[发明专利]制造异氰酸酯的方法

说明书

本发明涉及通过在包含至少一个反应区（110）和布置在其下方的猝灭区（120）的反应器（100）中使相应的伯胺与光气反应来制造异氰酸酯的方法，其包含步骤：(i)将气态胺流（1）和气态光气流（2）引入到反应器（100）中并在反应区（110）中反应形成包含异氰酸酯和氯化氢的产物气流（3）；(ii)将产物气流（3）引入到猝灭区（120）中，其中通过经至少一个猝灭喷嘴（200）喷入猝灭液（4）来冷却所述产物气流以获得包含猝灭液（4）和异氰酸酯的液流（5）以及包含氯化氢和任选的光气的气态流（6）；(iii)从步骤(ii)中获得的液流（5）中分离异氰酸酯；其中使紧邻在猝灭区（120）上方的反应区（110）的壁的温度T_W*保持在反应区的壁的以开尔文给出的最高温度T_w^max以下最多4.0%，优选最多2.0%的值。

本发明提供通过在包含至少一个反应区110和布置在其下方的猝灭区120的反应器100中使相应的伯胺与光气反应制造异氰酸酯的方法，其包含步骤：

(i) 将气态胺流1和气态光气流2引入到反应器100中并在反应区110中反应形成包含异氰酸酯和氯化氢以及可能的过量光气的产物气流3；

(ii) 将产物气流3引入到猝灭区120中，其中通过经至少一个猝灭喷嘴200喷入猝灭液4来冷却所述产物气流以获得包含猝灭液4和异氰酸酯的液流5以及包含氯化氢和可能的光气的气流6；

(iii) 从步骤(ii)中获得的液流5中分离异氰酸酯；

其中使紧邻在猝灭区120上方的反应区110的壁的温度T_W*保持在反应区的壁的以开尔文给出的最高温度T_w^max以下最多4.0%，优选最多2.0%的值。

例如在EP 0289840 B1中描述了通过在气相中的二胺的反应制造二异氰酸酯。在管式反应器中形成的二异氰酸酯在最高500℃的反应温度下是热不稳定的。因此在光气化反应后必须将反应气体快速冷却到150℃以下的温度以防止由于二异氰酸酯的热分解或由于进一步反应形成不想要的副产物。在EP 0289840 B1或EP 0749 958 B1中，为此将连续离开反应空间并尤其含有二异氰酸酯、光气和氯化氢的气体混合物引入到惰性溶剂，例如二氯苯中。在这种方法中不利的是，必须选择相对较低的使该气体混合物通过溶剂浴的流速，因为在过高的速度下，会夹带走溶剂和溶解在其中的化合物。在后续步骤中，必须从该气体中分离出液体化合物。另一缺点在于，由于低流速和低传热方式，必须使用大的溶剂容器以实现冷却。

此外，为了冷却反应气体，使用热交换器和/或在真空中使气体减压的方法是已知的（DE 10158160 A1）。热交换器的缺点在于，由于传热不良，需要大的交换表面和因此大的热交换器才能有效冷却。此外，由于气体混合物的副反应，例如分解、聚合或沉淀，在热交换器的相对较冷的表面上会出现固体的沉积。

EP 1 761 483 B1尝试通过位于反应区和反应终止区之间的具有减小的流动横截面的区域来降低反应终点与冷却区之间的停留时间。

申请WO2007/014936 A2中描述的反应终止区（被称作“猝灭”）是通过喷入猝灭液而快速冷却热产物气体的区域。可提到的猝灭液是溶剂、异氰酸酯混合物和溶剂/异氰酸酯混合物。提到喷入用于冷却反应混合物的猝灭液和形成的二异氰酸酯在溶剂中的选择性溶解，其中进行一次分离——分离成液相和主要具有光气和氯化氢作为成分的气相。此后将这两个相送入相应的后处理。没有考虑这一方法步骤的优化可能性。

如WO 2011/003532 A1中提到和如EP 1403 248 B1中更详细描述，通过将一种或多种猝灭液喷入从反应区连续流入下游猝灭区的气体混合物，提供用于快速冷却气态反应混合物的进一步发展的方法。