有至少一种溶剂或异氰酸酯的混合物，所述淬灭介质中存在的任何固体颗粒均在其加入所述淬灭器之前移除。

在淬灭介质加入至淬灭器之前将所述淬灭介质中可能存在的固体颗粒移除能够防止所述淬灭介质中存在的固体颗粒在喷嘴中沉积，从而导致喷嘴堵塞。这与现有技术已知的方法相比可增加淬灭器的使用寿命。

为制备所述异氰酸酯，优选首先将光气和胺送至混合区，在所述混合区中使胺和光气混合以得到反应混合物。随后，将所述反应混合物送至所述反应器中，在其中转化为异氰酸酯。胺和光气在所述反应器中的转化优选在气相中进行。为此目的，所述反应器中的压力优选在0.3-3bar绝对压力的范围内，更优选在0.8-3.0bar绝对压力的范围内。温度优选在250-550℃的范围内，特别是在300-500℃的范围内。

为了能够在气相中进行所述反应，还优选加入气体形式的胺和光气。为此目的，胺的温度优选在200-400℃的范围内。加入的胺的压力优选在0.05-3bar绝对压力的范围内。加入的光气的温度优选在250-450℃的温度范围内。为此目的，通常在加入前将光气以本领域技术人员已知的方式加热。

为加热光气和胺以及将胺蒸发，使用例如电加热或者通过燃烧燃料来直接或间接加热。所述燃料通常为可燃气体，例如天然气。然而，通过降低压力来降低胺的沸点，也可例如借助蒸汽进行加热。此处根据胺的沸点来选择所述蒸汽的压力。合适的蒸汽的蒸汽压力在，例如，40-100bar的范围内。这使得蒸汽的温度在250-311℃的范围内。